Lazerlerin temel özellikleri

Lazerin yönlü aydınlatması

Sıradan ışık kaynakları her yöne ışık yayar. Yayılan ışığın bir yönde yayılmasını sağlamak için, ışık kaynağına belirli bir yoğuşma cihazının takılması gerekir. Örneğin, otomobillerin farları ve projektifleri konsantrasyon etkisi olan reflektörlerle donatılmıştır, böylece yayılan ışık bir yönde toplanır ve yayılır.LazerLazer tarafından yayılan doğal olarak bir yönde yayılır ve ışının sapması son derece küçüktür, sadece yaklaşık 0.001 radyan, paralel olana yakındır.

Çok saf lazer rengi

Işığın rengi, ışığın dalga boyu (veya frekansı) ile belirlenir. Bazı dalga boyları belirli renklere karşılık gelir. Dalga boyu dağılımıgörünür ışıkGüneş tarafından yayılan segment yaklaşık 0.76 mikron ila 0.4 mikrondur ve karşılık gelen renkler kırmızıdan mora, toplam 7 renkten değişir, bu nedenle güneş ışığının monokromatik olduğu söylenemez. Tek bir renk ışığı yayan bir ışık kaynağına tek renkli ışık kaynağı denir ve tek bir dalga boyu ışık yayar. Örneğin, Krypton lambaları, helyum lambalar, neon lambalar ve hidrojen lambaları, sadece belirli bir ışık rengi yayan tek renkli ışık kaynaklarıdır. Tek renkli bir ışık kaynağının ışık dalgalarının dalga boyu bekar olsa da, hala belirli bir dağıtım aralığı vardır. Örneğin, neon lamba sadece kırmızı ışık yayar ve tek renkli olması çok iyidir. Tek renkli tacı olarak bilinir. Dalga boyu dağılım aralığı hala 0.00001 nanometredir. Bu nedenle, neon lamba tarafından yayılan kırmızı ışık, dikkatle tanımlanırsa hala düzinelerce kırmızı ışık içerir. . Optik radyasyonun dalga boyu dağılım aralığı daha dar olursa, tek renkli o kadar iyi olduğu görülebilir.

Lazerin uyarılmış emilimi

Uyarılmış emilim (kısaltma emilimi). Daha düşük bir enerji seviyesindeki bir parçacık dış dünya tarafından heyecanlandığında (yani, bir fotonla esnek olmayan bir çarpışma gibi diğer parçacıklarla bir enerji değişimi etkileşimine sahip olduğunda) ve enerji emerse, buna karşılık gelen daha yüksek bir enerjiye geçer. enerji. Yüksek enerji seviyesi. Bu geçişe uyarılmış emilim denir.

Lazerin spontan radyasyonu

Parçacığın heyecanlandığında girdiği heyecanlı durum, parçacığın kararlı durumu değildir. Parçacığı kabul edebilecek daha düşük bir enerji seviyesi varsa, harici bir etki olmasa bile, partikülün yüksek seviyeli uyarılmış bir durumdan düşük enerjili bir duruma kendiliğinden geçme olasılığı vardır. Seviye zemin durumu (E1) geçiş, enerji (E2-E1) ile yayılan foton, foton frekansı ν = (E2-E1)/s. Bu radyasyon işlemine spontan radyasyon denir.

Uyarılmış radyasyon, lazer

1917'de Einstein teorik olarak spontan emisyona ek olarak, yüksek enerji seviyesindeki E2'deki parçacıkların da başka bir şekilde daha düşük enerji seviyelerine geçebileceğini belirtti. Ν = (E2-E1)/H frekansı olan bir fotonun olası olduğunda, parçacığın belirli bir olasılıkla da indükleneceğine dikkat çekti.

Lazer çok parlak

Lazerin icadı önce, yüksek voltajlı darbeli ksenon lambası, güneşin parlaklığı ile karşılaştırılabilir yapay ışık kaynakları arasında en yüksek parlaklığa sahipken, yakut lazerin lazer parlaklığı on milyarlarca katı aşabilir. Xenon lambası. Lazer çok parlak olduğundan, nesneleri uzaktan aydınlatabilir. Ruby lazer tarafından aydaki yayılan ışının aydınlığı yaklaşık 0.02 lüks (aydınlık birimi), renk parlak kırmızı ve lazer noktası çıplak gözle görülebilir. En güçlü arama ışığı ayı aydınlatmak için kullanılıyorsa, üretilen aydınlatma bir lüksün sadece yaklaşık bir tanesidir ve insan gözü onu hiç tespit edemez. Lazerin son derece yüksek parlaklığının ana nedeni yönlü lüminesanstır. Çok sayıda foton konsantre edilir ve çok küçük bir alanda yayılır ve enerji yoğunluğu doğal olarak son derece yüksektir. Bir lazerin parlaklığı ve güneş ışığı arasındaki oran milyonlarca ve insanlar tarafından yaratıldı.

Büyük lazer enerjisi

Bir fotonun enerjisi E = HV olarak hesaplanır, burada H Planck'ın sabittir ve V frekansdır. Frekans ne kadar yüksek olursa, enerji o kadar yüksek olduğu görülebilir. Lazer frekans aralığı 3.846 × 10^(14) Hz ila 7.895 × 10^(14) Hz.

Lazerin diğer karakterleri

Lazerlerin başka birçok özelliği vardır: birincisi, lazerler tek renkli veya tek frekanslıdır. Aynı anda farklı frekanslarda lazerler üretebilen bazı lazerler vardır, ancak bu lazerler birbirinden izole edilir ve ayrı olarak kullanılır. İkincisi, lazer ışığı tutarlı ışıktır. Tutarlı ışığın özelliği, tüm ışık dalgalarının senkronize olması ve tüm ışık demetinin \"dalga treni \" gibi olmasıdır. Yine, lazer oldukça konsantre olur, yani dağılmadan veya yakınlaşmadan önce uzun bir mesafe kat etmesi gerektiği anlamına gelir.