Как устроен лазер

Слово «лазер» является транслитерацией английской аббревиатуры, в переводе означает - «усиление света с помощью вынужденного излучения» (Light amplification by stimulated emission of radiation).

Данная формулировка полностью описывает устройство прибора и принцип его действия, так как световой поток образуется в процессе системы вынужденного излучения. Затем, появляется луч, получающий направление и длину волны благодаря преломлению между зеркалами. Появлением направленного потока и его постоянной равномерной мощности современный лазер обязан своему устройству.

Основные рабочие элементы

Самое главное – квантовый генератор, производящий энергию на основе разных способов. Основной принцип – вынужденная вспышка, являющаяся источником когерентного света. В отличие от явления спонтанного излучения, вынужденное сопровождается нужными свойствами: постоянная не меняющаяся даже во время длительного процесса мощность потока, конкретная направленность и соответствующее распространение, а не случайное.

Образование энергии происходит внутри квантового генератора от различных источников накачки:

• Импульсная лампа производит краткосрочные электрические импульсы на основе газовых разрядов;
• Дуговая лампа вырабатывает электроэнергию с помощью двух электродов из тугоплавкого металла, между которыми образуется электрическая дуга;
• Химическая реакция на основе взаимодействия между разными химическими веществами, при этом ядра атомов остаются неизменными;
• Взрывчатое вещество - в результате взаимодействия химического состава и других внешних факторов, приводящих к внезапному высвобождению большого количества тепла и энергии;
• Электрический разрядник действует с помощью потока электронов;
• Другой лазер также может стать источником для накачки.

Они не будут эффективны, если не будет еще одного важного элемента устройства – рабочего тела.

Рабочее тело – усилитель света

От этого вещества зависит длина волны луча, его направленность и другие свойства. Именно благодаря нему происходит процесс вынужденной вспышки. Всего существует несколько типов:

• Жидкость – органический растворитель с химическими красителями в составе;
• Газы – аргон, углекислый газ или газовые смеси с накачкой электрическими разрядами;
• Твердые тела – преимущественно кристаллы и стекла, активизирующиеся с помощью ионов титана, хрома;
• Полупроводники – действуют благодаря электронам.

Они способствуют усилению света и помещаются между зеркалами, так как первоначальное излучение имеет случайное направление и разную длину волны. Поэтому зеркала способствуют появлению луча. Из этих нескольких элементов состоит современное устройство, без которого невозможно даже использование примитивных бытовых приборов.