Laseri, što je kratica za pojačanje svjetlosti stimuliranom emisijom zračenja, uređaji su koji emitiraju visoko fokusiranu, koherentnu i monokromatsku svjetlost. Za razliku od običnih izvora svjetlosti, laseri proizvode svjetlost koja je vrlo precizna i može se kontrolirati s velikom točnošću. Ova lekcija istražuje principe lasera, njihove vrste i primjene, posebno u području optike.
U srcu rada lasera je proces stimulirane emisije. Ovaj proces uključuje pojačanje svjetlosti pobuđivanjem elektrona u mediju (plin, krutina ili tekućina) na višu energetsku razinu. Kada se ti pobuđeni elektroni vrate na nižu energetsku razinu, emitiraju fotone (svjetlosne čestice) specifične energije. Važno je da ti fotoni stimuliraju druge pobuđene elektrone da emitiraju dodatne fotone, stvarajući lančanu reakciju koja pojačava svjetlost.
Tri glavne komponente lasera su:
Ključ rada lasera je postizanje stanja koje se naziva "inverzija naseljenosti", gdje je više elektrona u mediju za pojačanje u pobuđenom stanju nego u stanju niže energije. Ovaj uvjet je neophodan da stimulirana emisija dominira nad apsorpcijom.
Laseri se mogu kategorizirati na temelju medija pojačanja:
Laseri su transformirali brojne aspekte optike i pronašli široku primjenu:
Dok je za dubinske eksperimente s laserima potrebna složena oprema, promatranje uzoraka interferencije laserskih svjetala može dati uvid u njihova svojstva.
Uzorak interferencije: Kada lasersko svjetlo prolazi kroz dva blisko razmaknuta proreza (postavka poznata kao Youngov eksperiment s dvostrukim prorezom), ono stvara interferencijski uzorak na ekranu smještenom iza proreza. Ovaj uzorak svijetlih i tamnih traka pokazuje valnu prirodu svjetlosti i koherenciju laserske svjetlosti. Udaljenost između ovih pojaseva može se dati jednadžbom:
\(D = \frac{\lambda \cdot L}{d}\)gdje je \(D\) udaljenost između susjednih svijetlih ili tamnih traka, \(\lambda\) je valna duljina laserskog svjetla, \(L\) je udaljenost od proreza do zaslona i \(d\) je udaljenost između dva proreza.
Razumijevanje lasera i njihovih principa ne samo da zaranja duboko u polje optike, već također otvara vrata inovacijama u komunikaciji, zdravstvu i raznim znanstvenim istraživanjima. Njihova preciznost i mogućnost pomne kontrole čine lasere nezamjenjivim alatima u modernoj tehnologiji i istraživanju.
