Laser, yang merupakan singkatan dari Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, adalah perangkat yang memancarkan cahaya yang sangat terfokus, koheren, dan monokromatik. Tidak seperti sumber cahaya biasa, laser menghasilkan cahaya yang sangat presisi dan dapat dikontrol dengan akurasi tinggi. Pelajaran ini membahas prinsip-prinsip laser, jenis-jenisnya, dan aplikasinya, khususnya di bidang optik.
Inti dari operasi laser adalah proses emisi terstimulasi. Proses ini melibatkan amplifikasi cahaya dengan merangsang elektron dalam suatu medium (gas, padat, atau cair) ke tingkat energi yang lebih tinggi. Ketika elektron yang terstimulasi ini kembali ke tingkat energi yang lebih rendah, mereka memancarkan foton (partikel cahaya) dengan energi tertentu. Yang terpenting, foton ini merangsang elektron terstimulasi lainnya untuk memancarkan foton tambahan, sehingga menciptakan reaksi berantai yang memperkuat cahaya.
Tiga komponen utama laser adalah:
Kunci pengoperasian laser adalah mencapai kondisi yang disebut "inversi populasi," di mana lebih banyak elektron dalam media penguatan berada dalam kondisi tereksitasi daripada dalam kondisi energi yang lebih rendah. Kondisi ini diperlukan agar emisi terstimulasi mendominasi penyerapan.
Laser dapat dikategorikan berdasarkan media penguatannya:
Laser telah mengubah banyak aspek optik dan telah menemukan aplikasi yang luas:
Meskipun peralatan yang kompleks diperlukan untuk eksperimen mendalam dengan laser, pengamatan pola interferensi cahaya laser dapat memberikan wawasan tentang sifat-sifatnya.
Pola Interferensi: Saat cahaya laser melewati dua celah yang berjarak dekat (pengaturan yang dikenal sebagai percobaan celah ganda Young), pola interferensi akan terbentuk pada layar yang ditempatkan di belakang celah tersebut. Pola pita terang dan gelap ini menunjukkan sifat gelombang cahaya dan koherensi cahaya laser. Jarak antara pita-pita ini dapat ditentukan oleh persamaan:
\(D = \frac{\lambda \cdot L}{d}\)di mana \(D\) adalah jarak antara pita terang atau gelap yang berdekatan, \(\lambda\) adalah panjang gelombang cahaya laser, \(L\) adalah jarak dari celah ke layar, dan \(d\) adalah jarak antara kedua celah.
Memahami laser dan prinsip-prinsipnya tidak hanya menyelami bidang optik secara mendalam, tetapi juga membuka pintu bagi inovasi dalam komunikasi, perawatan kesehatan, dan berbagai eksplorasi ilmiah. Ketepatan dan kemampuannya untuk dikontrol dengan cermat menjadikan laser sebagai alat yang sangat diperlukan dalam teknologi dan penelitian modern.
