Laser

(Experiment cu laser în armata SUA)

Un laser este un dispozitiv care emite lumina printr-un proces de amplificare optică bazată pe emisia stimulată de radiație electromagnetică. Termenul „laser” a aparut ca un acronim pentru „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” („amplificarea luminii prin emisie stimulată de radiație”). Un laser diferă de alte surse de lumină, pentru că emite lumină coerent. Coerența spațială permite unui laser să focalizeze într-un spot redus, care să permită aplicații cum ar fi tăierea cu laser și litografia. Coerența spațială, de asemenea, permite unui fascicul laser să rămână îngust pe distanțe lungi (de colimare), care permit aplicații, cum ar fi indicarea cu laser. Laserele pot avea, de asemenea, coerență temporală mare, care le permite să aibă un spectru foarte îngust; de exemplu, ele pot emite doar o singură culoare de lumină. Coerența temporală poate fi folosită pentru a produce impulsuri de lumină cât mai scurte, de ordinul femtosecundelor.

Lasere au multe aplicații importante. Ele sunt folosite în dispozitive de consum obişnuite, cum ar fi unitățile optice de disc, imprimante laser, şi scanere de coduri de bare. Laserele sunt folosite atât pentru fibra optică cât și pentru comunicarea optice în spațiu liber. Ele sunt folosite în medicină pentru chirurgie cu laser și diverse tratamente ale pielii, și în industria tăierii şi sudării materialelor. Ele sunt folosite în dispozitivele militare şi de aplicare a legii, pentru marcarea obiectivelor și măsurarea obiectelor și a vitezei. Afișajele cu iluminare laser utilizează lumina laser ca un mediu de divertisment.

Concepte de bază

(Lasere cu lumină de culoare verde (532 nm), albastru-violet (445 nm) și roșu (635 nm))

Laserele se deosebesc de alte surse de lumină prin coerența lor. Coerența spațială este de obicei exprimată prin ieșirea unui fascicul îngust cu difracţie limitată, numit adesea şi „fascicul creion.” Fasciculele laser pot fi concentrate în spoturi foarte înguste, obţinând o iradiere foarte mare, sau ele pot fi lansate în fascicule de divergență foarte scăzută, pentru a concentra puterea lor la o distanță mare.

Coerenţa temporală (sau longitudinală) implică o undă polarizată la o singură frecvență a cărei fază este corelată pe o distanță relativ mare (lungimea de coerență) de-a lungul fluxului. Un fascicul produs de o sursă de lumină termică sau altă sursă incoerentă are o amplitudine și fază instantanee care variază aleator în raport cu timpul și poziția, și, astfel, o lungime de coerență foarte scurtă.

Majoritatea așa-numitelor lasere cu o „singură lungime de undă” produc de fapt radiații în mai multe moduri cu frecvențe (lungimi de undă) ușor diferite, de multe ori nu într-o singură polarizare. Și, deși coerența temporală implică monocromatica, există chiar lasere care emit un spectru larg de lumină, sau care emit diferite lungimi de undă ale luminii simultan. Există unele lasere care nu sunt în modul spațial unic și, prin urmare, fasciculele de lumină se abat mai mult decât necesar de la limita de difracţie. Totuși, toate aceste dispozitive sunt clasificate ca „lasere”, în funcție de metoda lor de a produce această lumină prin emisie stimulată. Laserele sunt folosite în aplicații unde nu a putut fi produsă prin tehnologii simple lumina cu coerența spațială sau temporală solicitată.

Terminologie

(Flux de laser în ceață, reflectat pe un parbriz de maşină)

În termeni moderni, „lumina” se referă în general la radiații electromagnetice de orice frecvență, nu doar lumina vizibilă. De aici şi termenii de laser cu infraroşii, laser cu ultraviolete, laser cu raze X, etc. Pentru ca predecesorul cu microunde al laserului, maserul, a fost dezvoltat mai întâi, dispozitivele de acest tip care funcționează la frecvențe de microunde și radio sunt denumite „masere”, mai degrabă decât „lasere cu microunde” sau „lasere cu unde radio”. În literatura de specialitate timpurie, mai ales la Bell Telephone Laboratories, laserul a fost numit maser optic; acest termen este acum depășit.

Un laser care produce lumina prin el însăși este din punct de vedere tehnic un oscilator optic, mai degrabă decât un amplificator optic aşa cum sugerează acronimul. S.a constatat cu umor că acronimul LOSER, pentru „light oscillation by stimulated emission of radiation” („oscilație luminoasă prin emisie stimulată de radiație”) ar fi fost mai corect. Odată cu utilizarea pe scară largă a acronimul inițial ca un substantiv comun, amplificatoare optice actuale au ajuns să fie menționate ca „amplificatoare laser”, indiferent de redundanţa aparentă în această denumire.

Utilizarea extinsă a cuvintelor laser și maser nu se referă la tehnologia sau dispozitivele cu laser sau dispozitive, ca în utilizări precum maser astrofizic și laser atomic.

Traducere din Wikipedia