Как работают лазеры?

27 957

Они используются в сканерах продуктовых магазинов, подключениях к Интернету и камерах заднего вида автомобилей. Осознаете вы это или нет, вы взаимодействуете с лазерами каждый день. Эта технология помогла построить современный мир, в котором мы живем. Но что, собственно, такое лазеры и как они работают?

Слово "лазер" на самом деле является аббревиатурой; оно расшифровывается как "усиление света путем вынужденного излучения" (laser - light amplification by stimulated emission of radiation). Лазеры работают, заставляя частицы энергии вибрировать синхронно таким образом, чтобы пики световых волн, которые они излучают, совпадают. Представьте армию, марширующую строем, по сравнению с толпой людей, слоняющихся по городской площади, поясняет Питер Делфиетт, инженер по фотонике из Университета Центральной Флориды. "Это то, чем лазерное излучение отличается от некогерентного белого света", - говорит он.

Когда электроны в вибрационно синхронизированных атомах достигают своего состояния с наивысшей энергией, они внезапно синхронно возвращаются в состояние с низкой энергией, испуская при этом особую форму света.

Фундаментальная физика, лежащая в основе лазерных технологий, известна более века; впервые эта теория была предложена Альбертом Эйнштейном в 1917 году. Но исследователям потребовалось бы почти четыре десятилетия, чтобы воплотить эти теоретические идеи в жизнь.

До лазеров существовали мазеры — аналогичная технология, использующая микроволны вместо видимого света.

Первый функциональный мазер был построен в 1954 году группой ученых Колумбийского университета. В этом устройстве использовался пучок молекул аммиака высокой энергии и полая оболочка, называемая резонансной полостью, чтобы заставить микроволны колебаться вместе. Однако его выходная мощность была крошечной — всего около 10 нановатт. Это более чем в миллиард раз меньше, чем количество, необходимое для включения обычной электрической лампочки. Самые мощные лазеры в мире, напротив, могут вырабатывать до 10 петаватт — примерно десятую часть мощности солнца.

Чтобы создать более мощный мазер, ученые начали изучать различные частоты в электромагнитном спектре. В 1960 году родился "оптический мазер", более известный как лазер. Не все лазеры работают в спектре видимого света, но все они используют частоты выше микроволнового излучения.

У лазеров есть пара преимуществ перед мазерами. Помимо того, что в их пучки вкладывается больше энергии из-за более короткой длины электромагнитных волн, лазеры проще создавать и ими легче точно управлять. Хотя мазеры все еще иногда используются для таких целей, как радиотелескопы и связь в дальнем космосе, сегодня лазеры гораздо более распространены.

"Лазер - одно из важнейших научных и технологических изобретений 20 века", - говорит Светлана Лукишова, исследователь нанооптики из Университета Рочестера в Нью-Йорке.

Будущее лазерных технологий выглядит не менее радужным. Некоторые исследователи изучают их потенциал для получения изображений экзопланет далеко за пределами нашей солнечной системы. 

https://newsland.com/post/7806...

ОНПО-заболевание

ОНПО - острая недостаточность перемог в организме Вчера в комменты прибежало совсем какое-то безумное ципсо с нахрюком, что «украинцы массово готовы гибнуть за матькивщину, а русские поголовн...

Дипломатия бессильна. Сверхдержавы и уникальность ситуации с Украиной

Министр иностранных дел России Сергей Лавров охарактеризовал последние тенденции в американской внешней политике весьма интересной фразой. (Речь идёт о предложениях американских политик...

Обсудить
  • Миша, надо проще... Не все поймут. Проще... :smirk:
  • В камерах заднего вида используются обычные видеокамеры, при чём здесь лазер. И ещё по поводу мощности: "Самые мощные лазеры в мире, напротив, могут вырабатывать до 10 петаватт — примерно десятую часть мощности солнца." То есть собери десяток таких лазеров и на Земле своё солнышко будет?
  • Помню, в начале 2000-х сделала замечание знакомому, чтобы он аккуратнее обращался с т.н. лазерными дисками, помещая их в проигрыватель. Он начал ржать надо мной, уверяя, что диски невозможно поцарапать или испортить. Чтобы полностью добить, глумливо поинтересовался: знаю ли я, глупая и недалекая женщина, как в принципе устроен лазер. На что я ответила, что лазеры, мазеры и прочие хреназеры, на минуточку, моя специальность. И диплом мой назывался "Использование лазера в с/х". Обиделся чёйта :sunglasses:
  • Лазер - направленное излучение энергии, выделившейся в результате смены орбиты электронов. Нас так учили. При помощи лазера раньше делали голограммы. Голография отличается от фотографии тем, что фиксирует не только корпускулярную составляющую света, но и волновую. А вот при попытке сголографировать алмаз, в пленке получался прожиг. По крайней мере раньше.
  • Автор, подружитесь с физикой, раз тащит на такие статьи. В лампочке тоже "волны колеблются вместе", но когерентной волны не получается, поскольку нет активного вещества, помещённого между двумя зеркалами, которое заставляют вынужденно излучаться, накачивая энергией, источника света, отсюда и получается когерентная, монохромная волна. Перепутали Вы резонанс со связностью.