o2i6in
Laserul este echivalentul actiunii de amplificare a luminii prin stimularea
emisiei de radiatii. Laserele sunt dispozitive care amplifica lumina si produc
raze clare de lumina, ce trec rapid din infrarosu in ultraviolet. O raza de
lumina este clara atunci cand undele sau fotonii ei se propaga toate impreuna.
De aceea, lumina laser, poate fi extrem de intensa, foarte directionata (sub
forma uni fascicul) si foarte pura in culoare (in frecventa).Acum dispozitivele
laser lucreaza in gama de frecventa a razelor X.
Laserele forteaza atomii sa stocheze si sa emita lumina intr-;un
fascicul coerent. Electronii dintr -; un atom, intr -;un mediu laser
sunt la inceput pompati, sau energizati, pina la o limita de excitare,
de catre o sursa de curent electric. Ei sunt apoi „stimulati” cu
fotoni externi, sa emita energia stocata tot sub forma de fotoni; acest proces
este cunoscut sub denumirea de emisie stimulata.
Fotonii emisi au o frecventa caracteristica egala cu cea a atomilor si se misca
impreuna cu fotonii stimulatori, iar prin interferenta lor excita atomii
sa elibereze mai multi fotoni.
Amplificarea luminii se face prin miscarea fotonilor intre doua oglinzi paralele
stimulandu -; se astfel emisia. Lumina monocroma, directionata si
foarte intensa, in final, iese prin una dintre oglinzi, care este partial argintata.
Emisia stimulata, procesul fundamental al actiunii laserului, a fost pentru
prima oara propus de Albert
Einstein in 1917. Principiile functionarii insa, au fost subliniate de fizicienii
americani Arthur Leonard Schawlow si Charles Hard Townes in aplicatia lor din
anul 1958. Inventia a
fost patentata, dar mai tarziu a fost schimbata de fizicianul si inginerul
Gordon Gould.
In 1960 fizicianul american Theodor Maiman observa prima actiune laser in rubin
solid. Un an mai tarziu a fost construit un laser gazos pe baza de heliu
-; neon, de catre fizicianul american de origine irakiana Ali Javan. Apoi
in anul 1966 un laser lichid a fost construit de fizicianul Peter Sorokin.
In 1970 tribunalul Oficiului de Inventii al Statelor Unite, atribuie lui Gordon
Gould meritul descoperirii principiilor de functionare a laserului.
Tipuri de lasere
Bazate pe felul mediului folosit, laserele, sunt in general clasificate ca solide,
gazoase, semiconductoare, sau lichide.
LASERE SOLIDE
Cele mai comune lasere au la originea lor fibrele de cristale de rubin si neodim.
Manunchiul de fibre este fasonat la capete, prin suprafete paralele si acoperite
cu o pelicula nemetalica reflectanta.
LASERE SEMICONDUCTOARE
Sunt cele mai compacte lasere, care sunt formate din jonctiuni intre semiconductoare
cu propietati electrice diferite. Arsenidiu de galiu este cel mai comun semiconductor
folosit. Mediul semiconductoarelor este excitat prin aplicarea directa de-a
lungul jonctiunii,
Aceste tipuri de laser, ofera cea mai mare putere la iesire in impulsuri de
lumina (cu durata 12 X 10 15 secunde) si sunt folosite in studiul fenomenelor
fizice de durata scurta. Excitarea atomilor din mediul laser solid se face prin
descarcari electrice in tub cu xenon, arcuri electrice sau lampi cu vapori de
metal. Gama de frecventa a lumini laserului, trece de la infrarosu la violet.
LASERE GAZOASE
Mediul activ al unor astfel de lasere poate fi din gaze pure, amestec de gaze
sau chiar vapori de metale, intr-;un tub cilindric de sticla sau
de quartz, cu doua oglinzi paralele aflate la capetele tubului.
Gazul laserului este excitat prin lumina ultra violeta, fascicole de electroni,
curent electric sau prin reactii chimice. Laserul cu mediu gazos de heliu -;
neon este cel mai cunoscut pentru inalta si stabila lui frecventa, puritatea
culorii si pentru cel mai subtire profil al fascicolului de lumina. Laserul
cu mediul gazos de dioxid de carbon este foarte eficient si e foarte apreciat
pentru cea mai puternica si continua raza laser.
O metoda ce permite o crestere de randament, este aceea de a monta vertical
lasere miniatura, in circuite electronice. O astfel de aplicatie este folosita
in tehnica video si audio digitala (compact disk) si la imprimante laser.
LASERE LICHIDE
Cele mai utilizate medii laser lichide sunt mediile anorganice. Ele sunt excitate
cu lampi flash, in mod pulsatoriu, sau cu lasere cu gaz, cu fascicul continuu.
LASERE CU ELECTORNI LIBERI
Aceste lasere folosesc electroni neatasati de atomi ce sunt excitati prin unde
magnetice. Studiul acestui tip de laser a fost dezvoltat inca din 1977 si a
devenit un important instrument de cercetare. Teoretic astfel de lasere, pot
acoperi intreg spectrul, de la infrarosu la raze X si sunt capabile sa
produca raze de putere foarte mare.
Aplicatii laser
Folosirea radarelor sunt restrictionate doar de imaginatia noastra. El au devenit
instrumente valabile in industrie, cercetare, comunicatii, medicina, arta si
cu extindere in aplicatii militare.
INDUSTRIE
Razele laser puternice pot fi focalizate in spoturi mici cu densitate de putere
enorma, ce pot usor incalzi, topii sau vaporiza materiale intr-;o
maniera foarte precisa. Laserele sunt folosite, de exemplu in prelucrarea diamantelor,
a sculelor si dispozitivelor speciale, in microelectronica, la sintetizarea
unor materiale si chiar la controlul fuziunii nucleare. Laserele pulsative fac
posibila fotografierea cu un timp de expunere de cateva milionimi de secunda
si pot fi folosite la monitorizarea deplasarii scoartei terestre, constituind
aparaturi eficace in determinarea poluarii aerului si in masurarea distantelor.
CERCETARE STIINTIFICA
Datorita luminii monocromatice bine directionate, laserele sunt folosite in
testarea Teoriilor Relativitatii, in acceleratoarele de particule si prin masurarea
schimbarii starilor materiei, se pot studia structuri atomice si moleculare.
Cu ajutorul laserelor a putut fi determinata cu exactitate viteza luminii si
s -; au executat reactii chimice fara precedent.
COMUNICATII
Lumina laser poate strabate mari distante in spatiu, ara a -; si reduce
puterea si poate transporta mult mai multe frecvente decat undele radio
(de 1000 de ori mai multe canale radio - tv )si este ideal pentru comunicatiile
spatiale. Fibrele optice au fost perfectionate pentru a transmite razele laser
in comunicatii terestre, in telefonie si retele de calculatoare.
Tehnica laser este folosita si in inregistrarile cu inalta densitate
a informatiilor, ( aceasta simplificand inregistrarea hologramelor)
avand aplicatii practice in domeniul audiovizual al compact discurilor. schema de principiu a inregistrarii informatiilor laser, pe CD
MEDICINA
Intensitatea razei laser, poate taia, cauteriza si evapora vase de sange
si leziuni fara a afecta tesuturile sanatoase. Tehnica laser este intens folosita
si in cercetarea medicala, in depistarea afectiunilor si obtinerea tratamentelor
biologice.
ARMATA
Aplicatiile laser au fost adaptate si utilizate, ca orice noua descoperire tehnica,
in armata. Astfel au fost experimentate si dezvoltate tehnologiile in ghidarea
sistemelor de rachete, in navigatie aeriana si transmisiuni militare prin sateliti.
Folosirea razei laser in domeniul militar, a fost sustinuta si in timpul razboiului
rece, ca parte integranta in sistemele de aparare impotriva rachetelor
balistice, de insusi presedintele S.U.A. , Ronald Reagan in anul 1983.
In aceasta idee a fost experimentat un laser aeropurtat, capabil sa loveasca
orice racheta balistica, dar proiectul a fost considerat periculos si foarte
costisitor si a fost abandonat in 1986. Posibilitatile razelor laser de a excita
selectiv atomii sau moleculele pot deschide cai eficiente in separarea izotopilor
necesari construirii noilor tipuri de arme nucleare.
Vrem sau nu , cu acest inceput intr-;o noua teorie, expusa
prima data acum aproape un secol, adaugam in relatia computer, satelit, fuziune
nucleara, o noua necunoscuta, LASERUL, a carui folosire poate duce la progresul
umanitatii sau ……………