"Laser" er et akronym forLrettAforsterkning vedStimulertEoppdraget tilRadiation
En laser opprettes når elektroner i atomene i optiske materialer som glass, krystall eller gass absorberer energien fra en elektrisk strøm eller et lys. Den ekstra energien "eksiterer" elektronene nok til å bevege seg fra en lavere-energibane til en høyere-energibane rundt atomets kjerne.
En laser utnytter kvanteegenskapene til atomer som absorberer og utstråler lyspartikler kalt fotoner. Når elektroner i atomer går tilbake til sin normale bane-eller "bakke"-tilstand-enten spontant eller når de "stimuleres" med et lys eller annen energikilde, til og med en annen laser i noen tilfeller, sender de ut flere fotoner.
Energi fra lys "eksiterer" elektroner i atomer av optiske materialer, og de beveger seg til en høyere-energibane. Når elektronene går tilbake til sin normale bane spontant eller når de "stimuleres" med lys eller energi, sender de ut lyspartikler kalt fotoner.
Lys beveger seg i bølger. Vanlig synlig lys, for eksempel fra en husholdningslyspære eller en lommelykt, består av flere bølgelengder, eller farger, og er usammenhengende, noe som betyr at toppene og bunnene til lysbølgene beveger seg med forskjellige bølgelengder og i forskjellige retninger.
I en laserstråle er lysbølgene "koherente", noe som betyr at strålen av fotoner beveger seg i samme retning med samme bølgelengde. Dette oppnås ved å sende de energiserte elektronene gjennom et optisk "forsterkningsmedium" som et fast materiale som glass eller en gass.
Den spesielle bølgelengden til lys bestemmes av mengden energi som frigjøres når det eksiterte elektronet faller til en lavere bane. Nivåene av introdusert energi kan skreddersys til materialet i forsterkningsmediet for å produsere ønsket strålefarge.
Et speil på den ene siden av laserens optiske materiale spretter fotonet tilbake mot elektronene. Rommet mellom speil, eller "hulrommet", er utformet slik at fotonet som ønskes for den spesielle typen optisk forsterkningsmedium mates tilbake til mediet for å stimulere emisjonen av en nesten nøyaktig klon av det fotonet. De beveger seg begge i samme retning og hastighet, for å sprette av et annet speil på den andre siden for å gjenta kloningsprosessen.
To blir fire, fire blir til åtte og så videre til fotonene er forsterket nok til at de alle kan bevege seg forbi speilene og det optiske materialet i perfekt unison. Tenk på dem som synkroniserte medlemmer av et marsjerende band i Rose Parade. Og den unisonen gir laseren sin kraft. Laserstråler kan holde seg skarpt fokusert over store avstander, selv til månen og tilbake.
Lasere har eksistert siden 1960, selv om ideen går tilbake til 1900 (se "A Legacy of Lasers and Laser Fusion Pioneers").
I dag kommer lasere i mange størrelser, former, farger og kraftnivåer, og brukes til alt fra kirurgi på sykehus, til strekkodeskannere i matbutikken og til og med avspilling av musikk, filmer og videospill hjemme. Du kan ha gjennomgått LASIK-operasjon, som korrigerer synet ditt ved å bruke en liten laser for å omforme hornhinnen i øyet.
Noen lasere, for eksempel rubinlasere, sender ut korte lyspulser. Andre, som helium-neongasslasere eller flytende fargelasere, sender ut lys som er kontinuerlig. NIF, som rubinlaseren, sender ut lyspulser som varer bare milliarder av et sekund. Laserlys trenger ikke å være synlig. NIF-stråler starter som usynlig infrarødt lys og passerer deretter gjennom spesiell optikk som konverterer dem til synlig grønt lys og deretter til usynlig, høy-ultrafiolett lys for optimal interaksjon med målet.
Lasere kan være bittesmå bestanddeler av mikrobrikker eller like store som NIF, verdens mest energiske laser som er plassert i en bygning som er 10 etasjer høy og så bred som tre fotballbaner.
