Laser printzipioa

Laserraren printzipioa igorpen estimulatuan oinarritzen da, Einsteinek XX. mende hasieran proposatutako kontzeptua. Prozesu nagusia honako hau da:

- Elektroi-trantsizioa: lan-erdian dauden atomoek edo molekulek ponpa-iturri baten eraginez energia lortzen dute (adibidez, energia elektrikoa, argi-energia, etab.), energia maila baxutik energia maila altu batera igaroz, egoera kitzikatu batean sartuz. Energia maila altua ezegonkorra denez, atomoak edo molekulak berez itzultzen dira energia baxuko mailara, prozesuan fotoiak askatuz.

- Erresonantzia-barrunbearen islada: fotoi hauek erresonantzia-barrunbean batera eta bestera islatzen dira, lan-metoko beste atomo edo molekula kitzitatuko batzuekin elkarreraginean, igorpen estimulatuagoa eraginez. Honek fotoi-kopurua bat-batean handitzea eragiten du, eta, ondorioz, intentsitate handiko, oso monokromatikoa eta oso norabideko laser argia sortzen da.

Laser osagaiak

Laserrak hiru zati ditu batez ere: lan-erdia, ponpa-iturria eta erresonantzia-barrunbea.

- Lanerako euskarria: laser sorkuntzaren oinarria da. Biztanleriaren inbertsioa ahalbidetzen duen medio aktibo batez osatuta dago, hala nola errubia, neodimio beira edo karbono dioxido gasa.

- Ponpa-iturria: laneko bitartekoari energia ematen dio, igorpen estimulatua eraginez. Ohiko metodoak kitzikapen elektrikoa eta kitzikapen optikoa dira.

- Oihartzun-barrunbea: Barne islatze-ispilu osoz eta barne-ispilu partzialez osatuta dago, fotoientzako feedbacka eta ingurune oszilatzailea eskaintzen du, barrunbean hara eta hona hainbat aldiz bidaiatzeko aukera emanez, estimulatutako igorpen-efektua hobetuz eta, azken finean, laser-irteera eratuz.

Modu bakarreko eta modu anitzeko laserren arteko aldea

Modu bakarreko eta modu anitzeko laserren arteko desberdintasun nagusia irteera-izpiko moduen kopuruan datza.

- Modu bakarreko laserra: argia hedatzeko modu bakarra onartzen du. Beam-kalitate handia, norabide eta koherentzia ona du, habe-puntu zirkular estandarra eta dibergentzia angelu txikia ditu. Doitasun handiko aplikazioetarako egokia da, hala nola laser interferometroak eta zuntz optikoko komunikazioa.

- Modu anitzeko laserra: argia hedatzeko hainbat modu onartzen ditu. Irteerako habearen dibergentzia angelu handia du, habe forma konplexua eta intentsitatearen banaketa eta koherentzia luzera laburragoa, baina irteera potentzia handia. Ez hain zorrotzak diren aplikazioetarako egokia da, hala nola, materialak prozesatzeko eta laser argiztapenerako.

Laserrak - Gauss Izpiak

Laserrek Gaussiar izpi deitzen zaie, haien zeharkako sekzioan duten intentsitatearen banaketa gutxi gorabehera Gaussaren funtzio bati egokitzen zaiolako, hau da, intentsitatea altua da erdialdean eta pixkanaka ertzetara murrizten da, kanpai-formako kurba erakutsiz.

Banaketa-ezaugarri hori erresonantzia-barrunbearen barruan eratzean laserrak autoerreproduzigarritasunetik dator; difrakzioa eta hedapena egin ondoren ere, bere intentsitatearen banaketak Gauss forma mantentzen du. Gaussiar izpiek fokatze-errendimendu eta monokromatikotasun bikainak dituzte, modu eraginkorrean lehia murrizten dute eta izpien kalitatea hobetzen dute, sistema optikoen diseinuan, laser prozesamenduan eta beste esparru batzuetan oso erabiliak izan daitezen.

Laser Sailkapena Laserrak hainbat modutan sailka daitezke, horietako bat lan-euskarriaren arabera:

- Egoera solidoko laserrak: material solidoak erabiltzen dituzte lan-euskarri gisa, hala nola neodimioz dopatutako aluminiozko granate (Nd:YAG) laserrak. Laser hauek potentzia handiko irteera eta egonkortasun ona izan ohi dituzte, eta oso erabiliak dira industria prozesatzeko, medikuntzan eta ikerketa zientifikoan.

- Gas-laserrak: gasak erabiltzen dituzte lan-euskarri gisa, hala nola, helio-neoi laserrak (He-Ne) eta karbono dioxidoaren laserrak (CO2). Gas-laserrek aplikazio zabalak dituzte ikusgai eta infragorrien eskualde espektraletan.

- Laser likidoak: koloratzaile-laser izenez ere ezagutzen dira, hauek koloratzaile organikoak erabiltzen dituzte lan-euskarri gisa. Haien uhin-luzera doitzeko gaitasunak abantaila paregabeak ematen dizkie ikerketa zientifikoan eta biomedikuntzan.

- Laser erdieroaleak: material erdieroaleak erabiltzen dituzte lan-euskarri gisa, laser-diodoak adibidez. Laser hauek abantailak eskaintzen dituzte miniaturizazioan eta integrazioan, eta oso erabiliak dira komunikazio optikoetan, laser bidezko inprimaketan eta beste esparru batzuetan.

- Elektroi askeko laserrak: Hauek abiadura handiko elektroi izpi askeak erabiltzen dituzte lan-euskarri gisa. Irteerako potentzia eta uhin-luzera sorta zabala eskaintzen dute, energia handiko fisikarako eta X izpien espektroskopiarako egokiak izanik.