Πως λειτουργεί το laser;

Το laser είναι αυτό που λέμε "το κάτι παραπάνω" από ένα πολύ δυνατό φως.

Θα τα δούμε απλά και κατανοητά, ώστε να καταλάβετε πλήρως. Απλά, για να έχετε μια καλύτερη εικόνα, καλό είναι να διαβάσετε πρώτα ποια η διαφορά laser με το απλό φως.

Επίσης, για να έχουμε μια πλήρη εικόνα, ας δούμε πρώτα από τι αποτελείται μια συσκευή laser.

Από τι αποτελείται μια συσκευή laser

Μία συσκευή laser αποτελείται από έναν κρύσταλλο ρουμπινιού μακρόστενο, ο οποίος είναι τυλιγμένος γύρω από έναν σωλήνα φωτός. Μπορείτε να δείτε συνδυαστικά την παρακάτω εικόνα που απεικονίζει το εσωτερικό μιας συσκευής laser, για να καταλάβετε καλύτερα.


Στο ένα άκρο του μακρόστενου ρουμπινιού, υπάρχει ένας "παχύς" καθρέπτης, ενώ στο άλλο άκρο (από κει από όπου βγαίνει η ακτίνα), υπάρχει ένας "ασθενέστερος" - ημιπερατός καθρέπτης, στον οποίο κάποια φωτόνια ανακλώνται πάλι πίσω, ενώ κάποια άλλα τον διαπερνάνε.

Πως λειτουργεί το laser

Τώρα, αφού είδαμε από τι αποτελείται μια τέτοια συσκευή, ας δούμε πως λειτουργεί και παράγει το laser!


1) Μία τάση που εφαρμόζεται στο σύστημα, αναγκάζει το σωλήνα φωτός να αναβοσβήνει στιγμιαία, όπως το φλας στη φωτογραφική μηχανή. Βέβαια εδώ, αναβοσβήνει συνέχεια σε αντίθεση με της φωτογραφικής μηχανής.

Όλο το φως "πέφτει" επάνω στον κρύσταλλο ρουμπινιού.


2) Σε κάθε άναμμα του φωτός, τα άτομα του κρυστάλλου απορροφούν την ενέργεια αυτή.

Όταν ένα άτομο απορροφάει ένα φωτόνιο, τότε ένα ηλεκτρόνιό του, μεταπηδάει από τη χαμηλή ενεργειακή τροχιά που βρίσκεται, σε μία υψηλότερη.

Όμως, αυτό το ηλεκτρόνιο ξαναεπανέρχεται στη χαμηλότερη ενεργειακή τροχιά που ανήκε, και κατά τη διαδικασία επαναφοράς, παράγεται ένα φωτόνιο!

Αυτά γίνονται σε κλάσματα του δευτερολέπτου.
Αυτά τα φωτόνια που παράγονται κατά τη διαδικασία αυτή από το ρουμπίνι, έχουν ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος (κόκκινο).


3) Τα φωτόνια που παράχθηκαν κυκλοφορούν με την ταχύτητα του φωτός μέσα στον κρύσταλλο και ανακλώνται στους ακριανούς καθρέπτες, συνεχίζοντας έτσι τη βόλτα τους μέσα του.

Όμως κατά τη βόλτα τους μέσα στον κρύσταλλο, διεγείρουν κι άλλα άτομα και δημιουργούν κι άλλες μετακινήσεις ηλεκτρονίων σε υψηλότερες ενεργειακές τροχιές.

Τα φωτόνια όμως που έχουν παραχθεί με αυτόν τον τρόπο, όταν διεγείρουν ένα άτομο, δεν παράγεται μόνο ένα φωτόνιο όπως πριν, αλλά δύο!

Οπότε φανταστείτε τι κακός χαμός συμβαίνει εκεί μέσα! Παράγονται συνέχεια πάρα πολλά φωτόνια.


4) Ενώ ο ένας καθρέπτης πάντα ανακλά πίσω τα φωτόνια, από τον άλλον μερικά ανακλώνται πίσω, όμως άλλα τον διαπερνάνε και βγαίνουν έξω.

Αυτά τα πανίσχυρα φωτόνια που κατάφεραν και βγήκαν, είναι το laser! Βγαίνουν όλα στην ίδια ευθεία κι έχουν όλα τις ίδιες ιδιότητες και την ίδια ενέργεια, με αποτέλεσμα να έχουμε αυτή την ιδιαίτερη ακτίνα που όλοι μας ξέρουμε...

Έτσι λοιπόν λειτουργεί το laser!

Διαβάστε στη συνέχεια Ποια η διαφορά του Laser με το απλό φως;