Características de los láseres

LáserEs una especie de luz que no existe en la naturaleza y se emite debido a la excitación. Tiene las características de buena direccionalidad, alto brillo, buena monocromaticidad y buena coherencia.

Condiciones para la generación de láseres

La Generación deDiodo LáserNecesita satisfacer tres condiciones: inversión de población, retroalimentación del resonador y condición de umbral. A través de la absorción estimulada, el número de partículas a altos niveles de energía es mayor que el de bajos niveles de energía (inversión numérica), Y las superficies reflectantes paralelas que pueden reflejar los fotones deben fabricarse en ambos extremos de la región activa para formar una cavidad resonante y hacer que la ganancia sea mayor que la pérdida, Es decir, el número de fotones recién generados al mismo tiempo es mayor que el número de fotones absorbidos por dispersión. Solo cuando se cumplen estas tres condiciones, es posible generar luz láser.

Características de los láseres

Primero, buena direccionalidad. Las fuentes de luz ordinarias (sol, lámparas incandescentes o fluorescentes) emiten luz en todas las direcciones, mientras que la dirección de emisión de luz del láser puede limitarse a un ángulo sólido de menos de unos pocos miliradianos, que aumenta la iluminancia en la dirección de la irradiación en diez millones de veces. El diámetro de difusión del láser es inferior a 1 metro por 200 kilómetros. Si golpea la Luna a una distancia de 3,8 × 105 kilómetros de la tierra, el haz se extiende a menos de 2 kilómetros, mientras que los reflectores ordinarios se extienden a decenas de metros a unos pocos kilómetros de distancia. La colimación láser, la orientación y el alcance es aprovechar esta característica de buena direccionalidad.

Segundo, alto brillo. El láser es la fuente de luz más brillante en los tiempos contemporáneos, solo el flash fuerte en el momento de la explosión de la bomba de hidrógeno puede compararse con él. El brillo de la luz solar es de aproximadamente 1.865 × 109cd/m², y el brillo de salida de un láser de alta potencia puede ser de 7 a 14 órdenes de magnitud superior al de la luz solar. Aunque la energía total del láser no es necesariamente muy grande, debido a la alta concentración de energía, es fácil generar alta presión y alta temperatura de decenas de miles o incluso millones de grados Celsius en un punto pequeño. Aplicaciones prácticas como la perforación láser, el corte, la soldadura y la cirugía láser aprovechan esta propiedad.

En tercer lugar, buena monocromaticidad. La luz es una onda electromagnética. El color de la luz depende de su longitud de onda. La luz emitida por las fuentes de luz ordinarias generalmente contiene varias longitudes de onda y es una mezcla de varios colores de luz. La luz solar incluye luz visible en siete colores de rojo, amarillo, amarillo, verde, cian, azul y púrpura, así como luz invisible como luz infrarroja y luz ultravioleta. La longitud de onda de un determinado láser solo se concentra en una banda espectral muy estrecha o en un rango de frecuencia. Por ejemplo, la longitud de onda del láser de helio-neón es de 632,8 nanómetros y su rango de variación de longitud de onda es inferior a una diez milésima parte de un nanómetro. La buena monocromaticidad del láser proporciona un medio muy favorable para experimentos científicos como la medición precisa del instrumento y la excitación de ciertas reacciones químicas.

Cuatro, buena coherencia. La interferencia es una propiedad de los fenómenos de onda. Basado en las características de alta directividad y alta monocromaticidad de la luz láser, está destinado a ser luz con excelente coherencia. Esta propiedad de los láseres hace realidad la holografía.