Laser

Z Wikina

Přejít na: navigace, hledání

(optický maser, kvantový zesilovač světla)

Zkr. anglického názvu Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (čes. zesílení světla (vynucenou emisí záření). Zařízení, které mnohonásobně zesiluje a silně usměrňuje světelné záření.

V pozemské praxi laser sestává z tyčinky vhodného krystalu (např. rubidia) nebo trubice naplněné plynem či kapalinou. Na obou čelních stěnách jsou zrcadla s vysokou odrazivostí, takže tvoří optický rezonátor. Světelné fotony „běhají“ látkou v rezonátoru mezi zrcadly a způsobují vynucenou emisi jejích excitovaných atomů. Excitované atomy jsou tak přinuceny vyzářit svoji energii dříve, než dojde k jejich spontánnímu přechodu na nižší hladinu energie. Přední zrcadlo propouští asi 1 % fotonů ven. Unikající fotony mají přesně sladěné kmity: kmitají se stejnou frekvencí a navíc jejich kmity jsou přesně srovnány – říkáme, že záření laseru je monochromatické a koherentní. Tím se liší od přirozeného světla zářivky, jímž jsou atomy laseru buzeny do vyšších hladin energie. Přirozené světlo má nejrůznější frekvence a jeho kmity nejsou uspořádány (čili je nekoherentní). Nejznámějším laserem s pevným krystalem je rubín (Al2O3) ve tvaru válcové tyčinky. Krystal je dopován (jsou přidány) atomy chromu (Cr). Při ozáření výbojkou jsou atomy Cr excitován. Samovolnou deexcitací unikne mnoho fotonů pláštěm. Ale ty fotony, které běží podél válce, se odrážejí od čelních zrcadel a způsobí vynucenou emisi vybuzených atomů Cr. Dochází k zesílení („amplifikaci“) toku monochromatického koherentního záření, jehož pulz z laseru uniká. Při dalším ozáření výbojkou se proces opakuje. Na stejném principu jako laser je založen maser, který pracuje na milimetrových a centimetrových vlnových délkách. Laserový svazek je koherentní, a snadno kontrolovatelný a kratičký (mikrosekundy). Pro tyto své vlastnosti se stal ideálním nástrojem i v astronomii. Pomocí laseru lze měřit vzdálenosti srovnatelné s velikostí atomu. Na druhé straně, speciální odrážeče světla instalované americkými astronauty a sovětskými automaty na povrchu Měsíce dovolují měřit vzdálenost Měsíce s přesností na centimetr. Laser a masery jsou užívany v altimetrii, tj. pro přesné měření výšek. Laser na družici Země (nebo na sondě kroužící kolem Marsu) automaticky vysílá pulzy koherentního záření směrem k povrchu a měří čas, za který se odražený pulz vrátí zpět. Laser pomáhá zlepšit i kvalitu obrazu získaného velkým dalekohledem. V adaptivní optice se používá k vytvoření laserové hvězdy. Dávno před tím, než vědci vynalezli umělý maser (1954) a laser (1960), existovaly oba kvantové zesilovače záření ve vesmíru. Příroda jimi vytváří velmi úzké, koherentní a vysoce energetické svazky fotonů nejen světelných, ale i ultrafialových (např. Éta Carinae), infračervených a mikrovlnných (např. Velká mlhovina v Orionu).

Obsah

Odkazy

Reference

Velká encyklopedie vesmíru

Související témata

Literatura

Internetové odkazy

Citováno z „http://www.wikina.cz/a/Laser
Osobní nástroje
Jmenné prostory
Varianty
Akce
Navigace
Stránky
Nástroje