Laser - vznik a využitie

Laser - vznik a využitie

Obsah

Laser
Úvod
Cesta k vzniku laseru
Co je to svetlo
Ako vzniká svetlo
Stimulovaná emisia
Maser
Prvý laser
Lasery súcasnosti
Základné typy laserov

Laser

Úvod

Laser je vynálezom dvadsiateho storocia a za necelých štyridsat rokov svojej existencie sa stal neoddelitelnou súcastou nášho života. Stretávame sa s ním v rôznych odboroch ludskej cinnosti. Pomáha nám pri meraní vzdialeností a urcovaní smeru. V ruke lekára sa stáva úplne sterilným a bezbolestným skalpelom. Môžeme s ním opracovávat i velmi tvrdé materiály. Je možné s ním zvárat materiály kedysi nezvaritelné. Dokáže prenášat obrovské množstvo dát a informácií na velké vzdialenosti, alebo doma nám prehráva kompaktné disky. Je máloktorý nástroj, ktorý má k dispozícií tak všestranne použitie ako laser.

Pocas tejto práce by som chcel vysvetlit základný princíp na ktorom laser funguje a na konci by som chcel popísat niektoré základné typy laserov.

Cesta k vzniku laseru

Slovo laser (lejzr) pochádza z anglictiny. Je zložené z pociatocných písmen dlhého anglického názvu popisujúceho jeho funkciu: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, co by sa dalo preložit ako zosilnenie svetla pomocou vynútenej (stimulovanej) emisie žiarenia. Slovenské pomenovanie laseru je kvantový generátor svetla, ktorý sa nepoužíva, pretože laser je kratšie. Z názvu je zrejmé, laser vydáva svetlo.

Ale cím sa líši svetlo laseru od svetla žiarovky???

Laserové svetlo je monochromatické (jednofarebné), kohorentné (usporiadané) a má malú divergenciu (rozbiehavost). Z definícií vyplýva, že laser je zariadenie, ktoré premiena dodávanú energiu na laserové svetlo (laserový lúc). Vzhlad laserov môže byt rôznorodý. Záleží hlavne na druhu laseru, na jeho konštrukcií a v neposlednom rade na jeho použitie. K tomu aby sme pochopili ako laser funguje, musíme najskôr vediet co je to svetlo.

Co je to svetlo

Svetlo je pre nás najdôležitejším zdrojom informácií o okolitom svete. Preto sme o nom dlhu dobou takmer nic nevedeli. Až v 17.storocí sa podarilo Isaacovi Newtonovi rozložit biele svetlo hranolom na spektrum farieb a ukázat, že svetlo sa skladá z mnohých farieb. Newton si teda predstavoval, že svetlo ma casticový (korpuskulárny) charakter, pricom každá farba je zastúpená casticami s inou velkostou. Zo svojou teóriou dokázal vysvetlit vtedy všetky známe vlastnosti svetla.

Vznikol tu teda spor ci svetlo je castica alebo vlna. Tento spor rozhodol až na zaciatku 19. storocia Thomas Young, ktorý vyslovil myšlienku interferencie svetla, co je záležitost ciste vlnová. Dokázal, že svetlo pridané ku svetlu môže dat tmu. Interferencia je typickým príkladom takzvaného lineárneho javu, kde sa úcinky jednotlivých vln jednoducho scítajú. Tie vznikajú iba pri malej intenzite svetla. V opacnom prípade dochádza k rôznym nelineárnym javom. Predtým než sa objavili prvé lasery, nepoznala optika dostatocne silné svetelné zdroje, ktoré by umožnovali pozorovat nelineárne javy. Naproti každý rádiotechnik je zvyknutý bežne pracovat s takýmito nelineárnymi javmi v oblasti rádiových vln, ako je modulácia, zmenšovanie, násobenie kmitoctov a dalšie.

V 19. storocí prevládla vlnová teória svetla. Ostávala teda jedna otázka: „Co sa vlní?“ Najprirodzenejšou predstavou vlnenia nám dáva akustika. Vzduch sa striedavo zhustuje a zrieduje pozdlž smeru šírenia sa zvukovej vlny. Zvuk je vlnenie pozdlžne, pricom svetlo je vlnenie priecne, pretože sa u nom uplatnuje jav polarizácie svetla. Polarizácia je možná iba u priecneho vlnenia, nikdy nie u pozdlžneho. Zvuk sa teda nedá polarizovat. Problém priecneho vlnenia je ten, že si nedokážeme predstavit žiadnu látku, ktorá by sa mohla priecne vlnit. Svetlo sa navyše šíri i vákuom a predstava, že by sa vlnila prázdnota je ešte absurdnejšia. Fyzici teda museli vymysliet špeciálnu všadeprítomnú, nehmotnú a nepolapitelnú substanciu, ktorú nazvali svetelný éter.

Vtedy už bola známa súvislost medzi elektrickými a magnetickými silami. Tieto sily boli vysvetlované rôznym napätím v zvláštnom prostredí, ktoré sa nazývalo elektromagnetický éter. Naštastie však na prelome 50. a 60. rokov prichádza James Clerk Maxwell so svojou teóriou elektromagnetického pola. Všetky známe javy a zákony sa dajú vypocítat z Maxwellových, po matematickej stránke geniálnych rovníc. Éter sa zrazu stal zbytocným. Elektromagnetické pole je forma hmoty odlišná od látky v akomkolvek skupenstve. Prejavom elektromagnetického pola sú iba elektrické a magnetické sily a nic viac. Aby sa fyzici presvedcili o pravdivosti Maxwellovej teórie bolo treba potvrdit ešte niektoré nové závery, ktoré z nich vyplývali. Jedným z nich bola práve existencia priecneho elektromagnetického vlnenia, šíriaceho sa rýchlostou svetla. Odtadial bol vlastne už len krôcik k záveru, že svetlo je vlnenie elektromagnetického pola.

Ako vzniká svetlo

Vieme, že zohriaté telesá žiaria. Žiari tak naše slnko, plamen sviecky i vlákno žiarovky. Vedla svetelného žiarenia vznikajú i žiarenia tepelné(infracervené). Ako svetelné zdroje sú velmi neekonomické, pretože na svetelný výkon vydajú iba nepatrnú cast dodávanej energie. Ak zahrejeme teleso, dôjde ku zrýchleniu chaotického pohybu atómov a molekúl. Tie do seba narážajú a pri nárazoch získavajú nadbytocnú vnútornú energiu, dostávajú sa do vybudeného (excitovaného) stavu. Tuto získanú energiu tak vyžiaria vo forme elektromagnetického žiarenia. Na druhej strane môžu atómy taktiež elektromagnetické žiarenie pohltit a zvýšit tak svoju vnútornú energiu. Zákony vyžarovania a pohlcovania energie sa stali predmetom skúmania mnohých fyzikov na konci minulého storocia, medzi nimi Gustáva Kirchhoffa, Wilhema Wienna, Ludwiga Boltzmanna, Josepha Stefana a dalších. Zahrievané telesá môžu byt z rôzneho materiálu, môžu mat rôzny tvar, objem a váhu. Co môže mat ich vyžarovanie spolocné? Gustav Robert Kirchhoff však došiel k poznaniu, že spektrum žiarenia vychádza z uzavretej dutiny, do ktorej ked nahliadneme malým otvorom, má rovnaké vlastnosti bez ohladu na materiál z ktorého sú steny dutiny tvorené a bez ohladu na velkost dutiny. Jediná velicina, ktorá urcuje charakter pozorovaného žiarenia je teplota stien dutiny, kde sú pohlcované inými atómmi. Vznikne teda rovnovážny stav, ktorý sa zmení iba so zmenou teploty stien dutiny.

Na konci minulého storocia sa zdalo, že fyzika už dosiahla svojho vrcholu svojho vývoja a že všetky základné zákonitosti prírody sú spoznané. Newtonova klasická mechanika vysvetlovala pohyb ako nebeských telies tak i molekúl a atómov. Maxwellova teória brilantným spôsobom popisovala elektromagnetické pole a jeho úcinky. Fyzika sa javila ako veda, ktorá už ani nestojí za to študovat. Zdalo sa, že svet, ktorý nás obklopuje je tvorený dvoma základnými formami. Jedna ako látka zložená z atómov a molekúl a na druhej strane ako pole. Obe tieto formy sú rovnoprávne a na seba závislé. Niekolko málo prírodných javov (ciarové spektrum atómov, fotoelektrický jav) sa však nedali na základe týchto predstáv vysvetlit. Kamenom úrazu sa však nakoniec stalo žiarenie cierneho telesa. Pokusy vysvetlit charakter spektra tohto žiarenia stroskotávali alebo boli úspešné len ciastocne. Niekde zrejme nastala chyba.

17.12. 1900 vyslovil vtedy 42 rocný Max Planck hypotézu, ktorá umožnovala vypocítat presne vzorec udávajúci spektrum žiarenia cierneho svetla. Podstata hypotézy bola, že svetlo je tvorené malými ciastockami energie nazývanými kvantá.

Energia každého kvanta je úmerná kmitoctu daného žiarenia. Toho dna vznikla kvantová fyzika, ktorá zahájili kvantovú éru. Podla predstáv kvantovej fyziky má svetlo dvojaký charakter. Svetlo je teda zároven casticou i vlnou. Spor Newtona a Huygense bol nakoniec vyriešený dômyselnou syntézou. Planckove kvantá boli neskôr nazvané fotóny. Fotóny letia priestorom a pri zrazení s inou casticou sa chovajú ako castice. Medzi sebou ale fotony interferujú ako vlny. Ak by dopadli na dve štrbiny, dokážu sa zariadit tak, že prejdú oboma štrbinami zároven a na stienitku vytvoria difrakcný obrazec. Kvantová mechanika neskôr ukázala, že tato dvojakost nieje vlastnostou iba fotónov, ale i elektrónov a nukleónov a vôbec všetkých prírodných objektov a že s pohybom mechanickým je spojený i pohyb vlnový.

Planckova kvantová hypotéza síce priviedla fyzikov ku správnemu vzorcu udávajúcu intenzitu jednotlivých castí spektra žiarenia cierneho telesa, avšak bližšie nepopisovala spôsob jeho vzniku. Nevysvetlovala princípy vyžarovania a pohlcovania žiariacich atómov. To sa podarilo až dalším rozvojom kvantovej teórie na pociatku nášho storocia. Slávny dánsky fyzik Niels Bohr vypracoval v rokoch 1912-1913 planetárny model atómov vodíka. Podla neho obiehajú elektróny okolo jadra po vymedzených dráhach podobne ako planéty okolo slnka. Ak preskocí jeden elektrón z jednej dráhy na druhú, môže atóm získat ci stratit energiu v podobe elektromagnetického žiarenia. Energia atómov sa zmení práve o vyžiarené alebo pohltené kvantum. Polomer dráhy a dalšie predmety elektrónu sa musia zmenit skokom.

V dvadsiatych rokoch bola zásluhou predných teoretických fyzikov, ako bol Lous de Broglie, Max Born, Werner Heisenberg, Erwin Schrodinger, P. A. M. Dirac a další, vytvorená matematická teória kvantovej fyziky, tá ktorá je používaná v dnešnej dobe. Je to velmi neobvyklá teória, pretože miesto císel a funkcií pracuje sa so symbolmi zvanými operátormi. Experimenty dokazujú, že pravdivo popisujú zákony mikrosveta.

Klasická mechanika stojí na tom, že s matematickou prednostou možno urcit polohu planét v lubovolnom priestore v lubovolnom case. Pri pohyboch v atómoch však presáva klasická mechanika platit. Elektrón vnútri atómu sa nepohybuje len ako planéta, ale musí byt zároven vlnou. Nepohybuje sa teda po kruhovej dráhe, ale koná akýsi divný tanec okolo jadra, hned je tam a hned zas tu. A napriek tomu je v jeho pohybe istý rad.

Ak pohltí atóm svetelné kvantum, zacne elektrón poskakovat vo väcšej vzdialenosti od jadra.

Spôsob akým sa elektrón pohybuje pre nás ale nieje dôležitý. Podstatné je, že atóm má urcitú energiu, hovoríme, že sa nachádza na urcitej energetickej hladine. Tato energia je nemenná, dokial atóm nepohltí, alebo nevyžiari kvantum elektromagnetického žiarenia. K preskoku na vyššiu energetickú hladinu atóm musí pohltit kvantum s urcitou energiou, teda urcitej vlnovej dlžky. Táto vlnová dlžka sa dá vypocítat zo vzdialenosti hladín atómu. Medzi vyžiarením (emisiou) a pohltením (absorpciou) kvanta je ale urcitý rozdiel. Je zrejmé, že kvantum energie musí byt pohltené ihned po dopade. Co ale donúti atóm na vyšší energetickej hladine, aby ju opustil a vyžiaril energiu?, A tu sme u jadra veci. Atóm zostane na vyššej hladine rôznu dobu, podla toho ako stabilný bude jeho stav. Pre každú hladinu existuje urcitá stredná doba života, po ktorej atóm zotrváva. Existujú hladiny o velmi dlhej dobe života, kde sa atóm udržuje napr. i po dobu 2 sekundy. . Takým hladinám hovoríme metastabilné. Skôr alebo neskôr však atóm vyššiu hladinu opustí a vyžiari elektromagnetické kvantum. Uciní tak sám od seba, spontánne a preto hovoríme o spontánnej emisií žiarenia.

Kedy sa to stane je pre každý atóm vecou náhody. Co je pre jeden atóm vecou náhody, je pre bilióny atómov železným zákonom. V priemere atómy energiu jednak vyžarujú a jednak pohlcujú za presne neobmedzenú dobu.

Stimulovaná emisia
A tu sa dostávame k Albertovi Einsteinovi. V dobe vzniku kvantovej teórie na pociatku storocia bol v úzkych vstikoch s Maxem Planckem. Bol vlastne jedným z prvých, kto pochopil ich plný dosah a sám prispel k dalšiemu rozvoju. Einstein podal kvantové vysvetlenie fotoelektrického javu, tepelných vlastností kryštálov a konecne publikoval prácu zásadného významu, ktorou odvodil novým spôsobom Planckov zákon žiarenia cierneho telesa. V nej ukázal, že neexistujú iba dva procesy pri vzájomnom pôsobení látky a žiarenia, ale tri. Ak dopadá kvantum energie na atóm, ktorý sa nachádza na vyššej energetickej hladine a odmieta ju zatial opustit, môže k tomu byt prinútený. Pôvodný dopadajúci kvantum sa ale nepohltí. Výsledkom sú teda dve kvanta svetelnej energie, svetlo o dvojnásobnej energií. Tento jav dostal názov vynútená alebo indukovaná emisia žiarenia.

Žiarenie vznikajúce pri indukovanej emisií má iba jeden presne stanovený kmitocet, iba jednu vlnovú dlžku. Je to dané tým, že fotóny, ktoré na seba paprsok naberajú, vznikajú pri preskokoch atómov medzi rovnako vzdialenými hladinami.

Na rozdiel od spontánnej emisie, kedy je energia nehospodárne rozdelená do širokého spektra žiarenia, dáva nám indukovaná emisia svetlo jednofarebné (monochromatické). Jeho kmitocet a vlnová dlžka budú pritom vysoko stabilné a to nám dáva možnost vytvorit vysoko presné hodiny alebo štandard dlžkovej miery. Einstein i Dirac si boli vedomí toho, že vynútené žiarenie nebude vyžarované všetkými smermi, ale podla zákona zachovania impulzu bude presne smerované. Vzniknutý paprsok bude teda velmi úzky a svetelná energia bude koncentrovaná v malej oblasti priestoru. Okrem toho je možné ocakávat, že žiarenie prebehne velmi rýchle, pretože dopadajúci kvantum žiarenia vyvolá takmer okamžite vynútenú emisiu.

K praktickému využitiu vynútenej emisií a tím pádom ku konštrukcií bolo treba vyriešit dva rýdzo technické problémy.

1. Vytvorit nerovnovážny stav, kedy bude viac atómov na vyšších energetických hladinách než na hladinách nižších. V takom prípade hovoríme o populacnej inverzií a teleso nazývame aktívnym prostredím.
2. Nájst spôsob, ako udržat paprsok vnútri aktívneho prostredia dostatocne dlhú dobu, aby stihol nabrat co najviac energie vynútených emisií. Povedané slovami rádiotechnika: vytvorit príslušný rezonancný obvod so spätnou väzbou.

Maser

Historický vývoj rádiospektroskopie viedol od nepatrných dlžok smerom k mikrovlnám. Rádiotechnika naopak postupovala od vln dlhých a stredných k vlnám kratším. V 40. rokoch nášho storocia sa oba tieto obory stretli v oblasti mikrovln. Oba obory si navzájom vymenili poznatky a odborníci si boli nútený osvojit myšlienky a prístroje z toho druhého odvetvia. A tu, na rozhraní medzi dvoma obormi sa zrodila nová myšlienka – kvantový generátor mikrovln, mase [mejzr].

Ku konštrukcií kvantového generátoru, ako som sa už zmienil, bolo treba vyriešit dva rýdzo technické problémy: rezonancní obvod a aktívne prostredie. Pre mikrovlny slúži ako rezonancný obvod dutinový rezonátor. Bolo teda len treba vytvorit vhodné aktívne prostredie. Teoreticky sa o rôznych metódach vytvorenia aktívneho prostredia diskutovalo už niekolko rokov. Ostávalo teda, aby niekto tieto teórie previedol do praxe. Chýbala tu ale potreba kvantového generátoru mikrovln, pretože by bol výkon takého generátoru podstatne menší než výkon magnetronu. Látkou, ktorá posúžila ako aktívne prostredie prvého kvantového generátoru sa stal cpavok. Molekula cpavku má tvar štvorstenu, kde podstava je tvorená tromi molekulami vodíka a vrchol molekulou dusíku. Molekula vykonáva rôzne rotacné a kmitavé pohyby.

Najznámejší je takzvaný pohyb inverzný, kde sa atóm dusíka striedavo približuje a oddialuje od základni, kde nan pôsobia odpudivé sily vodíkových atómov. Po mnohých pokusoch sa mu podarí dostat skrz a vytvorí sa molekula zrkadlovo zhodná. Priechod molekuly dusíku umožnuje takzvaný tunelový jav. Vo svete atómov platí, že ked nemá castica dostatok energie aby sa dostala cez bariéru, rovnako sa cez nu dostane, ak sa bude o to márne pokúšat. Pokial budeme molekulu pozorovat dalej zistíme, že atóm dusíka kmitá z jednej strany na druhú s frekfrenciou 24 miliárd kmitov za sekundu a vyžaruje pritom elektromagnetickú vlnu o dlžke 1,25 centimetrov.

Prvý laser

V roku 1954 sa podarilo zostrojit prví kvantový generátor. Odtadial je už len krôcik vedúci k laseru. Vedci boli ale natolko zamestnaný maserom, že už nestacili mysliet na konštrukciu lasera. Bolo však treba vyriešit, z konštrukcie maseru dobre známe, dva technické problémy, rezonancní obvod a aktívne prostredie. S tím však už nemohla pomôct rádiotechnika a musela nastúpit optika. Rezonancný obvod používaný pre mikrovlny tu ale nemožno použit. Už vytvorenie rezonátora pre milimetrové vlny je velmi tažké a vytvorenie dokonale vylešteného a postriebreného rezonátoru rozmerom zrovnatelného s vlnovou dlžkou viditelného žiarenia technicky nemožné. Naviac by sa do takýchto rozmerov nevošlo príliš látky aktívneho prostredia a výkon takého zariadenia by bol velmi malý.

Preco ale uzavierat svetlo do kovovej schránky? Ved by bolo možné ho nechat kmitat medzi dvoma rovnobežnými zrkadlami. Taký systém zrkadiel sa nazýva Fabry-Perotov interferometer. Medzi optickým rezonátorom a rezonátorom mikrovln. Je však urcitý rozdiel. Tam je dlžka dutiny približne zhodná s vlnovou dlžkou a vnútri dutiny sa vytvorí stojaté vlnenie. Vedie to k tomu, že v rezonátore kmitá zároven velké množstvo vidov žiarenia, ktoré sa nepatrne líši svojou vlnovou dlžkou a teda aj frekfrenciou. Môžeme teda povedat, že i ked je laserový paprsok kohorentný, skladá z viacerých vln s rôznym kmitoctom.

Systém zrkadiel sa dá u laserov používat dvojtím spôsobom. Ak je v aktívnom prostredí kryštál, stací rovnobežne zbrúsit a vyleštit jeho dve opacne strany. Pre zvýšenie odrazivosti sa môžu plôšky pokryt vrstvickou striebra. Zrkadlá priamo spojené s aktívnym prostredím sa nazývajú vnútorné, ktoré nezávisia na type aktívneho prostredia. Majú tú výhodu, že ich je možné mechanicky nastavovat a že môžeme študovat vlastnosti laserového paprsku priamo vnútri rezonancného obvodu. Pokial používame vnútorné zrkadlá, musíme vylúcit odrazy na koncových stenách kryštálu alebo sklenenej trubice.

Preto bývajú konce trubice ci krištálu zošikmené pod takzvaným Browsterovým uhlom, kde nedochádza k odraze svetla polarizovaného v rovine dopadu. Vnútorné zrkadlá sa väcšinou nepoužívajú rovinné, ale duté kovové, výhodne umiestnené vzhladom ku svojej ohniskovej vzdialenosti. Taký generátor je menej citlivý k malým odchýlkam.

Bolo vypracovaných mnoho teoretických prác zaoberajúcich sa aktívnym prostredím. Objavovali sa návrhy požitia aktívneho prostredia pri výbojoch plynu. V roku 1959 bol navrhnutý princíp polovodicového laseru. Towens, jeden z tvorcov prvého laseru, navrhol pary draslíka. Dalšia otázka sa týkala cerpania energie. Uvažovalo sa o impulzných lampách (fotobleskoch), ci bude ich výkon stacit. To bolo už nutné vyskúšat. Koncom roku 1959 sa zacala pozornost vedcov obracat k rubínu. Rubín je po chemickej stránke oxid hlinitý s prímesou chrómu. Rubín je jeden z najušlachtilejších drahých kamenov. Naštastie bol zaciatkov nášho storocia nájdený spôsob jeho umelého pestovania a darí sa tvorit kryštály rubínu vysokej cistoty o dlžke niekolko decimetrov a priemeru okolo dvoch centimetrov.

Rubín preukazuje fotoluminisenciu. Jeho atómy pohlcujú zelené svetlo a dostávajú sa na metastabilnú energetickú hladinu, kde zotrvávajú niekolko tisícin sekundy. Ked atómy prechádzajú na nižšiu hladinu, vyžarujú charakteristické cervené svetlo. Vezmime si kryštál umelého rubínu, vyleštíme jeho koncové steny, pokryjeme ich tenkou vrstvickou striebra a ožiarime kryštál zeleným svetlom, môžeme ocakávat, že jedným zo zrkadiel prenikne cervený paprsok laserového svetla. Presne to spravil americký fyzik T. Maiman v lete v roku 1960 a stal sa tak tvorcom prvého laseru.

Maimanov laser bol velmi nedokonalý a zdaleka nie tak efektný, ako dnešné lasery. Jeho rubín mal tvar tehlicky o hrane jedného centimetra a dve protilahlé boli postriebrené. Maiman ho pravidelne osvetloval zábleskmi zeleného svetla a zrovnával svetlo, ktoré vychádzalo z okienka v postriebrenej strane so svetlom zo strany bocnej. Pri dostatocne silnom osvetlení sa zacala zužovat cervená spektrálna ciara a jej intenzita zacala narastat. Cervené svetlo vychádzajúce okienkom zacalo byt kohorentné, monochromatické a smerované. V tomto svojom prvom experimente mohol Maiman iba sledovat zužovanie spektrálnej ciary a narastanie jeho intenzity, co bol však neklamný príznak toho, že kryštál zacal laserovat.

Dokonalejším spôsobom bol Maimanov experiment uskutocnený skupinou amerických fyzikov R.I Collinsom, D.F. Nelsonom, A.L Shawlovom, W. Bondom, G. B. Garettem a W. Kaiserom.

Ich rubín mal už dlžku štyroch centimetrov a vyžiarená energia cinila jednu stotinu joulu. Laserový pulz trval niekolko desatín sekundy a výkon tohto laseru bol okolo 100 wattov. Collins so svojimi spolupracovníkmi pozoroval vedla monochromatickosti taktiež priestorové sústredenie svetla do úzkeho kužela s vrcholovým uhlom menším než jeden stupen. Uskutocnil taktiež difrakcný pokus, ktorý preukázal kohorenciu svetelného paprsku.

Lasery súcasnosti

Od spustenia prvého laseru ubehlo cez 40 rokov. Behom tejto doby sa v 60. rokoch zacali objavovat dalšie typy laserov, líšiace sa aktívnym prostredím, alebo konštrukcným usporiadaním. Vznikali taktiež lasery sa dalšími vlnovými dlžkami v oblasti viditelného, infracerveného, ultrafialového a dokonca i röntgenového žiarenia. Každý z týchto laserov našiel uplatnenie v inej ludskej cinnosti. Nie každý laser sa hodí pre každý úcel. Pri zváraní a vrtaní je urcujúci charakteristickou výkon laseru, preto sa tu uplatnujú impulzné lasery. Zvyšovanie výkonu sa ale nedialo zvyšovaním energie vyžiarené laserom. Celková vyžiarená energia nemôže byt väcšia než energia prijatá. Výkon laseru ale taktiež závisí na dialke laserového pulzu, cím bude pulz kratší, tím väcší bude výkon.

Pokial používame laser k prenosu energie je pre nás najdôležitejší úcinok premeny energie v laserový paprsok. V tomto ohlade sú na tom najlepšie lasery polovodicové. Pre lasery pracujúce vo vesmíre potrebujeme nezávislí zdroj energie. Neexistuje univerzálny laser, ktorý by vyhovel všetkým podmienkam. Laserov je velké množstvo a každý niecím vyniká a je vhodný k urcitému použitiu. Jednotlivé typy sa taktiež postupom casu zdokonalovali a vylepšovali sa ich parametre. Najlepšie bude asi lasery nejako rozdelit a každý typ krátko charakterizovat.

Základné typy laserov

PODLA:

Druhu aktívneho prostredia

• Pevnolátkové 
• Kvapalinové 
• Plynové 
• Lasery využívajúce zväzky nabitích castíc

Spôsobu cerpania energie 

• Opticky (výbojkou, iným laserom, slnecným svetlom a rádioaktívním žiarením) 
• Elektricky (zrážkami v elektrickom výboji, zväzkom nabitích castíc) 
• Chemicky (fotochemickou disociáciou) 
• Termodynamicky (zahrievaním a ochladzovaním plynu) 
• Jadrovou energiu (reaktorom, jadrovým výbuchom)

Vyžarovanej vlnovej dlžky

• Infracervené 
• Lasery v oblasti viditelného svetla 
• Ultrafialové 
• Rotngenové

Použitia

• Výskumné 
• Meriace 
• Lekárske 
• Technologické 
• Energetické 
• Vojenské