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.