Wpis opublikowany przez Lord Nargogh
2497 wyświetleń
Powracam po długiej przerwie do prowadzenia tego jakże popularnego i uwielbianego bloga. Zacznę od razu z grubej rury od tematyki która jest bliska większości graczy - LASERÓW.
Niewielu spośród nich zdaje sobie tak naprawdę sprawę z tego, jak działa rzeczywisty odpowiednik ich ulubionej broni. Ja spróbuję wytłumaczyć podstawową budowę i działanie lasera w sposób barbarzyńsko prosty. Od razu podkreślę że szczegółowy i precyzyjny opis zajmuje kilka grubych woluminów napisanych tak podłym naukowym żargonem, że moje oczy wymiotowały na sam tego widok i osobiście nie cierpię części fizyki zajmującej się laserami. Wybrałem inną specjalność - nanotechnologie. No, ale odbiegam od tematu.
Najlepiej będzie zacząć od rozszyfrowania nazwy tego urządzenia - LASER to inaczej skrót od Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Można to przetłumaczyć jako 'Wzmocnienie Światła poprzez Wymuszoną Emisję Promieniowania'. Pamiętajcie zatem że poprawna polska nazwa to WŚWEP i najlepiej takiej właśnie używać, gdyż jest ona wyraźnie prostsza i łatwiejsza w wymowie od oryginalnej.
Podstawy teorii potrzebnej do opracowania Lasera opracował Einstein w 1917 roku (publikacje na temat emisji spontanicznej i wymuszonej oraz absorpcji). Prekursor Lasera zwany Maserem (skrót oznacza niemal to samo, tylko zamiast 'Light' mamy 'Microwaves' <mikrofale>) powstał w 1954 roku, zaś właściwy pierwszy działający Laser został uruchomiony w 1960 roku. Był to laser rubinowy, którego nazwa pochodzi od ośrodka czynnego, ale do tego dojdziemy później.
Najprościej można powiedzieć że Laser składa się z trzech elementów - układu pompującego, ośrodka czynnego i rezonatora. Co się kryje za tymi nazwami?
Układ pompujący wytwarza inwersję obsadzeń. Oznacza to, iż więcej molekuł w ośrodku czynnym znajduje się w stanie wzbudzonym, niż w stacjonarnym. Gdy molekuła jest w stanie wzbudzonym to dąży do 'rozładowania się' niczym nastolatek pod wpływem burzy hormonów gdy rodziców nie ma w domu. Przykład ten jest o tyle trafny, że w obu wypadkach mamy do czynienia ze swojego rodzaju emisją na skutek tego dążenia. Molekuła wyemituje kwant promieniowania (foton, albo po prostu światło po ludzkiemu) a nastolatek... coś innego, jednak jest to dyskusja na inny termin i miejsce.
Wyemitowane fotony krążyć będą następnie po rezonatorze, co umożliwi uzyskanie promienia świetlnego o pożądanej mocy. Prostym przykładem rezonatora może być interferometr Fabry-Perota składajacy się z dwóch częściowo przepuszczalnych zwierciadeł ułożonych naprzeciwko siebie. Wyemitowane światło odbija się od nich wielokrotnie, ostatecznie wychodząc z rezonatora i dając nam promień laserowy.
Lasery można podzielić według różnych kategorii - ja ograniczę się do wspomnienia o podziale według ośrodka czynnego. Mamy więc lasery gazowe, barwnikowe, na ciele stałym a także te najpopularniejsze - półprzewodnikowe. Laser półprzewodnikowy macie w komputerze z którego przeglądacie ten blog, w stacji dysków DVD. Także wszelkie straganowe lasery są półprzewodnikowe.
Każdy ośrodek czynny ma inne właściwości, wymaga innej 'obsługi' i oferuje inne zastosowanie do lasera.
Nie wnikając w szczegóły, oto kilka foć laserów na różnych ośrodkach czynnych:
Laser barwnikowy z naszego wydziału. Osobiście nigdy go nie widziałem, na laborkach pracujemy głównie na straganowych półprzewodnikowych kupolaserach.
Rubinowy pręt służący za ośrodek czynny w laserze na ciele stałym.
Laser gazowy na dwutlenku węgla.
To tyle na dzisiaj. Wiem, że fizyka w zasadzie nikogo nie obchodzi, ale szczerze mówiąc mam to gdzieś. Jak będę miał ochotę, to będę o niej pisał. Zawsze to zdrowsze od ciągłego klnięcia na braci...tfu, Kaczyńskiego.
15 komentarzy
Rekomendowane komentarze