"Лазер" е акроним заLдобреAамплификация отSстимулиранEмисия наRадиация
Лазерът се създава, когато електроните в атомите в оптични материали като стъкло, кристал или газ абсорбират енергията от електрически ток или светлина. Тази допълнителна енергия „възбужда“ електроните достатъчно, за да се преместят от орбита с по-ниска-енергия към орбита с по-висока{2}}енергия около ядрото на атома.
Лазерът се възползва от квантовите свойства на атомите, които абсорбират и излъчват частици светлина, наречени фотони. Когато електроните в атомите се върнат към нормалната си орбита-или „основно“ състояние-или спонтанно, или когато са „стимулирани“ със светлина или друг източник на енергия, дори друг лазер в някои случаи, те излъчват повече фотони.
Енергията от светлината „възбужда“ електроните в атомите на оптичните материали и те се придвижват към орбита с по-висока{0}}енергия. Когато електроните се върнат в нормалната си орбита спонтанно или когато са „стимулирани“ със светлина или енергия, те излъчват светлинни частици, наречени фотони.
Светлината се движи на вълни. Обикновената видима светлина, да речем от домашна електрическа крушка или фенерче, включва множество дължини на вълната или цветове и е некохерентна, което означава, че гребените и падините на светлинните вълни се движат с различни дължини на вълните и в различни посоки.
В лазерния лъч светлинните вълни са "кохерентни", което означава, че лъчът от фотони се движи в същата посока при една и съща дължина на вълната. Това се постига чрез изпращане на енергизираните електрони през оптична „усилваща среда“, като например твърд материал като стъкло или газ.
Конкретната дължина на вълната на светлината се определя от количеството енергия, освободено, когато възбуденият електрон падне на по-ниска орбита. Нивата на въведена енергия могат да бъдат съобразени с материала в усилващата среда, за да се получи желаният цвят на лъча.
Огледало от едната страна на оптичния материал на лазера отскача фотона обратно към електроните. Пространството между огледалата или "кухината" е проектирано така, че фотоните, желани за конкретния тип среда за оптично усилване, се връщат обратно в средата, за да стимулират излъчването на почти точен клонинг на този фотон. И двамата се движат в една и съща посока и скорост, за да отскочат от друго огледало от другата страна, за да повторят процеса на клониране.
Две стават четири, четири стават осем и така нататък, докато фотоните се усилят достатъчно, за да могат всички да преминат покрай огледалата и оптичния материал в перфектен унисон. Мислете за тях като за синхронизирани членове на маршируващ оркестър в парада на розите. И този унисон дава силата на лазера. Лазерните лъчи могат да останат рязко фокусирани на огромни разстояния, дори до луната и обратно.
Лазерите съществуват от 1960 г., въпреки че идеята датира от 1900 г. (вижте „Наследство от лазери и пионери на лазерния синтез“).
Днес лазерите се предлагат в много размери, форми, цветове и нива на мощност и се използват за всичко - от хирургия в болници до скенери за баркодове в хранителния магазин и дори възпроизвеждане на музика, филми и видеоигри у дома. Може да сте се подложили на LASIK операция, която коригира зрението ви с помощта на малък лазер за промяна на формата на роговицата на окото ви.
Някои лазери, като рубинените, излъчват кратки импулси светлина. Други, като хелиево-неонови газови лазери или лазери с течно багрило, излъчват непрекъсната светлина. NIF, подобно на рубинения лазер, излъчва светлинни импулси с продължителност само милиардни от секундата. Не е необходимо лазерната светлина да е видима. NIF лъчите започват като невидима инфрачервена светлина и след това преминават през специална оптика, която ги преобразува във видима зелена светлина и след това в невидима ултравиолетова светлина с висока-енергия за оптимално взаимодействие с целта.
Лазерите могат да бъдат малки съставни части на микрочипове или огромни като NIF, най-енергийният лазер в света, разположен в сграда с височина 10 етажа и широка колкото три футболни игрища.
