Nguyên Lý laser là gì?

Ánh sáng là gì?

Ánh sáng là một “sóng điện từ” tuân theo tiêu chuẩn “bước sóng”, bắt đầu từ bước sóng dài và có thể được chia thành sóng vô tuyến, ánh sáng hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, ánh sáng tử ngoại, ánh sáng tím, tia X và tia gamma.

Màu sắc là gì?

Khi ánh sáng có bước sóng nhất định chiếu vào vật thể, những bước sóng đó bị phản xạ và không bị vật thể hấp thụ sẽ đến mắt người (võng mạc). Khi điều này xảy ra, chúng ta nhận thấy rằng các bước sóng này là “màu sắc” của vật thể. Chiết suất thay đổi theo bước sóng nên ánh sáng bị tách ra. Kết quả là, chúng ta có thể nhận thấy rất nhiều “màu sắc”. Ví dụ, một quả táo (nhận được ánh sáng mặt trời, bao gồm cả ánh sáng cụ thể cho phép con người nhìn thấy màu đỏ) sẽ phản xạ độ dài bước sóng của ánh sáng đỏ (600 đến 700 nm) và hấp thụ tất cả các bước sóng ánh sáng khác. * Vật đen hấp thụ mọi ánh sáng và do đó có màu đen.

Ánh sáng nhìn thấy được là gì?

Sóng điện từ trong dải bước sóng mà con người có thể nhìn thấy được gọi là “tia nhìn thấy”. Ánh sáng nhìn thấy được đo từ 360 đến 400 nm ở phía bước sóng ngắn và 760 đến 830 nm ở phía bước sóng dài. Mắt người không thể nhìn thấy bước sóng ngắn hơn hoặc dài hơn “ánh sáng khả kiến”.

Sự khác biệt giữa ánh sáng thông thường và chùm tia laser

Đó là sự khác biệt giữa ánh sáng thông thường (đèn, v.v.) và tia laze. Tia laze phát ra chùm tia định hướng cao, có nghĩa là các sóng ánh sáng thành phần truyền cùng nhau theo một đường thẳng, cách xa nhau với rất ít hoặc không có sự tán sắc. Sóng ánh sáng do các nguồn sáng thông thường phát ra truyền theo mọi hướng. Các sóng ánh sáng trong chùm tia laze đều có cùng màu (tính chất gọi là đơn sắc). Ánh sáng thông thường, chẳng hạn như ánh sáng từ đèn huỳnh quang, thường là sự pha trộn của một số màu, dẫn đến màu trắng.

Khi sóng ánh sáng trong chùm tia laze truyền đi, chúng dao động đồng bộ hoàn hảo giữa đỉnh và đáy, một đặc tính được gọi là cùng pha, và khi hai chùm tia laze trùng nhau, các đỉnh và đáy xuất hiện. Chúng củng cố lẫn nhau để tạo thành các vân giao thoa.

Từ nguyên laser

Thuật ngữ “laser” có nguồn gốc là chữ viết tắt của “light amplification by stimulated emission of radiation” (khuếch đại ánh sáng bằng bức xạ kích thích).

Nguyên lý laser

Khi nguyên tử (phân tử) hấp thụ năng lượng bên ngoài, chúng chuyển từ mức năng lượng thấp hơn (trạng thái năng lượng thấp) sang mức năng lượng cao hơn (trạng thái năng lượng cao). Trạng thái này được mô tả là trạng thái kích thích.
Trạng thái kích thích này là một trạng thái không ổn định, trong đó nguyên tử ngay lập tức cố gắng trở về trạng thái năng lượng thấp hơn. Hiện tượng này được gọi là quá trình chuyển đổi.
Khi điều này xảy ra, một ánh sáng tương đương với sự chênh lệch năng lượng sẽ được phát ra. Hiện tượng này được gọi là bức xạ tự nhiên. Ánh sáng phát ra va chạm với các nguyên tử khác ở cùng trạng thái kích thích, tạo ra sự chuyển đổi theo cùng một cách. Ánh sáng tạo ra bởi sự phát xạ này được gọi là sự phát xạ kích thích.

Loại laser

Có thể chia laser thành 3 loại: trạng thái rắn, khí và lỏng.

Loại laser tối ưu sẽ khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng xử lý.

Trạng thái rắn

Nd: YAG

YAG (Yttrium Aluminium Garnet)