* atomer och energinivåer: Atomer har elektroner som finns i specifika energinivåer. När en elektron absorberar energi (som ljus) hoppar den till en högre energinivå. Detta kallas excitation .
* Spontan emission: En upphetsad elektron kan spontant släppa tillbaka till en lägre energinivå och släppa den absorberade energin som en foton (ljus). Detta är spontan emission .
* Stimulerat utsläpp: Nyckeln till en laser är stimulerad emission . Om en upphetsad atom slås av en foton med den exakta energiskillnaden mellan dess nuvarande och lägre energinivå, kommer den att stimuleras att avge en annan foton. Denna nya foton har samma egenskaper (frekvens, fas, riktning) som den stimulerande fotonen.
* laseråtgärd: I en laser pumpas ett medium (som en gas, vätska eller fast) med energi för att väcka många atomer. Detta skapar en befolkningsinversion, där fler atomer är i ett upphetsat tillstånd än i marktillståndet. Sedan utlöser en stimulerande foton en kaskad av stimulerade utsläpp, vilket resulterar i en stråle av sammanhängande ljus:
* coherent: Alla fotoner i laserstrålen har samma frekvens och fas, vilket ger strålen sina speciella egenskaper.
* Riktning: Ljuset är fokuserat och förstärks i en smal stråle.
* monokromatisk: Alla fotoner har samma färg (våglängd).
Nyckelkomponenter i en laser:
* Få medium: Materialet som ger energi för den stimulerade utsläppet.
* Pumpkälla: Ger energi för att väcka förstärkningsmediet.
* Optisk hålrum: Speglar som återspeglar fotonerna fram och tillbaka genom förstärkningsmediet och förstärker de stimulerade utsläppen.
Sammanfattningsvis är en laser en anordning som använder stimulerad emission för att producera en stråle av sammanhängande, monokromatiska och riktningsljus.
