Laser (0)

Laser  ehk  valguskvantgeneraator  ehk optiline kvantgeneraator on indutseeritud kiirguse omadustel põhinev seade, mis tekitab monokromaatilist elektromagnetkiirgust spektri optilises, kas siis ultravioletses, nähtavas või infrapunases osas.[1]
Laserikiirgust eristab muudest valgusallikatest tugev ajaline ja ruumiline koherentsus. Ruumiline koherentsus väljendub selles, et laserkiir saab olla väga väikese läbimõõduga. Seetõttu saab laseri kiirgust fokuseerida punktiks, et saavutada väga kõrgeid kiiritustihedusi. Ruumiline koherentsus tähendab ka seda, et laserikiir on väga väikese hajuvusega, mistõttu seda saab kasutada pika vahemaa tagant.
Ajalise koherentsuse tõttu on laserikiirel (erinevalt teistest valgusallikatest) suhteliselt pikk koherentsuse teepikkus, mis tähendab, et piki kiirt on valguse laine faas korreleeritud üsna pika vahemaa taha (~30 cm).[3]
Enamikust laseritest ei välju puhas ühe lainepikkusega valgus, vaid väljuvas valguses on mitu "moodi", millest igaühel on oma lainepikkus . Tihti on moodid ka erineva polarisatsiooniga. Ja kuigi ajaline koherentsus tähendab ka monokromaatsust, on olemas lasereid, mis kiirgavad korraga mitmel lainepikkusel või lausa laias spektrivahemikus.
Lasereid kasutatakse peamiselt kauguste ja nurkade mõõtmiseks, laevade, lennukite ja rakettide kiiruse ja liikumissuuna määramiseks, keevitamiseks, kõvade ja raskesti sulavate materjalide lõikamiseks,  plasma  kuumutamiseks (kuni temperatuurini 20106 K), spektroskoopias, holograafias ja  kirurgias .[1]
Laseri tööks on vaja aines (seda nimetatakse töötavaks aineks) luua olukord, kus suuremale energiale vastavatel tasemetel on rohkem elektrone kui väiksemale energiale vastavatel tasemetel. Elektronide niisugust jaotust nimetatakse pööratud jaotuseks. Ergastatud aatomite indutseeritud üleminekul kõrgemalt energiatasemelt madalamale tekib kiirgus, mis on indutseeriva kiirgusega identne nii lainepikkuse, levimissuuna, polarisatsiooni kui ka faasi poolest. Sellepärast on tekkiv kiirgus ergastamisviisist sõltumatult koherentne .[1]
Põhilised osad:
1. Optiliselt aktiivne keskkond
2. Energia pöördhõive loomiseks
3. Peegel
4. Poolpeegel
5. Laserikiir
Laseri põhiline osa on peeglite vahele paigutatud pöördhõive seisundis keskkond. Lihtsaimal juhul liigub valgus optiliselt aktiivses keskkonnas edasi-tagasi, kusjuures üks peeglitest on osaliselt läbipaistev, mille kaudu laserkiir laserist väljubki.
Sobiva lainepikkusega valgus võimendub optiivselt aktiivses keskkonnas. Peeglite tõttu läbib valgus võimendavat keskkonda korduvalt ja seetõttu võimendub mitu korda. Osa valgusest läbib poolpeeglit ning väljub laserkiirena.
Selleks, et võimendavas keskkonnas püsiks pöördhõive, on sinna vaja pidevalt energiat juurde anda. Seda protsessi nimetatakse pumpamiseks . Põhiliselt kasutatakse pumpamiseks elektrivoolu või mingi muu lainepikkusega valgust (mis võib tulla ka teisest laserist).
Lasereid liigitatakse pumpamise viisi, töötava aine, resonaatori ehituse ja töörežiimi järgi. Pumpamise viisiks võib olla optiline pumpamine , elektronergastus ja keemilised reaktsioonid, aga leidub muidki võimalusi. Töörežiimi järgi eristatakse pidevrežiimis töötavat ja impulsslaserit. Töötava aine põhjal eristatakse gaas -, vedelik-, pooljuht - ja dielektriklasereid.[1]
Selles artiklis käsitletakse põhiliselt liigitust töötava aine põhjal.
Tuleb arvestada, et isegi nõrga võimsusega laserid (mõni millivatt) võivad  silmale  ohtlikud olla. Laserikiirgus on väikese hajumisega ja kui see on sellise lainepikkusega, mida silm suudab fokuseerida, siis võib silm kiirguse energia koondada väga väiksesse punkti. See tähendab, et isegi nõrk laser võib lühikese ajaga põhjustada silmale püsivat kahju.