Čo je to laser?

Laser je technológia, ktorá významne ovplyvnila mnohé oblasti vedy a techniky. Skratka "laser" pochádza z anglického výrazu "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation", čo v preklade znamená "amplifikácia svetla stimulovanou emisou žiarenia". Podstatou lasera je proces, pri ktorom sa svetlo generuje a zosilňuje prostredníctvom stimulovanej emisie atómov alebo molekúl. Tento proces vedie k vytvoreniu koherentného svetla, ktoré má špecifické vlastnosti, ako sú jednofrekvenčnosť, smerovosť a vysoká intenzita.

Základným princípom fungovania lasera je stimulovaná emisia. Atómy, ktoré sú excitované na vyššiu energetickú úroveň, môžu pri návrate na nižšiu úroveň vyžarovať fotón. Tento proces prebieha v materiáli nazývanom "aktívne médium", ktoré môže byť plynné, kvapalné alebo tuhé. Pri stimulovanej emisii fotón, ktorý je vyžiarený, môže stimulovať ďalšie excitované atómy, aby vyžarovali ďalšie fotóny. Týmto spôsobom sa vytvára lavína fotónov, ktorá vedie k zosilneniu svetla.

Aktívne médium je umiestnené medzi dvoma zrkadlami, ktoré sú umiestnené na opačných koncoch laserovej komory. Jedno zrkadlo je úplne reflexné, zatiaľ čo druhé je čiastočne reflexné, čo umožňuje, aby časť svetla unikla von. Týmto spôsobom sa vytvára laserový lúč, ktorý je veľmi úzky a smerovaný, čo je jednou z charakteristických vlastností laserového svetla.

V súčasnosti existuje množstvo rôznych typov laserov, ktoré sa líšia svojím aktívnym médiom, spôsobom excitácie a výkonom. Medzi najbežnejšie typy patrí:

1. Diodové lasery: Tieto lasery využívajú polovodičové materiály ako aktívne médium a sú často používané v optických zariadeniach, ako sú CD a DVD prehrávače, ako aj v telekomunikačných technológiách.

2. Plynné lasery: Tieto lasery obsahujú plyn ako aktívne médium, najčastejšie helium-neón (HeNe) alebo CO2. Plynné lasery sú známe svojou schopnosťou produkovať svetlo rôznych vĺn a sú často používané v priemysle a medicíne.

3. Tuhé lasery: Tieto lasery využívajú tuhé materiály, ako sú kryštály alebo sklá, ako aktívne médium. Príkladom je rubínový laser, ktorý bol prvým laserom vôbec.

4. Fibrónové lasery: Tieto lasery využívajú optické vlákna ako aktívne médium a sú známe svojou vysokou účinnosťou a kompaktnosťou. Sú široko používané v telekomunikačných aplikáciách a priemyselných procesoch.

Laserové technológie majú široké spektrum využitia. V medicíne sa lasery používajú pri chirurgických zákrokoch, ako je laserová chirurgia očí (napríklad pri operáciách refrakčných chýb). V priemysle sa lasery využívajú na rezanie, zváranie a gravírovanie materiálov. V oblasti komunikácie sa lasery používajú na prenos dát prostredníctvom optických vlákien, čo zabezpečuje rýchly a efektívny prenos informácií.

Okrem toho majú lasery aj využitie v oblasti vedy, ako je spektroskopia, kde sa používajú na analýzu materiálov, a v oblasti výskumu, ako napríklad v laserovej fyzike a kvantovej mechanike. Laserové technológie sa taktiež uplatňujú v oblasti zábavy, ako sú laserové svetelné show a projekcie.

V súčasnosti sa výskum v oblasti laserovej technológie neustále vyvíja a prináša nové možnosti a aplikácie. Nové typy laserov, ako sú ultrarýchle lasery a lasery s vysokým výkonom, otvárajú nové obzory v oblasti vedy, priemyslu a technológie. S rastúcou dostupnosťou a znižujúcimi sa nákladmi na laserové technológie sa očakáva, že ich využitie sa bude naďalej rozširovať a prinášať ďalšie inovácie.

Celkovo povedané, lasery sú fascinujúcim výsledkom pokroku v oblasti fyziky a technológie, ktoré majú široké spektrum aplikácií a významný dopad na našu každodennú prax.