Cele trei componente funcționale principale ale unui laser

Cele trei componente funcționale principale ale unuilasersunt sursa pompei, mediul de câștig și cavitatea rezonantă.

Sursa pompei oferă sursa de lumină pentru laser. Mediul de câștig (cunoscut și sub numele de mediu de lucru) absoarbe energia furnizată de sursa pompei și amplifică lumina. Cavitatea rezonantă formează circuitul dintre sursa pompei și mediul de câștig, iar cavitatea rezonantă oscilează într -un mod selectat pentru a produce lumină laser.

Sursa pompei, ca sursă de energie, generează fotoni pentru a excita mediul de câștig. Fotonii emise de sursa pompei pompează particulele în mediul de câștig de la starea solului la un nivel de energie mai mare, obținând inversarea populației. Mecanismele de excitație includ excitație optică (pompare optică), excitație de descărcare de gaz, excitație chimică și excitație nucleară. În prezent, laserele semiconductoare de mare putere (LD) sunt utilizate în mod obișnuit ca surse de pompă, în principal pentru transformarea energiei electrice în energie ușoară.

Mediul de câștig obține inversarea populației și amplifică lumina și determină, de asemenea, lungimea de undă a laserului de ieșire. Media de câștig poate fi lichide, gaze sau solide. Lichidele includ soluții organice, gazele includ dioxid de carbon, iar solidele includ rubin. Cerința fundamentală pentru un mediu de câștig este că generează fotoni la stimulare, mai degrabă decât transformarea luminii în căldură. Particulele din interiorul acesteia trebuie să fie relativ izolate, permițând să apară tranziții între nivelurile de energie.

O cavitate rezonantă servește în primul rând scopului de „stocare” și „purificare” a luminii laser. O cavitate rezonantă este formată de obicei din două oglinzi, dar cuplurile pot fi, de asemenea, utilizate pentru a forma diverse rezonatori inelari. Fotonii sări înainte și înapoi între oglinzi, inducând continuu radiații stimulate în mediul de câștig și generând lumină laser de mare intensitate. Mai mult, cavitatea rezonantă asigură că fotonii din cavitate au frecvență/lungime de undă, fază și direcție constantă, ceea ce duce la o direcție excelentă și coerență a luminii laser.