* Atomen en energieniveaus: Atomen hebben elektronen die bestaan ​​in specifieke energieniveaus. Wanneer een elektron energie absorbeert (zoals licht), springt het naar een hoger energieniveau. Dit wordt excitatie genoemd .

* spontane emissie: Een opgewonden elektron kan spontaan terugvallen naar een lager energieniveau, waardoor de geabsorbeerde energie als een foton (licht) wordt vrijgegeven. Dit is spontane emissie .

* gestimuleerde emissie: De sleutel tot een laser is gestimuleerde emissie . Als een opgewonden atoom wordt getroffen door een foton met het exacte energieverschil tussen het huidige en lagere energieniveau, wordt het gestimuleerd om een ​​ander foton uit te zenden. Dit nieuwe foton heeft dezelfde eigenschappen (frequentie, fase, richting) als het stimulerende foton.

* laseractie: In een laser wordt een medium (zoals een gas, vloeistof of vaste stof) gepompt met energie om veel atomen te prikkelen. Dit creëert een populatie -inversie, waar meer atomen in een opgewonden toestand zijn dan in de grondstaat. Vervolgens veroorzaakt een stimulerend foton een cascade van gestimuleerde emissies, wat resulteert in een straal van coherent licht:

* coherent: Alle fotonen in de laserstraal hebben dezelfde frequentie en fase, waardoor de balk zijn speciale eigenschappen krijgt.

* Directioneel: Het licht is gefocust en versterkt in een smalle balk.

* monochromatisch: Alle fotonen hebben dezelfde kleur (golflengte).

Sleutelcomponenten van een laser:

* Winst medium: Het materiaal dat de energie levert voor de gestimuleerde emissie.

* Pompbron: Biedt energie om het versterkingsmedium op te wekken.

* Optische holte: Spiegels die de fotonen heen en weer weerspiegelen door het versterkingsmedium, waardoor de gestimuleerde emissies worden versterkt.

Samenvattend is een laser een apparaat dat gestimuleerde emissie gebruikt om een ​​straal van coherente, monochromatisch en directioneel licht te produceren.