Laser
From Wikipedia, the free encyclopedia
From Wikipedia, the free encyclopedia
Laser is 'n afkorting in Engels wat staan vir (light amplification by stimulated emission of radiation) wat in Afrikaans vertaal "ligversterking deur die gestimuleerde emissie van straling" beteken. 'n Laser is 'n toestel wat 'n kwantummeganiese effek naamlik gestimuleerde emissie, benut om 'n koherente straal lig te lewer. (D.w.s. golwe is in fase en geen interferensie vind plaas nie.) Lig van 'n laser is dikwels parallel en monochromaties, maar dit is nie waar vir alle tipe lasers nie.
Algemene ligbronne soos die elektriese gloeilamp straal fotone in alle rigtings uit, gewoonlik oor 'n wye spektrum golflengtes. Die meeste ligbronne is ook nie koherent nie, d.w.s. die golwe is uit fase en dus vind daar interferensie tussen die golwe plaas.
In kontras straal 'n laser fotone in 'n noue, goed gedefinieerde band uit om 'n ligstraal te vorm. Die lig is dikwels baie na aan monochromaties, wat uit 'n enkele golflengte of kleur bestaan, en is hoogs koherent en dikwels gepolariseer.
Sommige tipe lasers, soos kleurstoflasers en vibroniese vastetoestandlasers kan lig produseer oor 'n wye reeks golflengtes. Hierdie eienskap maak hulle geskik vir die opwekking van uiters kort ligpulse, in die orde van 'n femtosekonde (10-15 sekonde).
Laserlig kan ook 'n hoë intensiteit bereik; sodanig dat dit staal en ander metale kan sny. Die ligbundel wat deur 'n laser uitgestraal word toon dikwels 'n baie klein mate van afwyking (d.w.s. die golwe bly parallel selfs oor lang afstande). Golwe met perfekte parallelle bane kan nie geskep word nie a.g.v. diffraksie, maar 'n laserstraal sal baie minder versprei as lig vanaf enige ander ligbron.
'n Straal wat deur 'n klein laboratoriumlaser opgewek word, soos bv. die helium-neon (HeNe) laser, sal versprei tot 'n deursnit van ongeveer 1.6 kilometer indien dit vanaf die aarde tot op die oppervlak van die maan geskyn word. Sommige lasers, veral halfgeleierlasers wek strale op wat 'n baie wyer verspreiding toon, hoofsaaklik a.g.v. hul klein grootte. So 'n afwykende ligbundel kan egter omskep word in 'n parallelle bundel deur gebruik te maak van 'n optiese lens.
Ligbundels van nie-laser bronne kan egter nie op dié manier in 'n parallelle bundel omskep word nie.
'n Laser kan ook funksioneer as 'n optiese versterker wanneer dit met lig van 'n ander bron bestraal word. Die versterkte sein kan baie soortgelyk wees aan die invoersein in terme van golflengte, fase en polarisasie. Hierdie verskynsel het baie toepassings in optiese kommunikasie.
Die uitset van 'n laser kan kontinu wees, 'n konstante amplitude hê of kan polsend wees.
Die laser berus op die konsep dat opgewekte elektrone van 'n atoom wat in 'n baan wentel met 'n hoër energie as normaal, terugval na 'n laer baan en dan 'n foton in die proses uitstraal. Indien die foton 'n ander atoom tref in dieselfde opgewekte toestand, sal die elektron in die atoom ook terugval na die laer energietoestand en ook 'n foton uitstraal wat in pas is (in fase is) met die eerste foton, ensovoorts. Indien dit 'n atoom tref met die elektron reeds in die laer baan, kan die foton geabsorbeer word en die elektron word opgewek na die hoër baan en dus hoër energietoestand. 'n Mens kan dus 'n versameling atome hê waarin die meerderheid elektrone in die hoër energietoestand verkeer, wat dit dan moontlik maak om die elektrone gelyktydig te laat terugval na die grondtoestand met die gepaardgaande uitstraling van 'n sterk ligpuls. Die fotone wat so opgewek word, is dan in fase en die golflengte, wat ooreenstem met die energieverskil tussen die elektronbane, is eenders (d.w.s monochromaties).
Die laserstraal word dus opgewek deur die lig heen en weer te kaats in die laser medium met behulp van ewewydige spieëls. Die atome van die medium word dan almal na die hoër energietoestand opgewek deur die toevoeging van eksterne energie by wyse van bestraling met 'n ander kleur lig, elektriese stroom of deur middel van 'n chemiese reaksie. Die resultaat is 'n versterkte ligbundel wat uit die resonansiekamer ontsnap deurdat een van die spieëls deels deurlaatbaar gemaak word. Die teorie van kwantummeganika kan toegepas word op die laserverskynsel, alhoewel die meeste lasertipes eerder met 'n tref-en-trapmetodiek ontwikkel is.
Die eerste werkende laser is deur Theodore H. Maiman in 1960 by die Hughes Research Laboratories in Malibu, Kalifornië gemaak. Maiman het 'n robynkristal met flitslamp as energiebron gebruik om 'n rooi laserlig teen 'n golflengte van 694 nanometer op te wek.
Selfs lae sterkte lasers kan gevaarlik wees vir 'n mens se sig. Die parallelle karakter en lae ligverspreiding beten dat dit deur die oog tot 'n baie klein kolletjie op die retina gefokus kan word, wat lokale verbranding en permanente skade binne sekondes tot gevolg kan hê.
Laserlig teen sekere golflengtes kan katarakte veroorsaak en selfs veroorsaak dat die vloeistof in die oogbal begin kook. Infrarooi- en ultravioletlasers is veral gevaarlik aangesien die liggaam se "kniprefleks", wat die oog kan beskerm teen ongewone helder lig slegs werk wanneer die lig sigbaar is. Klassifikasie vir veiligheidsdoeleindes van lasers geskied volgens die golflengte en die maksimum uitset-energie soos volg:
Die krag van die lasers hierbo genoem is slegs rowwe indikasies; die klassifikasie is ook afhanklik van die golflengte en of die laser 'n polsende of kontinue uitset het. Die gebruik van oogbeskerming wanneer lasers in klas IIIb en IV gebruik word, word sterk aanbeveel en word vereis deur die OSHA.
 |
Wikimedia Commons bevat media in verband met Lasers. |
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
