lázer: monokromatikus (egyszínű), koherens, intenzív fénysugár
előállítására szolgáló eszköz. Az elnevezés angol
eredetű: LASER = Light Amplification by Stimulated Emission of
Radiation, "fény erősítése indukált sugárzás által". Az
elnevezéssel ellentétben ma lézeren már inkább az eszközt értik. Működése
azon alapul, hogy vannak olyan anyagok is,
amelyekben felerősödik a rajtuk átbocsátott fény (a legtöbb anyagban
fordított a helyzet). A felerősödött fénynek fontos
tulajdonsága, hogy azonos fázisban van a beeső fénnyel, és a beeső
fény irányában lép ki az anyagból. E két
tulajdonsága alapján fel lehet használni arra, hogy visszajuttaiva a
anyagba, további fényerősítést érjünk el. A
gyakorlatban úgy valósítják meg ezt, hogy a lézer anyagot két, párhuzamos
tükör közé helyezik. Az egyik teljesen visszaverő,
a másik pedig féligáteresztő tükör. A lézeranyagban (akárcsak egyetlen
foton hatására) keletkező fény a teljes tükörre jutva
visszaverődik a lézeranyagba, abban felerősödik és kilép a részleges
tükörre. Ezen a tükrön a fénysugár egy része
keresztüljut (és felhasználhatóvá lesz kísérleti, vizsgálati célra), a másik
része pedig visszaverődik a lézer anyagba. Azon
kétszer keresztülhaladva (a teljes tükörhöz és onnan vissza) tovább
erősödik és visszajut a részleges tükörhöz stb. Ily
módon az egyszer "beindult" lézer folyamatosan működik, folyamatosan ad
fényt a féligáteresztő tükrön keresztül. A lézerből
kilépő fénynek igen értékes tulajdonságai vannak, mint pl. szinte teljesen
párhuzamos fénysugarat alkot (igen kicsiny a
szögdivergenciája), nagy a koherenciája, a felületi teljesítmény sűrűsége.
A lézeranyag lehet szilárdtest, gáz, félvezető
folyadék. A szilárdtestlézerekben többnyire krómot, kobaltot, nikkelt
használnak aktív anyagként, amelyet fényáteresztő
anyagba (többnyire üvegbe, korundba) építenek be. A legismertebb az
ún. rubinlézer, amelyben króm az aktív anyag. Xanon
villanólámpával gerjesztik (indítják meg a rubinrúdban a fényerősítési
folyamatot). A xénonlámpa villanásának hatására a
rubinlézer vörös színű fényimpulzust ad. Más szilárdtestlézerek is impulzus
üzemben működnek. - A gázlézerek legismertebb típusa
az ún. neon-hélium lézer. Ez kb. 30 cm * 1,5 cm méretű gázkisülési cső, a
két végén pontosan beállított tükörrel. Elektromos
úton gerjesztik (20-60 W teljesítményű nagyfrekvenciás energiát
táplálnak be, rendszerint kapacitív úton). A gázlézerek
általában folytonos üzeműek. - A félvezetőlézerek erősen (a félvezető
kapcsolási elem céljára kívánatosnál jobban)
szennyezett félvezető diódák. Ezekben az elektron-lyuk félvezető
rekombinációk szolgáltatják a kibocsátott fényenergiát.
Ehhez nyitó irányban (p-n átmenet) kell előfeszíteni a diódát. - A
folyadéklézerek még jobbára kísérleti stádiumban vannak.
Tulajdonságaik hasonlóak a szilárdtestlézerekéhez. Használatuk főleg azért
lehet előnyösebb, mert folyamatos üzemben
működve is nagy teljesítményt szolgáltathatnak. - A lézer alkalmazása
rohamosan terjed az optikában. a híradástechnikában,
az iparban, a rádiócsillagászatban, a haditechnikában. A lézer által
kisugárzott fény nagy koherenciája következtében nagy
pontossággal párhuzamosítható. Ennek az az előnye, hogy nagy
távolságra is pontosan lehet vele célozni, mérni. A
frekvenciája nagy (108-109 MHz), ezért
az információtovábbító képessége is igen nagy,
tehát a hatósugarán belül kiválóan alkalmas információtovábbításra. (A
jó minőségű telefonátviteihez már 10 kHz
sávszélesség is elegendő. Ha az átvitel lézer sugárral történik, akkor
egyetlen lézer sugáron keresztül a Föld lakosságának
egyik fele egyidejűleg beszélgethet a másik felével.) A lézersugár nagyfokú
energiakoncentrációját fel lehet használni pl.
magas olvadáspontú anyagok fúrására, hegesztésére, kerámiák
megmunkálására, lehet vele orvosi, biológiai (pl. sejt-)
műtéteket végezni. A lézersugár felhasználási lehetőségei még korántsem
merültek ki.
Szerkesztette: Lapoda Multimédia
Kapcsolódás
Magyar
Angol
Német