Lasery i diody laserowe

Dodane przez 7 lutego 2011

Laser to urządzenie służące do wytwarzania promieniowania świetlnego przy wykorzystaniu zjawiska wymuszonej emisji fotonów. Lasery mają bardzo wiele zastosowań i można się z nimi zetknąć praktycznie wszędzie. O ich działaniu, rodzajach i zastosowaniach możesz dowiedzieć się z dalszej części wpisu.

Działanie i cechy lasera

Działanie lasera opiera się o zjawisko wymuszonej emisji fotonów. Nie będę się tutaj opisywał zbędnych  szczegółów, ogólnie mówiąc polega to na pobudzaniu emisji (wydzielania) fotonów przez inne fotony zwane inicjującymi, przez co ilość fotonów jeszcze się zwiększa i laser jest źródłem intensywnego promieniowania świetlnego. Dzięki odpowiedniej konstrukcji laser opuszczają tylko fotony o bardzo zbliżonym kierunku. Posiadają one również podobną częstotliwość i tym samym widzialny (bądź nie) kolor. Laser w odróżnieniu od żarówki i innych podobnych źródeł światła wytwarza światło o tylko jednej barwie. Żarówka działa inaczej – wytwarza bardzo wiele barw, które tworzą razem barwę białą, a poszczególne składowe można rozróżnić dopiero po rozszczepieniu światła w pryzmacie.

Laser jest zdolny do wytwarzania spójnej i mocno skoncentrowanej wiązki światła. Niewielka rozbieżność promieniowania świetlnego, które może być dodatkowo skupiane z pomocą soczewek optycznych jest jego najważniejszą cechą. Dzięki temu możliwe jest koncentrowanie dużych ilości energii na niewielkiej powierzchni, z czego wynika większość jego zastosowań.

Rodzaje laserów

Lasery można dzielić na różne kategorie, przede wszystkim pod względem mocy (lasery małej i dużej mocy).  Lasery są najczęściej projektowane do pracy ciągłej, ale i zdążają się też modele do pracy impulsowej, które potrafią w bardzo krótkim czasie – nawet femtosekund (femtosekunda to biliardowa część sekundy) wyemitować duże ilości energii.

Lasery można posegregować według technologii wykonania. Tak więc spotkać można lasery chemiczne działające w oparciu o gazy takie jak krypton, ksenon czy argon jak i najczęściej wykorzystywane w urządzeniach elektronicznych lasery półprzewodnikowe.

Bezpieczeństwo

Pewien żart podaje, że na laser można spojrzeć dwa razy – raz lewym i raz prawym okiem. Nie warto jednak kusić losu – dbanie o BHP jest w przypadku laserów dosyć proste i sprowadza się do unikania patrzenia na promień oraz nie świeceniu nim bliźnim po oczach. Środkiem wspomagającym ochronę są okulary ochronne, w które warto się zaopatrzyć przy pracy z laserami o większej mocy, choć i one mogą być bezsilne w przypadku szczególnie mocnych laserów i skoncentrowanej wiązki.

Diody laserowe

Diody laserowe można spotkać w bardzo wielu urządzeniach elektronicznych – przede wszystkim w napędach optycznych, wskaźnikach laserowych, efektach świetlnych, dalmierzach, medycynie, wojskowych systemach namierzania i w telekomunikacji do przesyłania danych z pomocą światłowodów. Diody laserowe o większej mocy, a także lasery chemiczne mogą być wykorzystywane do wypalania napisów i grafik na powierzchni, a nawet cięcia materiałów takich jak plastik, a nawet dużo twardsze metale.

Tanim źródłem diod laserowych są zepsute napędy optyczne (oczywiście o ile awarii nie uległ sam laser). Niestety lasery z napędów CD nie nadają się do zastosowań wizualnych – ich  światło jest niewidzialne dla ludzkiego oka. Promień o kolorze czerwonym można uzyskać z napędów DVD (stosunkowo mocny laser znajduje się w nagrywarkach), a niebieski z wchodzących od jakiegoś czasu na rynek (i przez to niezbyt tanich) napędów Blu-Ray.

  • http://forum.majsterkowicza.pl/user-0.html Gość

    Zastanawiam się, czy laser pochodzący z napędu optycznego nadawałby się do zrobienia optycznej bariery laserowej. Chodzi o coś podobnego do np. AVT1510.

  • http://forum.majsterkowicza.pl/user-1.html btomasz

    Jak najbardziej powinien się nadawać, problem może stanowić jedynie optyka – w napędzie używana jest soczewka skupiająca, nie nadająca się do tego typu celów. Należy ją zdjąć i zastosować inną soczewkę lub zostawić bez soczewki – o ile promienie lasera nie są zbyt rozbierze to na niewielkie odległości powinno się to dobrze spisywać.

  • http://forum.majsterkowicza.pl/user-0.html Gość

    Tak z czystej ciekawości: dlaczego soczewka skupiająca się do tego celu nie nadaje? Jaka więc musiała by to być soczewka? skupiająca o dużej ogniskowej?

  • http://forum.majsterkowicza.pl/user-1.html btomasz

    Tutaj chodzi o ogniskową, a nie typ soczewki. Po prostu w napędach optyka jest tak projektowana, aby promień skupiał się na płycie oddalonej o milimetry, a do zbudowania choćby wskaźnika potrzebne są inne właściwości – wiązka powinna nie powinna zbytnio rozszerzać się pod wpływem odległości (mała rozbieżność), choć jest to raczej nieuniknione. Często do odpowiedniego uformowania wiązki światła wykorzystuje się tzw. kolimatory (http://pl.wikipedia.org/wiki/Kolimator).