「レーザー」とは、L夜Aによる増幅S刺激されたEの使命Rアディエーション
レーザーは、ガラス、水晶、ガスなどの光学材料内の原子内の電子が電流や光からのエネルギーを吸収するときに生成されます。この余分なエネルギーは、原子核の周りを低エネルギー軌道から高エネルギー軌道に移動するのに十分な量の電子を「励起」します。--
レーザーは、フォトンと呼ばれる光の粒子を吸収および放射する原子の量子特性を利用します。原子内の電子が自然に通常の軌道-または「基底」状態-に戻るとき、または光や他のエネルギー源、場合によっては別のレーザーで「刺激」されたときに、より多くの光子を放出します。
光からのエネルギーは光学材料の原子内の電子を「励起」し、電子はより高いエネルギー軌道に移動します。{0}電子が自然に通常の軌道に戻るとき、または光やエネルギーで「刺激」されると、フォトンと呼ばれる光の粒子を放出します。
光は波のように動きます。家庭用の電球や懐中電灯などの通常の可視光は、複数の波長または色で構成されており、インコヒーレントです。つまり、光波の山と谷が異なる波長で異なる方向に移動します。
レーザービームでは、光波は「コヒーレント」です。これは、光子のビームが同じ波長で同じ方向に移動していることを意味します。これは、エネルギーを与えられた電子を、ガラスなどの固体材料やガスなどの光学「利得媒体」を通して送信することによって実現されます。
光の特定の波長は、励起された電子が低い軌道に落ちるときに放出されるエネルギーの量によって決まります。導入されるエネルギーのレベルは、利得媒体内の材料に合わせて調整され、所望のビーム色を生成することができます。
レーザーの光学材料の片側にあるミラーは、光子を電子に向かって跳ね返します。ミラー間のスペース、つまり「キャビティ」は、特定の種類の光利得媒体に必要な光子が媒体にフィードバックされて、その光子のほぼ正確なクローンの放出を刺激するように設計されています。両方とも同じ方向と速度で移動し、反対側の別のミラーに跳ね返ってクローン作成プロセスを繰り返します。
2 つが 4 つ、4 つが 8 つになり、すべての光子が完全に調和してミラーと光学材料を通過できるほど十分に増幅されるまで続きます。ローズパレードのマーチングバンドの同期メンバーと考えてください。そしてそのユニゾンがレーザーにパワーを与えます。レーザー光線は、月やその奥までの長距離にわたって、鮮明な焦点を維持できます。
レーザーは 1960 年から存在していますが、そのアイデアは 1900 年に遡ります (「レーザーの遺産とレーザー核融合の先駆者」を参照)。
現在、レーザーにはさまざまなサイズ、形状、色、出力レベルがあり、病院での手術から食料品店のバーコード スキャナー、家庭での音楽、映画、ビデオ ゲームの再生に至るまで、あらゆる用途に使用されています。小さなレーザーを使用して目の角膜の形状を変えることで視力を矯正するレーシック手術を受けたことがあるかもしれません。
ルビー レーザーなどの一部のレーザーは、短い光パルスを放射します。ヘリウムネオンガスレーザーや液体染料レーザーなど、連続光を発するレーザーもあります。 NIF は、ルビー レーザーと同様に、わずか 10 億分の 1 秒しか持続しない光パルスを放射します。レーザー光は目に見える必要はありません。 NIF ビームは不可視の赤外光として始まり、その後特殊な光学系を通過して可視の緑色光に変換され、さらに目に見えない高エネルギーの紫外光に変換され、ターゲットとの最適な相互作用を実現します。-
レーザーは、マイクロチップの小さな構成要素である場合もあれば、10 階建ての高さでサッカー場 3 つほどの広さの建物に収容されている世界で最も高エネルギーのレーザーである NIF と同じくらい巨大なものもあります。
