"Laser" je akronim zaLightAmplification byStimuliranoEmisijaRadijacija
Laser se stvara kada elektroni u atomima u optičkim materijalima poput stakla, kristala ili plina apsorbiraju energiju iz električne struje ili svjetlosti. Ta dodatna energija "uzbuđuje" elektrone dovoljno da se pomaknu sa niže-energetske orbite u orbitu više-energije oko atomskog jezgra.
Laser koristi prednosti kvantnih svojstava atoma koji apsorbiraju i zrače čestice svjetlosti koje se nazivaju fotoni. Kada se elektroni u atomima vrate u svoju normalnu orbitu-ili "prizemno" stanje-bilo spontano ili kada su "stimulirani" svjetlom ili drugim izvorom energije, čak i drugim laserom u nekim slučajevima, emituju više fotona.
Energija svjetlosti "uzbuđuje" elektrone u atomima optičkih materijala i oni se kreću u višu-energetsku orbitu. Kada se elektroni spontano vrate u svoju normalnu orbitu ili kada su "stimulirani" svjetlom ili energijom, emituju svjetlosne čestice zvane fotoni.
Svetlost se kreće u talasima. Obična vidljiva svjetlost, recimo iz kućne sijalice ili svjetiljke, sadrži više valnih dužina ili boja i nekoherentna je, što znači da se vrhovi i korita svjetlosnih valova kreću na različitim valnim dužinama iu različitim smjerovima.
U laserskom snopu, svjetlosni valovi su "koherentni", što znači da se snop fotona kreće u istom smjeru na istoj talasnoj dužini. Ovo se postiže slanjem energiziranih elektrona kroz optički "medij za pojačanje" kao što je čvrsti materijal poput stakla ili plina.
Određena talasna dužina svjetlosti određena je količinom energije koja se oslobađa kada pobuđeni elektron padne na nižu orbitu. Nivoi unesene energije mogu se prilagoditi materijalu u mediju pojačanja kako bi se proizvela željena boja zraka.
Ogledalo na jednoj strani optičkog materijala lasera odbija foton nazad prema elektronima. Prostor između ogledala ili "šupljina" je dizajniran tako da se foton koji se želi za određeni tip medija za optičko pojačanje vraća nazad u medij kako bi stimulirao emisiju gotovo tačnog klona tog fotona. Oboje se kreću u istom smjeru i brzini, kako bi se odbili od drugog ogledala na drugoj strani i ponovili proces kloniranja.
Dva postaju četiri, četiri postaju osam i tako sve dok se fotoni ne pojačaju dovoljno da svi prođu pored ogledala i optičkog materijala savršeno unisono. Zamislite ih kao sinkronizirane članove marširajućeg benda na Paradi ruža. I taj unison daje laseru njegovu moć. Laserske zrake mogu ostati oštro fokusirane na velikim udaljenostima, čak i do Mjeseca i nazad.
Laseri postoje od 1960. godine, iako ideja seže u 1900. (pogledajte "Naslijeđe lasera i pionira laserske fuzije").
Danas laseri dolaze u različitim veličinama, oblicima, bojama i nivoima snage, i koriste se za sve, od operacija u bolnicama, do skenera bar kodova u prodavnici, pa čak i za puštanje muzike, filmova i video igrica kod kuće. Možda ste bili podvrgnuti LASIK operaciji, koja korigira vaš vid korištenjem sićušnog lasera za preoblikovanje rožnjače vašeg oka.
Neki laseri, kao što su rubin laseri, emituju kratke impulse svjetlosti. Drugi, poput helijum-neonskih gasnih lasera ili lasera sa tekućim bojama, emituju svjetlost koja je kontinuirana. NIF, poput rubinskog lasera, emituje impulse svjetlosti koji traju samo bilionti dio sekunde. Lasersko svjetlo ne mora biti vidljivo. NIF zraci počinju kao nevidljivo infracrveno svjetlo, a zatim prolaze kroz specijalnu optiku koja ih pretvara u vidljivo zeleno svjetlo, a zatim u nevidljivo, visoko{4}} ultraljubičasto svjetlo za optimalnu interakciju sa metom.
Laseri mogu biti sitni sastojci mikročipova ili ogromni poput NIF-a, najenergetskog lasera na svijetu smještenog u zgradi visokoj 10 spratova i širokoj kao tri fudbalska terena.
