Cấu trúc hệ thống laser

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Cấu trúc hệ thống laser phần lớn gồm 3 phần:

Nguồn năng lượng (thường gọi là nguồn bơm);
Môi trường kích thích, hay môi trường laser;
Gương hay hệ thống gương, tạo nên hệ thống khuyếch đại quang học

Nguồn bơm là phần cung cấp năng lượng cho hệ thống laser. Ví dụ bao gồm cực phóng điện, đèn nháy, đèn hồ quang, ánh sáng từ laser khác. Việc lựa chọn loại nguồn bơm nào để sử dụng dựa chủ yếu vào môi trường kích thích là loại gì, và điều này là yếu tố chủ chốt quyết định làm sao mà năng lượng truyền vào trong môi trường. Laser He-Ne dùng cực phóng điện trong hỗn hợp khí Hêli Neon. Laser Nd:YAG dùng ánh sáng hội tụ từ đèn nháy Xenon. Laser từ đôi nguyên tử có Heli dùng phản ứng hóa học để nạp năng lượng.

Môi trường kích thích là yếu tố chính quyết định bước sóng, và các tính chất khác của tia laser. Có hàng trăm môi trường kích thích có thể làm được. Môi trường kích thích bị kích thích bằng nguồn bơm tạo ra sự kích thích đồng đều giữa các electron, cần thiết cho sự phát xạ kích thích các hạt photon, dẫn đến hiện tượng khuyếch đại ánh sáng. Ví dụ về các loại laser:

Dạng lỏng, như laser sử dụng chất nhuộm. Sử dụng các dung môi như metan, etan,, thêm vào chất nhuộm hữu cơ chiết xuất từ thực vật(coumarin, rhomadine và florescen) Cấu trúc của chất nhuộm quyết định bước sóng hoạt động của laser

Dạng khí, dùng argon, CO2, kryton, và hổn hợp Heli-Neon. các loại này sử dụng nguồn bơm là ắc quy.

Dạng rắn, như tinh thể và gương. Chất rắn chủ đạo pha thêm các tạp chất như crôm, neodymium hay titan. Chất rắn chính thường là YAG(Ytri, nhôm và Garnet)YLF(Ytri, Liti, flo), sapphia(oxit nhôm), gương silica). Ví dụ : Nd:YAG, Ti:sapphia, Cr:sapphia(gọi là hông ngọc), Cr:LiSAF, Er:YLF và Nd: glass. Sử dụng đèn nhát hay ánh sáng từ laser khác làm nguồn kích thích.

Laser bán dẫn, trong đó sự chuyển động của hạt electron giữa vật chất với tầng điện tích khác nhau tạo ra hiệu ứng laser. Laser bán dẫn thường là gọn nhẹ, làm các thiết bị dùng cho đĩa hát. Xem thêm laser diod.

Các máy khuyếch tán ánh sáng, có 2 gương song song đặt xung quang gương. Ánh sáng từ trong môi trường, tạo ra từ sự kích thích, phản xạ bởi gương trở lại trong môi trường, vì thế các photon này tích tụ càng nhiều đến khi hàng trăm lần trước khi thoát ra ngoài. Trong các laser phức tạp, có từ 4 trở lên gương được tạo nên. Thiết kế và sắp xếp của gương là quyết định bước sóng và các ảnh hưởng khác đến hệ thống laser

Bài này còn sơ khai trong lĩnh vực Vật lý.
Chúng ta đang có những nỗ lực để hoàn thiện bài này.
Nếu bạn biết về vấn đề này, bạn có thể giúp đỡ bằng cách viết bổ sung (trợ giúp).