|
Cum functioneaza un laser ?
De la inceput trebuie precizat ca pentru construirea unui laser
propriu-zis, ca si a unei instalalii laser se pun probleme deosebit de
complexe, a caror rezolvare necesita, printre altele, tehnologii
specifice, dintre cele mai variate, caracterizate de o precizie
deosebita care depaseste cele mai severe cerinte din practica
obisnuita.
Fara a intra in astfel de detalii, ne vom margini la o
descriere de principiu a laserului cu rubin, creat de Maiman in 1960 si
devenit acum clasic.
Laserul cu rubin este alcatuit, in principal, dintr-un cristal
cilindric de rubin, doua oglinzi paralele, argintate sau aurite si un
tub de descarcare, in forma de spirala, umplut cu un gaz nobil si
conectat la un condensator de mare capacitate (fig. 1) .
Dupa cum se stie, rubinul este un oxid de aluminiu care contine
mici cantitati de ioni de crom. Cilindrul de rubin utilizat are
lungimea de cativa centimetri si diametrul de cativa milimetri.
Cele doua oglinzi plane si paralele, slefuite cu mare grija, sunt
argintate sau aurite in asa fel incat una dintre ele este complet
opaca, iar cealalta partial transparenta, ca sa poata permite razelor
laser sa paraseasca instalatia. Ele sunt asezate la capetele
cilindrului de rubin, uneori se metalizeaza chiar capetele cilindrului.
Tubul de descarcare, in forma de spirala, umplut cu neon, xenon sau
amestecuri de neon si cripton este conectat la un condensator si
functioneaza asemenea blitz-urilor de la aparatele fotografice. Tubul
de descarcare emite intr-un timp foarte scurt, de ordinul miimilor de
secunda, o lumina obisnuita, dar intensa, care provoaca inversiunea
populatiilor in cristalul de rubin.
in desfasurarea acestui proces o importanta deosebita il au
impuritatile de crom inglobate in cristalul de rubin. Ionii de crom au
trei nivele energetice pe care le vom reprezenta simplificat ca in
figura 2. in stare normala, ionii de crom au energia E1 corespunzatoare
nivelului inferior. Studiu nivelelor energetice ale cromului arata ca
daca se iradiaza cristalul de rubin cu lumina verde cu lungimea de unda
egala cu 0,560?, produsa de tubul de descarcare, o parte din ionii de
crom din starea normala isi vor mari energia datorita absorbtiei
radiatiei verzi, trecand intr-o stare energetica superioara E3. In
acest caz ionii de crom de pe nivelul E1 pot trece prin pompaj optic pe
nivelul E3.
|