Laser-valo

Kyselijä

Vosikos joku esittää LASERIN tärkeimmät ominaisuudet kohtuullisen lyhyesti?...Sen jo tiedän, että LASER on koherenttia ja monokromaattista valoa, mutta muuta tietoa en oikein sitten ole löytänytkään, joten jos olis LASER-asiantuntijoita, niin asiallisia vastauksia olisi mukava saada!

10

1762

Äänestä

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • jeejeejeesus

      Kato how stuff worksista

    • tarkentaja2

      Siis Laser valo on määritelmänsä mukaan monokromaattista ja koherenttia sähkömagneettista säteilyä. Siihen ei liity enempää mysteerejä eikä oikea laser ole samanlaista kuin elokuvien laser. Se on vain "valoa". Ominaisuuksia ei sillä ole enempää kuin tavallisellakaan valolla, oikeastaan sillä on vähemmän ominaisuuksia kuin tavallisella valolla. Sen valmistus on aika paljon hankalampaa kuin tavallisen sm-säteilyn.

      • minätässä

        verran voin valistaa, että laserin valo syntyy, kun viritettyjen atomeiden viritystila puretaan fotoneilla, joiden energia on lähellä viritystilan purkautumisenergiaa. Fyysikot puhuvat stimuloidusta emissiosta, joka eroaa spontaanista emissiosta, jota havaitaan esimerkiksi loisteputkessa. Laserin valo ei ole välttämättä monokromaattista eikä koherenttia, eikä laserlamppu säteile mitään siistiä sädettä, niinkuin jossain scifi-elokuvassa. Jos valo synnytetään resonaattorissa, niin voidaan puhua Gaussin säteestä, joka hajaantuu edetessään optiikan lakien mukaan. Monissa resonaattoreissa ovat useat värähtelymoodit mahdollisia, jolloin säde näyttää lähinnä risuaidalta. Vety- ja typpilasereissa ei käytetä resonaattoria ollenkaan, ja laser säteilee esimerkiksi 30 asteen kartioon, ja taajuusjakauma (tai aallonpituusjakauma) on lämpöliikkeen aiheuttaman Doppler-efektin määräämä.
        Jos resonaattorin lähtöikkunasta kulkisi läpi monokromaattinen valokimppu, ja valaistun alueen
        läpimitta on D, ja allonpituus on l, niin tällöin valonsäde hajaantuu suunnilleen kulmaan a = l / D, riippuen tietysti amplitudijakaumasta ikkunassa. Jos kyseessä on HeNe-laser, niin säde hajaantuu suunnilleen 1 mrad kulmaan.


      • Polarization
        minätässä kirjoitti:

        verran voin valistaa, että laserin valo syntyy, kun viritettyjen atomeiden viritystila puretaan fotoneilla, joiden energia on lähellä viritystilan purkautumisenergiaa. Fyysikot puhuvat stimuloidusta emissiosta, joka eroaa spontaanista emissiosta, jota havaitaan esimerkiksi loisteputkessa. Laserin valo ei ole välttämättä monokromaattista eikä koherenttia, eikä laserlamppu säteile mitään siistiä sädettä, niinkuin jossain scifi-elokuvassa. Jos valo synnytetään resonaattorissa, niin voidaan puhua Gaussin säteestä, joka hajaantuu edetessään optiikan lakien mukaan. Monissa resonaattoreissa ovat useat värähtelymoodit mahdollisia, jolloin säde näyttää lähinnä risuaidalta. Vety- ja typpilasereissa ei käytetä resonaattoria ollenkaan, ja laser säteilee esimerkiksi 30 asteen kartioon, ja taajuusjakauma (tai aallonpituusjakauma) on lämpöliikkeen aiheuttaman Doppler-efektin määräämä.
        Jos resonaattorin lähtöikkunasta kulkisi läpi monokromaattinen valokimppu, ja valaistun alueen
        läpimitta on D, ja allonpituus on l, niin tällöin valonsäde hajaantuu suunnilleen kulmaan a = l / D, riippuen tietysti amplitudijakaumasta ikkunassa. Jos kyseessä on HeNe-laser, niin säde hajaantuu suunnilleen 1 mrad kulmaan.

        Tuo oli aika tyhjentävää, mutta muutaman lisäyksen tekisin:

        Ei ole edes välttämätöntä käyttää stimuloitua emissiota tietyn atomin energiatilojen välillä. Esimerkiksi puolijohdelasereissa stimuloitu emissio tapahtuu atomeista muodostuneen systeemin johtavuus- ja valenssivyön energiatilojen välillä. Kvanttikaivolasereissa taas elektronit ovat potentiaalikuopassa ja emissio tapahtuu kun elektroni siirtyy tässä systeemissä korkeammalta tilalta matalammalle.

        Oleellista on siis se, että tapahtuu stimuloitu emissio, missä (kuvainnollisesti) tuleva fotoni aikaansaa elektronin siirtymisen alemmalle energiatilalle ja tällöin emittoituva fotoni on identtinen tulleen fotonin kanssa. Eli fotoni "tuplaantuu".

        Resonaattorissa synnytetyn laser-säteen ei tarvitse olla Gaussinen. Gaussinen säde on erikoistapaus, joka saadaan aikaan pallopeiliresonaattorissa. Esimerkiksi VCSEL-lasereissa säde on aivan erilainen. Itseasiassa sopivalla tavalla suunnittelemalla voidaan tehdä laserin resonaattori siten, että ulostulevan säteen intensiteettijakauma noudattelee vaikka Kekkosen kallon muotoa.

        Laserista lähtevä valo voi olla hyvin vaihtelevaa koherenssiominaisuuksiltaan. Voi olla joko hyvin koherenttia, hyvin epäkoherenttia ja melkein mitä vaan siltä väliltä. Mutta itseasiassa laserin valo ei koskaan ole täysin koherenttia, koska laserin valo ei koskaan ole täysin monokromaattista.


      • tarkentaja2
        minätässä kirjoitti:

        verran voin valistaa, että laserin valo syntyy, kun viritettyjen atomeiden viritystila puretaan fotoneilla, joiden energia on lähellä viritystilan purkautumisenergiaa. Fyysikot puhuvat stimuloidusta emissiosta, joka eroaa spontaanista emissiosta, jota havaitaan esimerkiksi loisteputkessa. Laserin valo ei ole välttämättä monokromaattista eikä koherenttia, eikä laserlamppu säteile mitään siistiä sädettä, niinkuin jossain scifi-elokuvassa. Jos valo synnytetään resonaattorissa, niin voidaan puhua Gaussin säteestä, joka hajaantuu edetessään optiikan lakien mukaan. Monissa resonaattoreissa ovat useat värähtelymoodit mahdollisia, jolloin säde näyttää lähinnä risuaidalta. Vety- ja typpilasereissa ei käytetä resonaattoria ollenkaan, ja laser säteilee esimerkiksi 30 asteen kartioon, ja taajuusjakauma (tai aallonpituusjakauma) on lämpöliikkeen aiheuttaman Doppler-efektin määräämä.
        Jos resonaattorin lähtöikkunasta kulkisi läpi monokromaattinen valokimppu, ja valaistun alueen
        läpimitta on D, ja allonpituus on l, niin tällöin valonsäde hajaantuu suunnilleen kulmaan a = l / D, riippuen tietysti amplitudijakaumasta ikkunassa. Jos kyseessä on HeNe-laser, niin säde hajaantuu suunnilleen 1 mrad kulmaan.

        Mitä te mulle vastaatte laservalon synnystä? Miksi ette kirjoita alkuperäiselle kysyjälle? Tiedän sen aivan riittävän hyvin kvanttitasolta alkaen.


      • Polarization
        tarkentaja2 kirjoitti:

        Mitä te mulle vastaatte laservalon synnystä? Miksi ette kirjoita alkuperäiselle kysyjälle? Tiedän sen aivan riittävän hyvin kvanttitasolta alkaen.

        Varmaan siksi, että onnistuit heti alkuun pistämään pari soopaa olevaa väitettä: Laserin valo ei monokromaattista; ainoastaan joissain tapauksissa se on likimain monokromaattista. Toisekseen, laserin valon ei tarvitse olla koherenttia vaan se on joskus erittäin epäkoherenttia, kuten excimer-lasereissa.


      • tarkentaja2
        Polarization kirjoitti:

        Varmaan siksi, että onnistuit heti alkuun pistämään pari soopaa olevaa väitettä: Laserin valo ei monokromaattista; ainoastaan joissain tapauksissa se on likimain monokromaattista. Toisekseen, laserin valon ei tarvitse olla koherenttia vaan se on joskus erittäin epäkoherenttia, kuten excimer-lasereissa.

        Sorry, en huomannut että puhun insinöörien tai kokeellisten käsitteiden kanssa.

        Sillä puhdas laservalon on juuri sitä mitä väitinkin. Tietenkään käytännössä ei monokromaattisuuden ja koherenttiuden toteutus ole helppoa vai onko edes mahdollistakaan muissa kuin kvanttilasereissa? Tekniset murheet eivät ole minun asiani.

        Mutta jos valo ei ole koherenttia tai monokromaattista, ei ole laseria, se on vain sinne päin.


      • utelias
        tarkentaja2 kirjoitti:

        Sorry, en huomannut että puhun insinöörien tai kokeellisten käsitteiden kanssa.

        Sillä puhdas laservalon on juuri sitä mitä väitinkin. Tietenkään käytännössä ei monokromaattisuuden ja koherenttiuden toteutus ole helppoa vai onko edes mahdollistakaan muissa kuin kvanttilasereissa? Tekniset murheet eivät ole minun asiani.

        Mutta jos valo ei ole koherenttia tai monokromaattista, ei ole laseria, se on vain sinne päin.

        Millaista valo on pikosekuntilaserissa, jonka aallopituus on esimerkiksi 1000 nm? Kokonaisia aaltoja, kokonaisia puoliaaltoja vai mitä ihmettä sinnepäin?


      • Polarization
        tarkentaja2 kirjoitti:

        Sorry, en huomannut että puhun insinöörien tai kokeellisten käsitteiden kanssa.

        Sillä puhdas laservalon on juuri sitä mitä väitinkin. Tietenkään käytännössä ei monokromaattisuuden ja koherenttiuden toteutus ole helppoa vai onko edes mahdollistakaan muissa kuin kvanttilasereissa? Tekniset murheet eivät ole minun asiani.

        Mutta jos valo ei ole koherenttia tai monokromaattista, ei ole laseria, se on vain sinne päin.

        Mitähän mahdat sitten tarkoittaa "puhtaalla" laservalolla; kenties jotain sellaista, mitä ei oikeasti ole olemassa.

        Laser = light amplification by stimulated emission of radiation. Mikä tuossa määrää sen, että laserin valon on oltava monokromaattista saati sitten koherenttia? Tietysti jos tapahtuu yksi stimuloitu emissio, niin se on jossain mielessä täysin "koherentti" tapahtuma (mikä on tietyssä mielessä järjetön lause, koska kentän koherenssi on statistinen ominaisuus).

        Mutta heti jos systeemi koostuu useammasta kuin yhdestä energiatilaansa muuttavasta elektronista ja systeemin lämpötila on suurempi kuin 0 K, syntyvä kenttä on osittain koherenttia ja ainoastaan korkeintaan kvasimonokromaattista. Ja silti taatusti kyse on valon vahvistamisesta stimuloidulla emissiolla.

        Esimerkiksi puolijohdelasereissa jo lähtökohtaisesti on leveä kaista, koska sallitut energiatilat johtavuus ja valenssivyöllä eivät ole äärettömän kapeita. Ja silloin myös koherenssiaika on äärellinen. Ja lisäksi kaista voi vahvistaa useita moodeja, jolloin voidaan toteuttaa myös lähes mielivaltaisen paikkakoherenssin omaava kenttä; kenttä voi joissa tapauksissa olla jopa kvasihomogeeninen. Ja taatusti puolijohdelasereissa kyse on valon vahvistamista stimuloidulla emissiolla, eli kyseessä on laser.


    • Elektroniikka IV

      Jos pitäisi puhua jostain joka tuottaa tätä valoa niin varmaan seuraavia asioita pitäisi miettiä.

      lämpötila stabilisuus, teho, nopeus, elinikä, spektrin leveys, aallon pituus, hinta ja jne...

      Se mitä laaserilla tehdään vaikuttaa siihen mitkä ominaisuudet ovat tärkeitä (siirretään dataa, laikataan silmää, mitataan etäisyyttä jne..) vähän niin kuin mitkä ovat ajoneuvon tärkeimmät ominaisuudet riipuu siitä keneltä kysytään ja mihin hän omaa ajoneuvoa käyttää.
      Kannataa vaikka etsiä valokuiduista tietoa, niissä on aika usein selitetty myös miten laser valon eri ominaisuudet vaikuttavat datan perille menoon.

    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. en vaan saa häntä pois

      Mielestäni pyörimästä. Onko kellekään toiselle käynyt näin? Ihastuin pakkomielteisesti noin vuosi sitten erääseen naiseen. Ei vaan katoa mielestä va
      Ikävä
      175
      1972
    2. Suomi24 kysely: ihmisten kuplautumista ei pääosin koeta vakavaksi ongelmaksi

      “Kuplautumista on mahdotonta estää. Ihmiset ovat aina viihtyneet samankaltaiset arvot ja maailmankatsomuksen jakavassa seurassa ja muodostaneet sen pe
      Suomi24 Blogi ★
      36
      1698
    3. Ohhoh! Glamourmalli Elena, 29, teetti tiimalasivartalon - Vei rahaa ja tuotti tuskaa - Katso kuvat!

      Transtaustainen glamourmalli Elena Vikström on käynyt vuosien ajan plastiikkakirurgisissa toimenpiteissä. Tästä näet lopputuloksen: https://www.suomi
      Kotimaiset julkkisjuorut
      8
      1324
    4. Ostiko Martina uuden ponin tyttärelleen, vai oliko myös Stefan itsekkin valitsemassa ponia .?

      Kiva kun on tyttärelle mielekäs harrastus annettu, ehkä vielä on tulevaisuudessa hänelle tärkeä ja valitsee sen perusteella tulevan ammatin.
      Kotimaiset julkkisjuorut
      224
      1146
    5. Sinä olet tärkeä

      Herätät minussa kunnioitusta. Kiehdot minua. En oikein saa kiinni sinusta. Ehkä juuri siksi. Aistin että sinäkin pidät minusta. Vetovoima on ollut alu
      Ihastuminen
      56
      1142
    6. Varisjärvellä mersu.

      Varisjärven tiellä tuli vanhamersu kylkiedellä mutkassa vastaan ja vähällä keulaan mutta tökkäs penkkaan, hyppäsin omasta autosta ulos ja kävin kiskas
      Suomussalmi
      15
      1017
    7. Mitähän ajattelet J

      Tästä kaikesta? Mä välitän susta oikeasti.
      Ikävä
      59
      927
    8. Belorf haistattaa seuraajiaan "You can hate me now"...

      Vai haistattaako lompakkoa, joka taisi viimeinkin ymmärtää häipyä Sofian ulottumattomiin ? Sofia raukka on niin typerä, että ottaa nostetta "omasta tv
      Kotimaiset julkkisjuorut
      57
      912
    Aihe