Laser vs valo
Valo on ihmissilmälle näkyvien sähkömagneettisten a altojen muoto, jota kutsutaan siksi usein näkyväksi valoksi. Näkyvän valon alue on sijoitettu sähkömagneettisen spektrin infrapuna- ja ultraviolettialueen väliin. Näkyvän valon aallonpituus on 380 nm ja 740 nm välillä.
Klassisessa fysiikassa valoa pidetään poikittaisaallona, jonka vakionopeus on 299792458 metriä sekunnissa tyhjiön läpi. Se näyttää kaikki poikittaisten mekaanisten a altojen ominaisuudet, jotka on selitetty klassisessa a altomekaniikassa, kuten häiriöt, diffraktio, polarisaatio. Nykyaikaisessa sähkömagneettisessa teoriassa katsotaan, että valolla on sekä a alto- että hiukkasominaisuuksia.
Ellei raja tai muu väliaine häiritse sitä, valo kulkee aina suoraa linjaa ja sitä edustaa säde. Vaikka valon eteneminen on suoraviivaista, se hajoaa kolmiulotteisessa avaruudessa. Tämän seurauksena valon voimakkuus vähenee. Jos valo tuotetaan tavallisesta valonlähteestä, kuten hehkulampusta, valossa voi olla useita värejä (nämä näkyy, kun valo kulkee prisman läpi). Myös valoa altojen polarisaatio on mieliv altainen. Siksi materiaali absorboi valoa etenemisen aikana. Jotkut molekyylit absorboivat valoa tietyllä polariteetilla ja päästävät toiset kulkemaan. Jotkut molekyylit absorboivat valoa tietyillä taajuuksilla. Kaikki nämä tekijät vaikuttavat ja valon voimakkuus laskee dramaattisesti etäisyyden mukaan.
Kun valoa tarvitaan kuljettamaan kauemmaksi, meidän on voitettava nämä ongelmat. Se voidaan lähettää pidemmälle pitämällä valoaallot yhdensuuntaisina koko etenemisen ajan; Alliance-järjestelmän avulla hajaantuvat valoaallot voidaan suunnata yhteen suuntaan, kulkemaan rinnakkain. Myös käyttämällä yksiväristä valoa (monokromaattista valoa – käytetään yhden taajuuden/aallonpituuden valoa) ja kiinteää napaisuutta, absorptio voidaan minimoida.
Tässä ongelmana on, kuinka luoda valosäteilyä, jolla on kiinteä aallonpituus ja napaisuus. Tämä voidaan saavuttaa varaamalla tiettyä materiaalia siten, että ne lähettävät valoa vain yhdellä siirtymällä elektroneissa. Tätä kutsutaan stimuloiduksi emissioksi. Koska tämä on laserin luomisen perusperiaate, nimi kantaa sen. Laser on lyhenne sanoista Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER). Käytettyjen materiaalien ja stimulaatiomenetelmän perusteella laserista voidaan saada erilaisia taajuuksia ja voimakkuuksia.
Lasereilla on useita sovelluksia. Niitä käytetään kaikissa CD/DVD-asemissa ja muissa elektroniikkalaitteissa. Niitä käytetään laaj alti myös lääketieteessä. Korkean intensiteetin lasereita voidaan käyttää leikkureina, hitsauskoneina ja metallien lämpökäsittelyssä.
Mitä eroa on laserilla ja (normaali/tavallinen) valolla?
• Sekä valo että LASER ovat sähkömagneettisia a altoja. Itse asiassa laser on kevyt, ja se on rakennettu toimimaan tietyillä ominaisuuksilla.
• Valoaallot hajaantuvat ja imeytyvät voimakkaasti kulkiessaan väliaineen läpi. Laserit on suunniteltu siten, että niillä on minimaalinen absorptio ja dispersio.
• Tavallisesta lähteestä tuleva valo hajaantuu 3D-avaruuteen, joten jokainen säde kulkee kulmassa toisiinsa nähden, kun taas laserien säteet etenevät yhdensuuntaisesti toistensa kanssa.
• Normaali valo koostuu useista väreistä (taajuuksista), kun taas laserit ovat yksivärisiä.
• Tavallisella valolla on erilaiset polariteetit, ja laservalolla on tasopolarisoitunut valo.
