Trzy główne elementy funkcjonalne lasera

Trzy główne elementy funkcjonalne Alasersą źródłem pompy, medium wzmocnienia i wnęką rezonansową.

Źródło pompy zapewnia źródło światła lasera. Medium wzmocnienia (znane również jako medium robocze) pochłania energię dostarczaną przez źródło pompy i wzmacnia światło. Wnęka rezonansowa tworzy obwód między źródłem pompy a pożywką wzmocnienia, a rezonansowa wnęka oscyluje w wybranym trybie do wytworzenia światła laserowego.

Źródło pompy, jako źródło energii, generuje fotony, aby wzbudzić medium wzmocnienia. Fotony emitowane przez źródło pompy pompują cząstki w pożywce wzmocnienia ze stanu podstawowego do wyższego poziomu energii, osiągając inwersję populacji. Mechanizmy wzbudzenia obejmują wzbudzenie optyczne (pompowanie optyczne), wzbudzenie zwolnienia gazu, wzbudzenie chemiczne i wzbudzenie jądrowe. Obecnie lasery półprzewodników o dużej mocy (LDS) są powszechnie stosowane jako źródła pompy, przede wszystkim do przekształcania energii elektrycznej w energię świetlną.

Medium wzmocnienia osiąga inwersję populacji i wzmacnia światło, a także określa długość fali lasera wyjściowego. Media zysku mogą być cieczami, gazami lub ciałami stałymi. Ciecze obejmują roztwory organiczne, gazy obejmują dwutlenek węgla, a ciała stałe obejmują Ruby. Podstawowym wymogiem podłoża wzmocnienia jest to, że generuje on fotony po stymulacji, a nie przekształcanie światła w ciepło. Cząstki w nim muszą być stosunkowo izolowane, umożliwiając przejścia między poziomami energii.

Rezonansowa jama służy przede wszystkim celowi „przechowywania” i „oczyszczania” światła laserowego. Wnęka rezonansowa zazwyczaj składa się z dwóch luster, ale łączniki można również użyć do tworzenia różnych rezonatorów pierścienia. Fotony odbijają się między lustrami, ciągle indukując stymulowane promieniowanie w pożywce wzmocnienia i generując światło laserowe o wysokiej intensywności. Ponadto wnęka rezonansowa zapewnia, że ​​fotony w jamie mają stałą częstotliwość/długość fali, fazę i kierunek, co powoduje doskonałą kierunkowość i spójność światła laserowego.