Lasers are devices that amplify or increase the intensity of light to produce a highly directional, high-intensity beam that typically has a very pure frequency or wavelength. They come in sizes ranging from approximately one-tenth the diameter of a human hair to that of a very large building. Lasers produce powers ranging from nanowatts to a billion trillion watts (1021 W) for very short bursts. They produce wavelengths or frequencies ranging from the microwave region and infrared to the visible, ultraviolet, vacuum ultraviolet, and into the soft-X-ray spectral regions. They generate the shortest bursts of light that man has yet produced, or approximately five million-billionths of a second
Lasers are a primary component of some of our most modern communication systems and are the probes that generate the audio signals from our compact disk players. They are used for cutting, heat treating, cleaning, and removing materials in both the industrial and medical worlds. They are the targeting element of laser-guided bombs and are the optical source in both supermarket checkout scanners and tools (steppers) that print our microchips
Because of the special stimulated nature of the laser light source, and the apparatus needed to produce laser light, laser photons are generally not as cheap to produce or to operate as are other light sources of comparable power. We presently do not use them to light our rooms, as lamp bulbs for our flashlights, as headlights for our automobiles, or as street lamps. Lasers also don’t generally provide “white light” but instead produce a specific “color” or wavelength, depending upon the laser used
The word LASER is an acronym for Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Stimulated emission of radiation is a natural process first identified by Einstein. It occurs when a beam of light passes through a specially prepared medium and initiates or stimulates the atoms within that medium to emit light in exactly the same direction and exactly at the same wavelength as that of the original beam. A typical laser device (Figure 5-1) consists of an amplifying or gain medium, a pumping source to input energy into the device, and an optical cavity or mirror arrangement that reflects the beam of light back and forth through the gain medium for further amplification. A useful laser beam is obtained by allowing a small portion of the light to escape by passing through one of the mirrors that is partially transmitting
لیزرهای ابزارهایی هستند که شدت نور را تقویت کرده یا افزایش می دهند تا یک پرتو سمتی با شدت بالا تولید نمایند که معمولا فرکانس یا طول موج بسیار خالصی دارد. آنها اندازه های گوناگونی دارند، از حدود یک دهم قطر تار موی انسان گرفته تا به بزرگی یک ساختمان. لیزرها توانی در محدوده نانو وات تا یک میلیارد تریلیون وات (1021 W) برای رگبارهای بسیار کوتاه تولید می کنند. آنها طول موج یا فرکانس هایی از محدوده میکروویو و فروسرخ گرفته تا ناحیه مرئی، فرابنفش، فرابنفش خلاء و نیز نواحی پرتو ایکس نرم را پوشش می دهند. لیزرها کوتاه ترین رگبارهای نوری را که انسان تاکنون تولید کرده است، به وجود می آورند یا تقریبا پنج میلیون- میلیاردم یک ثانیه (5 × 10–15 sec).
لیزرها یک جزء اصلی از برخی از مدرن ترین سیستم های مخابراتی ما هستند و پروب هایی هستند که سیگنال های صوتی را از پخش و ضبط کننده های لوح فشرده ی ما ، تولید می کنند. آنها برای برش، عملیات گرمایی، پاکسازی و حذف مواد در دنیای پزشکی و نیز صنعتی به کار برده می شوند. آنها عنصر هدف گیری در بمب های هدایت کننده لیزری هستند و منبع اپتیکی در ابزارها و پویشگرهای بازرسی کالا (steppers) می باشند که میکروچیپ های ما را چاپ می کنند.
به دلیل طبیعت القایی ویژه ی منبع نور لیزر و ابزار لازم برای تولید نور لیزر، تولید یا راه اندازی فوتون های لیزر بطور کلی به ارزانی دیگر منابع نور با توان مشابه نیست. در حال حاضر ما از آنها برای نوردهی اتاق هایمان، به عنوان لامپ برای نور فلش هایمان، در چراغ های ماشین برای خودروها یا چراغ های خیابان استفاده نمی کنیم. همچنین لیزرها بطورکلی "نور سفید" تولید نمی کنند بلکه در عوض بسته به کاربرد لیزر، یک طول موج یا "رنگ" خاص را تولید می کنند.
واژه "لیزر" مخفف عبارت "تقویت نور به وسیله گسیل القایی تابش" است. گسیل القایی تابش، یک فرآیند طبیعی است که نخستین بار توسط انیشتین شناسایی شد. این فرآیند وقتی رخ می دهد که یک پرتو نور از میان یک محیط بطور خاص آماده شده می گذرد و اتم های درون محیط را وامی دارد یا برمی انگیزد تا نور را دقیقا در همان جهت و با همان طول موج نور پرتو اصلی گسیل نمایند. یک دستگاه لیزر معمولی (شکل 5-1) شامل یک محیط بهره (gain medium) یا تقویت کننده (amplifying)، یک منبع دمش (pumping) برای ورود انرژی به دستگاه و یک کاواک اپتیکی یا آرایه آینه می شود که پرتو نور را از طریق محیط بهره برای تقویت بیش تر به عقب و جلو بازتاب می کند. با گریز قسمت کوچکی از نور با عبور از یکی از آینه هایی که تاحدی شفاف است، یک پرتو لیزر مفید حاصل می شود…