Ba thành phần chức năng chính của laser

Ba thành phần chức năng chính của alaserlà nguồn bơm, môi trường tăng và khoang cộng hưởng.

Nguồn bơm cung cấp nguồn ánh sáng cho laser. Môi trường tăng (còn được gọi là môi trường làm việc) hấp thụ năng lượng được cung cấp bởi nguồn bơm và khuếch đại ánh sáng. Khoang cộng hưởng tạo thành mạch giữa nguồn bơm và môi trường tăng và khoang cộng hưởng dao động ở chế độ được chọn để tạo ra ánh sáng laser.

Nguồn bơm, như một nguồn năng lượng, tạo ra các photon để kích thích môi trường tăng. Các photon phát ra từ nguồn bơm bơm các hạt trong môi trường tăng từ trạng thái cơ bản đến mức năng lượng cao hơn, đạt được sự đảo ngược dân số. Các cơ chế kích thích bao gồm kích thích quang học (bơm quang), kích thích phóng khí, kích thích hóa học và kích thích hạt nhân. Hiện tại, laser bán dẫn công suất cao (LDS) thường được sử dụng làm nguồn bơm, chủ yếu để chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng ánh sáng.

Mức tăng trung bình đạt được sự đảo ngược dân số và khuếch đại ánh sáng, và cũng xác định bước sóng của laser đầu ra. Phương tiện truyền thông có thể là chất lỏng, khí hoặc chất rắn. Chất lỏng bao gồm các dung dịch hữu cơ, khí bao gồm carbon dioxide và chất rắn bao gồm Ruby. Yêu cầu cơ bản đối với môi trường tăng là nó tạo ra các photon khi kích thích thay vì chuyển ánh sáng thành nhiệt. Các hạt bên trong nó phải được phân lập tương đối, cho phép chuyển đổi giữa các mức năng lượng xảy ra.

Một khoang cộng hưởng chủ yếu phục vụ mục đích "lưu trữ" và "thanh lọc" ánh sáng laser. Một khoang cộng hưởng thường bao gồm hai gương, nhưng khớp nối cũng có thể được sử dụng để tạo thành các bộ cộng hưởng vòng khác nhau. Các photon nảy qua lại giữa các gương, liên tục tạo ra bức xạ kích thích trong môi trường tăng và tạo ra ánh sáng laser cường độ cao. Hơn nữa, khoang cộng hưởng đảm bảo rằng các photon trong khoang có tần số/bước sóng, pha và hướng nhất quán, dẫn đến chỉ thị tuyệt vời và sự kết hợp của ánh sáng laser.