Laserren belaunaldia.

Laserren belaunaldia.
Laserren sorrera Einsteinek proposatu zuen 1916an, "igorpen espontaneo eta estimulatuaren" teoriarekin. Teoria honek laser sistema modernoen oinarri fisikoa osatzen du. Fotoien eta atomoen arteko elkarrekintzak hiru trantsizio prozesu sor ditzake: xurgapen estimulatua, igorpen espontaneoa eta igorpen estimulatua. Igorpen estimulatua iraunkorra eta egonkorra den bitartean, laserrak lor daitezke. Beraz, gailu bereziak -laserrak- fabrikatu behar dira. Laser baten osaera, oro har, hiru zati nagusik osatzen dute: lan-substantzia, kitzikapen-gailua eta erresonadore optikoa.

1. Lan-substantzia

Laser batean laser argia sor dezakeen substantziari lan-substantzia deritzo. Egoera normaletan, substantziaren zenbaki atomikoen banaketa energia-maila bakoitzean banaketa normala da. Energia-maila baxuko atomoen kopurua beti da handiagoa energia-maila altuagokoa baino. Beraz, argia substantzia lumineszentearen egoera normaletik igarotzen denean, xurgapen-prozesua da nagusi, eta argia beti ahultzen da. Substantzia lumineszentetik igaro ondoren argia indartu eta argiaren anplifikazioa lortzeko, emisio estimulatua nagusitu behar da. Energia-maila altuagoko atomoen kopurua energia-maila baxuagokoa baino handiagoa izan dadin, banaketa hau banaketa normalaren aurkakoa da eta partikula-zenbakien inbertsioa deritzo.
2. Kitzikapen gailua
Kitzikapen-gailuaren funtzioa energia-maila baxuagoko atomoak energia-maila altuago batera kitzikatzea da, lan-substantziak partikula-kopuruaren inbertsioa lortzeko aukera emanez. Substantziaren energia-mailek oinarrizko egoera eta egoera kitzikatua barne hartzen dituzte, baita egoera metaegonkorra ere. Egoera metaegonkorra oinarrizko egoera baino ez da egonkorra, baina egoera kitzikatua baino askoz egonkorragoa. Erlatiboki hitz eginda, atomoak denbora luzeagoan egon daitezke egoera metaegonkorrean. Adibidez, errubiaren kromo ioiek (Cr3+) 10-3 segundoko iraupenarekin egoera metaegonkorra dute. Lan-substantzia kitzikatu eta partikula-kopuruaren inbertsioa lortu ondoren, hasieran, erradiazio espontaneoek igorritako fotoien hedapen-norabide desberdinak direla eta, erradiazio estimulatuaren fotoiek ere hedapen-norabide desberdinak dituzte, eta irteeran eta xurgapenean galera asko daude; laser irteera egonkorra ezin da sortu. Erradiazio estimulatua lan-substantziaren bolumen mugatuan existitzen jarraitzeko, erresonadore optiko bat behar da argiaren hautaketa eta anplifikazioa lortzeko.
3. Erresonadore optikoa
Lan-substantziaren bi muturretan instalatutako bi ispilu islatzaile paralelo dira, ardatz nagusiarekiko perpendikularrak. Mutur bat islapen osoko ispilua da (% 100eko islapen-tasarekin), eta beste muturra ispilu partzialki gardena eta partzialki islatzailea (% 90etik % 99ra bitarteko islapen-tasarekin).
Erresonadorearen funtzioak hauek dira: ① anplifikazio optikoa sortzea eta mantentzea; ② irteerako argiaren norabidea hautatzea; ③ irteerako argiaren uhin-luzera hautatzea. Lan-substantzia espezifiko batentzat, hainbat faktore direla eta, igorritako argiaren uhin-luzera ez da bakarra, eta espektroak zabalera jakin bat du. Erresonadoreak maiztasun-hautaketa eginkizuna izan dezake, laserraren monokromatikotasuna hobetuz.