Kokie yra skirtingi lazerių tipai?

Yra trijų tipų lazeriai: kietojo kūno, dujinių ir skystųjų. Nors visi veikia pagal tuos pačius bendruosius principus, jie yra diferencijuojami pagal terpę, kurią naudoja lazerio veiksmui sukurti.

Kietojo kūno lazeriuose elektros srovė pumpuoja elektronus į lazerio terpę – paprastai puslaidininkį – jaudinančius elektronus, kurie yra fiksuoti terpėje. Sužadinti elektronai, nukreipti į aukštesnės energijos būsenas, vadinamą populiacijos inversija, greitai suyra atgal į žemesnės energijos būsenas, išskirdami energijos perteklių fotonų pavidalu. Kruopščiai išdėstyti veidrodžiai atmuša fotonus, atsitrenkiančius į juos 90 laipsnių kampu pirmyn ir atgal, savo ruožtu stimuliuodami kitus sužadintus elektronus skleisti fotonus, kurių bangos ilgiai, sklidimo kryptys ir poliarizacija yra identiški; tai procesas, vadinamas stiprinimu. Kadangi veidrodžiai yra nevienodo atspindžio, fotonai galiausiai gali pabėgti ir jų išvestis sudaro lazerio veiksmą.

Pirmieji kietojo kūno puslaidininkių lazeriai buvo pagaminti 1963 m. Prieš tai, pradedant nuo pirmojo lazerio, pagaminto 1958 m., kietojo kūno lazeriai buvo pagrįsti izoliatoriumi, paprastai naudojant stiklinę ar krištolinę terpę, pvz., rubiną, kurį pumpavo kitas ne lazerinis šviesos šaltinis, kad būtų pasiekta populiacijos inversija. Tobulėjant technologijai lazeriai buvo naudojami kitiems lazeriams pumpuoti. Kietojo kūno lazeriai gali būti naudojami įvairiose medicinos ir pramonės srityse.

Dujiniai lazeriai pirmą kartą pasirodė 1960 m. Iš pradžių jie naudojo helio ir neono mišinį, o anglies dioksidą vėliau. Abiem atvejais aukštos įtampos aukšto dažnio elektros srovė sukuria elektros iškrovą vamzdyje, kuriame yra dujos, ir dėl to vyksta gyventojų inversija. Dujų lazeriuose taip pat galima naudoti galingesnes ir lakias terpes, tokias kaip vandenilis ir fluoras – abu dažniausiai randami raketų kure – kur dujų degimas veikia kaip siurblys. Dujiniai lazeriai paprastai yra galingiausi lazeriai ir dažnai minimi kalbant apie donkichotinius karinius pritaikymus, dar žinomus kaip „mirties spinduliai“.

Skystieji lazeriai naudoja spalvotus junginius, kuriuos perneša tirpiklis, kurie vėliau per kitus šviesos šaltinius pumpuojami iki taško, kur elektronai užima didesnį energijos lygį. Gali būti naudojamos įvairios medžiagos, įskaitant varį, chromą, dažus, metalo druskas ar net želė. Kai siurblys teka kontroliuojamas skysčio srautas, skystieji lazeriai yra lengviau stabilizuojami nei kitų tipų lazeriai, todėl jie yra naudingi izotopų atskyrimui, matavimui ir integrinių grandynų gamyboje.