Laser vs světlo
Světlo je forma elektromagnetických vln viditelných lidským očima, proto se často označuje jako viditelné světlo. Oblast viditelného světla je umístěna mezi infračervenou a ultrafialovou oblastí elektromagnetického spektra. Viditelné světlo má vlnovou délku mezi 380nm a 740nm.
V klasické fyzice je světlo považováno za příčnou vlnu s konstantní rychlostí 299792458 metrů za sekundu ve vakuu. Zobrazuje všechny vlastnosti příčných mechanických vln vysvětlené v klasické vlnové mechanice jako je interference, difrakce, polarizace. V moderní elektromagnetické teorii se má za to, že světlo má vlnové i částicové vlastnosti.
Pokud není rušeno hranicí nebo jiným prostředím, světlo se vždy šíří přímočaře a je reprezentováno paprskem. I když je šíření světla přímé, rozptyluje se v trojrozměrném prostoru. V důsledku toho se intenzita světla snižuje. Pokud je světlo generováno z běžného světelného zdroje, jako je žárovka, může mít světlo mnoho barev (ty lze vidět, když světlo prochází hranolem). Také polarizace světelných vln je libovolná. Proto je světlo během šíření absorbováno materiálem. Některé molekuly absorbují světlo se specifickou polaritou a ostatní nechávají projít. Některé molekuly absorbují světlo se specifickými frekvencemi. Všechny tyto faktory přispívají a intenzita světla dramaticky klesá se vzdáleností.
Když je potřeba přenést světlo na větší vzdálenost, musíme tyto problémy překonat. To může být posláno dále tím, že udržuje světelné vlny rovnoběžné po celou dobu šíření; pomocí aliančního systému lze rozptylující světelné vlny nasměrovat do jednoho směru, aby se pohybovaly paralelně. Také použitím světla s jednou barvou (monochromatické světlo – používá se světlo s jedinou frekvencí/vlnovou délkou) a pevnou polaritou lze absorpci minimalizovat.
Tady je problém, jak vytvořit světelné záření s pevnou vlnovou délkou a polaritou. Toho lze dosáhnout nabitím specifického materiálu způsobem, který vydává světlo pouze jediným přechodem v elektronech. Tomu se říká stimulovaná emise. Protože toto je základní princip generování laseru, nese to název. Laser je zkratka pro Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER). Na základě použitých materiálů a způsobu stimulace lze z laseru získat různé frekvence a síly.
Lasery mají četné aplikace. Používají se ve všech CD/DVD mechanikách a dalších elektronických zařízeních. Jsou široce používány i v medicíně. Vysoce intenzivní lasery lze použít jako řezačky, svářečky a při tepelném zpracování kovů.
Jaký je rozdíl mezi laserem a (normálním/obyčejným) světlem?
• Světlo i LASER jsou elektromagnetické vlny. Ve skutečnosti je laser světlo, strukturované tak, aby se chovalo se specifickými vlastnostmi.
• Světelné vlny se při průchodu prostředím rozptylují a silně pohlcují. Lasery jsou navrženy tak, aby měly minimální absorpci a rozptyl.
• Světlo z běžného zdroje se rozptýlí ve 3D prostoru, takže každý paprsek se vůči sobě pohybuje pod úhlem, zatímco u laserů se paprsky šíří paralelně.
• Normální světlo se skládá z řady barev (frekvencí), zatímco lasery jsou monochromatické.
• Běžné světlo má různé polarity a laserové světlo má rovinně polarizované světlo.
