Ursprunglig fråga:
Hej! Hur fungerar laser och varför finns det olika sorter?
/Åk 8 L, Lindåsskolan, Göteborg

Svar:
För att förstå hur en laser fungerar måste vi definiera några begrepp.

Laser är en teknik som genom stimulerad emission skapar ljusstrålar som är enfärgade (monokroma), koherenta (ljusvågorna är i fas), har en riktning och har stark intensitet. (Laser )

Stimulerad emission är en fysikalisk process genom vilken en inkommande foton får en atom eller molekyl att deexciteras. Därigenom frigörs en andra foton med motsvarande egenskaper som den första (samma fas, våglängd och polarisation). Processen är grundläggande för lasrars och masrars funktion. (Stimulerad_emission )

Inverterad population innebär att ett system av atomer har fler atomer i det högre energitillståndet än i det lägre, det vill säga N₂>N₁ där 2 hänför sig till nivån med högre energi. I detta tillstånd är sannolikheten för stimulerad emission större än för absorption. (Inverterad_population )

Om atomen befinner sig i det högre tillståndet (figuren) kan den spontant falla ner till grundtillståndet genom att utsända en foton. Om atomen befinner sig i grundtillståndet kan en foton med rätt energi excitera atomen till det övre tillståndet. Sannolikheten för dessa två processer bestäms av hur många atomer N som befinner sig i respektive tillstånd. Om N₂>N₁ är sannolikheten för stimulerad emission större är sannolikheten för absorption. En stråle som går igenom lasern kommer alltså att förstärkas.

Det första man gör är att med t.ex. en blixt få många atomer i det övre tillståndet. Detta kallas pumpning. Fotonerna får sedan gå fram och tillbaka mellan två speglar, varav den ena är halvgenomskinlig för att släppa ut strålen.

Det finns många olika sorters lasrar med olika färg, styrka, användningsområde, pris mm.