لیزر

پرسش:

چرا پرتو لیزری در داخل محیط لیزری شدت بیشتری نسبت به پرتو در خارج لیزر دارد؟

نسبت شدت پرتو لیزری در داخل لیزر به شدت پرتو لیزری  در خارج لیزر چقدر است؟

بحث:

برای تولید لیزر نیاز به یک محیط برای ایجاد لیزر است. در این محیط که ممکن است گاز، مایع یا جامد باشد، فوتون مربوط به تابش لیزر ابتدا به صورت تصادفی ایجاد می شود و سپس از طریق گسیل تحریکی یا القایی تکثیر می شود. البته جزئیات زیادی مطرح است که جای بحث اینجا نیست. پس از ایجاد مجموعه فوتون‌ها، اغلب نیاز به تکثیر بیشتر برای تولید لیزر است که نور در یک رزوناتور اپتیکی بین دو آینه با رفت و آمد بیشتر تکثیر می شود تا اینکه شدت کافی برای خروج از یکی از آینه ها که کمی اجازه عبور نور را می دهد فراهم شود. در این مسیر در بخش‌های مختلف امکان افت شدت نور است. این افت می تواند در آینه ها ایجاد شود چون هیچ آینه ای بازتاب صد در صد ندارد و بالاخره افتی ایجاد می کند.

افت ممکن است که بخاطر پراکندگی در محیط لیزر باشد که با مفهومی شبیه پراکندگی در سطح آینه، اینجا هم پراکندگی در محیط معمولا ایجاد می شود که منجر به افت شدت نور می شود.

پراش پدیده دیگری است که نتیجه آن واگرا شدن باریکه لیزر در کاواک می شود. این واگرایی ذات نور است و از آن گریزی نیست. هرچند مقدار این واگرایی ناچیز است ولی بخشی از نور را از دسترس آینه ها خارج می کند و منجر به افت شدت می شود.

همچنین ممکن است شما برای اندازه گیری ادواتی بکار ببرید که خود آن منجر به افت شدت نور می شود.

طراحی لیزر و رزوناتور و آینه ها نیز در افت می تواند مؤثر باشد.

و البته باز هم موارد دیگری را می توان برای منشا افت ذکر کرد که بسته به شرایط لیزر و توان آن می تواند گاهی قابل توجه هم بشود. به عنوان مثال اثرات غیر خطی در کاواک، بخصوص در توان‌های بالا، می تواند افت قابل توجهی ایجاد کند.

در هر صورت بسته به شرایط لیزر و کیفیت مواد و دستگاه و آینه ها، عوامل مختلفی منجر به افت می شود که بخشی از آن قابل بهبود است ولی بخشی اجتناب ناپذیر و ماهیت نور است. مقدار این افت در لیزرهای مختلف متفاوت می تواند باشد.