Laser

Laserär ursprungligen en akronym för det engelska Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.Det är alltså ljusproduktion genom att man på ett kontrollerat sätt får atomer av något ämne att avge fotoner. På så sätt kan man få ett mycket intensivt och fokuserat ljus av en noga bestämd våglängd.

Laserljus används för avstånds- och (därmed) hastighetsmätningar. Genom att rikta en laserstråle mot ett objekt och sedan ha en sensor som reagerar på det reflekterade laserljuset kan man mäta hur lång tid det tog för ljuset att färdas fram och tillbaka till objektet. Med kännedom om ljusfarten kan man räkna ut avståndet med mycket stor precision. På så sätt har man t.ex. noterat att månens avstånd till jorden varierar med några centimeter, men metoden kan även användas i luft och med betydligt kortare avstånd.

Kraftfullare lasrar kan användas att skära och svetsa med, vanligt till exempel inom kirurgi och segeltillskärning, bland mycket annat.

I spektrografi är laserljusets distinkta våglängder värdefullt.

Tekniskt fungerar lasern så att ett visst ämne (fast, flytande eller gasformigt) laddas med energi från ljus eller elektriska urladdningar. Atomer i ämnet, lasermediet, exciteras till vissa nivåer. Till slut är fler atomer på en viss högre nivå än en viss lägre, det man kallar "population inversion". När nu en sådan atom träffas av en foton, avger atomen sin energi i form av en likadan foton. Den ursprungliga fotonen finns kvar, så en infallande foton ger alltså två utfallande, med parallell färdväg och med samma energi (våglängd, färg). Detta leder snabbt till en kedjereaktion och en jämvikt nås. Vanliga lasermedier är kristaller eller gaser. Tidiga lasrar använde rubinstavar och hade en våglängd på 694,3 nm. En vanlig gasblandning för lasrar är neon+helium som ger en röd stråle med våglängd 632,8 nm. Andra vanliga gaslasrar är argonjonlasern som samtidigt har ett tjugotal olika frekvenser men vars ljus ser blågrönt ut för ögat. Finns i storlekar från någon watt upp till ett par hundra watt. Koldioxidlasrar är infraröda (ca 10 mikrometer våglängd) och används i många tillämpningar, exempelvis för svetsning och skärning. Kan avge åtskilliga tiotal kW och har en i lasersammanhang god verkningsgrad, över 30%.

I laserns ändpunkter placerar man speglar, en vanlig och en delvis genomskinlig. Så de flesta av de första fotonerna, som far åt alla möjliga håll, försvinner ut åt sidorna, medan några sänds ut helt vinkelrätt med speglarna. Dessa kommer då att generera fler fotoner med samma riktning, och en mängd sådana kommer att studsa mellan speglarna, minus den nyttiga andel som slipper ut genom den halvgenomskinliga spegeln. Utrymmet mellan speglarna kallas laserkaviteten.

Processen att excitera atomerna kallas pumpning.

Olika medier och konstruktioner ger upphov till olika våglängd på strålen, alltifrån infrarött över synligt till ultraviolett förekommer. Oftast är en laser begränsad till ett smalt spektrum, i det närmaste monokromatiskt. Färgämneslasrar (mediet är här ett flytande färgämne av viss sort) kan avstämmas inom ett bredare spektrum.

Laserstrålen är inte helt parallell, utan utvidgar sig alltid med avståndet.

Första gången som en laser avbildas på film är i Bondfilmen "Goldfinger".

De flesta lasertyperna är ganska svåra och eller dyra att bygga själv, ofta krävs speciell strömförsörjning och vakuum utöver exotiska material eller medier. En kvävelaser (N2) kan dock vara klart överkomlig, varianter finns som inte kräver vakuum alls och använder kvävet i vanlig luft. De lasrar tyvärr i det ultravioletta området.

På film är ofta laserstrålar synliga. I verkligheten är en laserstråle osynlig, såvida inte luften innehåller partiklar som dimma eller damm. I någorlunda ren luft krävs en lasereffekt på flera watt för att strålen ska bli synlig. Det är väldigt mycket, ca 1000 gånger mer än en laserpekare t.ex.

Se även:

• Laserskrivare
• Laserdiod
• Laserpistol och Laserkanon och film/Stjärnornas krig. "Lasersvärden" i Stjärnornas krig är dock ljussablar.
• Lasermannen
• SDI

Redigera?

Artikeln skriven 2009-01-17 av Learning4sharing

Inga kategorier för denna artikel än...

Intresserad av fler artiklar?

Bärbar dator
Gabriel Leonardsson Ribbing
Lovisa Ulrika Horn
Mörner
OSPF
FFS
Härdat glas
Registreringsskylt
Dubbelparkering