Difracția luminii

In anul 1960 T. H. Maiman a realizat pentru prima data producerea de vibratii coerente in domeniul optic (infrarosu, vizibil si ultraviolet) cu ajutorul unui laser (denumire de la Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation- amplificarea luminii prin emisia stimulata a radiatiei) Existenta emisiei stimulate (sau a emisiei induse) a fost sugerata in 1917 de A. Einstein, din necesitatea de a demonstra formula lui M. Planck pentru radiatia corpului negru.

Conditia de amplificare (N2>N1) a unui mediu activ maser sau laser, este o conditie necesata dar nu si suficienta. Este necesarsa se plaseze mediul intr-o cavitate unde energia sa fie depozitata si extrasa in exterior.

Pentru laser aceasta cavitate poate fi un cilindru drept ale carui fete extreme sunt reflectante. Una dintre fete este partial transparenta pentru a permite observarea radiatiei generate.

Deci un laser consta dintr-un mediu activ situat intre doua oglinzi una reflectanta si alta semireflectanta, lumina trebuind sa faca multiple drumuri de du-te-vino in mediul amplificator.

Campul electromagnetic al mediului din interiorul laserului este echivalent cu cel al cavitatii laser, cuplata slab cu exteriorul. O oscilatie intretinuta (aduca realizarea conditiei de functionare a laserului) va avea loc numai daca amplificarea in mediul activ (mediul in care se poate realiza inversiunea de populatie) va depasi pierderile prin reflexii si prin difractie.

Cu alte cuvinte va trebui realizata o conditie de prag data de relatia: unde: L este distanta dintre oglinzile cavitatii; gama este coeficientul de atenuare al mediului; n este indicele de refractie al mediului; g1 si g2 sunt gradul de degenerare al nivelelor N1 si N2; A21 coeficientul Einstein de emisie spontana; c este viteza luminii; Aceasta confitie este mai restrictiva decat conditia N2>N1 (conditia de amplificare) sim odata realizata, mediul activ intra in autooscilatiem aduca emite lumina laser.

Laserul cu mediu activ gazos (amestec He-Ne) Proprietatile radiatiei laser Aceasta marime poate servi ca o masura a coerentei. O vizibilitate egala cu unitatea reprezinta coerenta perfecta, in timp ce cizibilitatea egala cu zero marcheaza incoerenta. Coerenta surselor reale se afla intre cele doua. Radiatia laser, avand la baza fenomenul de emisie stimulata este coerenta atat spatial cat si temporal, spre deosebire de sursele de lumina clasice care sunt aproape total incoerente, deoarece emisia luminii este spontana.

Pentru sursele de lumina clasice lopsa de coerenta intre razele de lumina ce pornesc din diferite puncte ale sursei se datoreste faptului ca atomii diverselor puncte emit necorelat, adica fazele cu care emit atomii in diferite puncte sunt intamplatoare, fara nici o legatura intre ele.

Monocromaticitatea este o consecinta directa a faptului ca radiatia este emisa stimulat. Radiatia laser are o largime de banda foarte mica, in raport cu largimea de banda a unei ...