WikiSysop: Bot: Automatska zamjena teksta (-{{cite web +{{Citiranje weba)

2021-11-19T22:14:04Z

Bot: Automatska zamjena teksta (-{{cite web +{{Citiranje weba)

←Starija inačica		Inačica od 22:14, 19. studenoga 2021.
Redak 50:		Redak 50:
	=== Poluvodički laseri ===		=== Poluvodički laseri ===

	Poluvodički laser ili [[dioda\|diodni]] laser predstavlja sićušni [[kristal]], proizveden [[atom]]skom toćnošću, podijeljen u dva osnovna područja, s različitim električnim svojstvima. Na takozvanoj n-strani višak [[elektron]]a predstavlja nosioce struje. Na takozvanoj p-strani prevladavaju šupljine koje predstavljaju nedostatak [[elektron]]a. Kad se na p-stranu primijeni pozitivan [[napon]], a na n-stranu negativan, elektroni i praznine poteknu jedni prema drugima. Čestice se sretnu u ultratankom prostoru koji se naziva [[kvant]]na jama, gdje se rekombiniraju pri čemu dolazi do emisije fotona. Ako su krajevi diode ujedno i visokoreflektirajuća [[zrcalo\|zrcala]] dolazi do laserskog učinka, emitiranja istovrsnih koherentnih fotona. [[Energija]] fotona (boja svjetlosti) određena je svojstvima poluvodičkog spoja, iznosom energijskog rascjepa (engl. ''Band-gap)''<ref>{{~~cite web~~ \|url=http://www.hanel-photonics.com/laser_diode_market.html \|title=Dostupno talasne dužine \|publisher=Hanel Photonics \|accessdate=Sep 26, 2014}}</ref> . Npr. za GaAs lasere taj energijski rascjep iznosi 1,45 [[elektronvolt\|eV]], što odgovara emisiji fotona valne duljine 885 nm. Plavi laser je pojam (sintagma) koji označava [[poluvodič]]ke lasere u području 400 - 450 [[nanometar\|nm]], a čije bi ostvarenje predstavljalo značajan napredak u razvoju laserskih [[displej]]a i povećanju kapaciteta optičkih [[Računalna memorija\|memorija]].		Poluvodički laser ili [[dioda\|diodni]] laser predstavlja sićušni [[kristal]], proizveden [[atom]]skom toćnošću, podijeljen u dva osnovna područja, s različitim električnim svojstvima. Na takozvanoj n-strani višak [[elektron]]a predstavlja nosioce struje. Na takozvanoj p-strani prevladavaju šupljine koje predstavljaju nedostatak [[elektron]]a. Kad se na p-stranu primijeni pozitivan [[napon]], a na n-stranu negativan, elektroni i praznine poteknu jedni prema drugima. Čestice se sretnu u ultratankom prostoru koji se naziva [[kvant]]na jama, gdje se rekombiniraju pri čemu dolazi do emisije fotona. Ako su krajevi diode ujedno i visokoreflektirajuća [[zrcalo\|zrcala]] dolazi do laserskog učinka, emitiranja istovrsnih koherentnih fotona. [[Energija]] fotona (boja svjetlosti) određena je svojstvima poluvodičkog spoja, iznosom energijskog rascjepa (engl. ''Band-gap)''<ref>{{Citiranje weba \|url=http://www.hanel-photonics.com/laser_diode_market.html \|title=Dostupno talasne dužine \|publisher=Hanel Photonics \|accessdate=Sep 26, 2014}}</ref> . Npr. za GaAs lasere taj energijski rascjep iznosi 1,45 [[elektronvolt\|eV]], što odgovara emisiji fotona valne duljine 885 nm. Plavi laser je pojam (sintagma) koji označava [[poluvodič]]ke lasere u području 400 - 450 [[nanometar\|nm]], a čije bi ostvarenje predstavljalo značajan napredak u razvoju laserskih [[displej]]a i povećanju kapaciteta optičkih [[Računalna memorija\|memorija]].

	=== Kemijski laseri ===		=== Kemijski laseri ===

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica

2021-07-30T03:00:51Z

Bot: Automatski unos stranica

Nova stranica

[[datoteka:LASER.jpg|mini|desno|300px|[[Pokus]] s laserskom zrakom.]]

'''Laser''' ([[akronim]] od [[Engleski jezik|engl]]. ''Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation'': pojačanje svjetlosti s pomoću stimulirane emisije zračenja) je [[uređaj]] za stvaranje i pojačavanje [[koherencija|koherentnog]] [[Elektromagnetsko zračenje|elektromagnetskog]], najčešće [[Monokromator|monokromatskog]], usko usmjerenog [[zračenje|zračenja]]. Osniva se na [[kvant]]nim pojavama pri prijenosu [[energija|energije]] zračenjem. Izmjena energije zračenja s [[atom]]ima ili [[molekula]]ma aktivnoga medija u laseru ([[plin]], [[kristal]], [[plazma]]), umjesto [[apsorpcija|apsorpcijom]] i spontanom emisijom zračenja, odvija se [[stimulacija|stimuliranom]] emisijom. To se zbiva kada se na atom ili molekulu u pobuđenom stanju, to jest u stanju u kojem su [[elektron]]i na višoj energetskoj razini, djeluje dodatnim izvorom energije (na primjer bijelom [[svjetlost|svjetlošću]] ili [[Elektromagnetsko polje|elektromagnetskim poljem]]). Time broj atoma u pobuđenom stanju ''N2'' postaje veći od broja atoma u nepobuđenom stanju ''N1'', što se naziva inverzija napučenosti ili inverzija populacije. Za prijelaz u pobuđeno stanje fizikalno je nevažno kojim je putem i načinom dovedena energija, dok kod prijelaza iz pobuđenog u nepobuđeno stanje nastaje kvantni skok, to jest emisija [[foton]]a kojima energija odgovara razlici energetskih razina. Općenito vrijedi [[Ludwig Boltzmann|Boltzmannov]] zakon:

:<math> N_2 = N_1 \cdot e^{- h \cdot \upsilon / k \cdot T} </math>

gdje je: ''h'' - [[Planckova konstanta]], ''ν'' - [[frekvencija]], ''k'' - [[Boltzmannova konstanta]], ''T'' - [[termodinamička temperatura]].

Uvjet je za stimuliranu emisiju, odnosno za rad lasera, je veći broj atoma u pobuđenom stanju od broja atoma u nepobuđenom stanju, ''N2 > N1.'' Laserski dobiveni fotoni imaju jednak smjer, frekvenciju (zbog međudjelovanja atoma u laseru frekvencije fotona nisu potpuno jednake, frekvencijski je opseg je manji od 1 k[[Hz]]), polarizaciju i energiju. Time se dobiva monokromatsko elektromagnetsko zračenje uskoga paralelnog snopa praktički identičnih fotona i velike [[Gustoća energije|gustoće energije]] po širini [[Spektar (fizika)|spektralne linije]].<ref>'''laser''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=35494] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.</ref> To znači da za razliku od [[svjetlost]]i koju emitiraju uobičajeni izvori, kao što su [[žarulja|žarulje]], laserska je svjetlost redovito gotovo monokromatična, to jest samo jedne [[valna duljina|valne duljine]] ([[boja|boje]]) i usmjerena je u uskom snopu. Snop je [[koherencija|koherentan]], što znači da su [[elektromagnetski valovi]] međusobno u istoj fazi i šire se u istom smjeru.

== Povijest ==
[[datoteka:Trostupanjski_laser.png|mini|desno|300px|Trostupanjski laser.]]

[[datoteka:Cetverostupanjski_laser.png|mini|desno|300px|Četverostupanjski laser.]]

[[datoteka:Laser.svg|mini|300px|Shema lasera: 1: laserski medij; 2: energija za pobuđivanje medija ([[optičko pumpanje]]); 3: 100% reflektirajuće [[zrcalo]]; 4: 99% reflektirajuće zrcalo; 5: laserska zraka.]]

Induciranu stimuliranu emisiju predvidio je u svojim radovima već 1917. [[Albert Einstein|A. Einstein]]. Takvu emisiju u vidljivom području teorijski su obradili [[Arthur Leonard Schawlow|A. L. Schawlow]], [[Charles Hard Townes|C. H. Townes]] i [[Aleksandar Mihajlovič Prohorov|A. M. Prohorov]] 1958., a [[Theodore Harold Maiman|T. H. Maiman]] konstruirao je 1960. prvi laser kojemu je aktivna tvar bio kristal [[rubin]]a stimuliran bijelom svjetlošću. Prvi plinski laser, sa smjesom [[helij]]a i [[neon]]a, bio je konstruiran 1961., prvi poluvodički 1962., a prvi tekućinski 1963.

== Način rada ==
Laserska zraka se proizvodi pojavom [[spektroskopija|stimulirane emisije]]. Kao prvi uvjet emisije [[foton]]a je [[Niels Bohr|Bohrov uvjet]]: laserski medij mora sadržavati [[energijske razine]] čija [[energija]] (razlika energija) odgovara energiji emitiranih fotona. Drugi uvjet je da većina atoma (ili molekula) bude u pobuđenom stanju. Moramo imati na umu da se u laserskom mediju mogu događati različiti procesi međudjelovanja [[elektromagnetsko zračenje|elektromagnetskog zračenja]] i [[materija|materije]]: najviše dolaze do izražaja [[Apsorpcija (razdvojba)|apsorpcija]] i spontana emisija [[zračenje|zračenja]]. Ako dovedemo dio atoma (ili molekula) laserskog medija u pobuđeno stanje, oni će emitirati [[foton]]e spontanom emisijom. Ti fotoni se dalje mogu apsorbirati na nepobuđenim atomima, ili izazvati stimuliranu emisiju na preostalim pobuđenim atomima. Laserska zraka se može proizvesti jedino ako stimulirana emisija dominira nad apsorpcijom i spontanom emisijom zračenja. To se postiže inverzijom napučenosti (inverzijom populacije) atoma u laserskom mediju: broj atoma u pobuđenom stanju mora biti veći od broja atoma u osnovnom stanju.

Inverzija napučenosti se može postići samo u posebnim slučajevima, pa se samo rijetke tvari mogu iskoristiti kao laserski mediji. Inverzija napučenosti se može postići ako u sustavu postoji [[metastabilno stanje]]. Metastabilno stanje je pobuđeno stanje u kojem se atom (ili molekula) zadržava puno dulje nego u normalnim pobuđenim stanjima. U laserskom mediju mora postojati još barem jedno pobuđeno stanje, što s osnovnim stanjem čini sustav od tri energijske razine - '''trostupanjski laser'''. U laserskom sustavu s tri razine, atomi (molekule) se određenim načinom pobuđuju u pobuđeno stanje. Pobuđeno stanje, traje vrlo kratko i brzo se spušta (relaksira) u nešto niže metastabilno stanje. Atomi (molekule) se ne mogu brzo relaksirati u osnovno stanje, pa laserskim medijem počinju dominirati atomi u metastabilnom stanju. Inverzija napučenosti se postiže između metastabilnog i osnovnog stanja, pa se lasersko djelovanje postiže prijelazom između ta dva stanja. Pobuđeno stanje koje se koristi za populiranje metastabilnog stanja ne mora biti jedno stanje, već se može koristiti niz energijskih stanja.

Postoje i laseri koji rade na principu četiri razine – '''četverostupanjski laser'''. Metastabilno stanje se napučuje na isti način kao i kod trostupanjskog lasera, ali inverzija napučenosti se postiže između metastabilnog i drugog pobuđenog stanja niže energije. Kako se niskoležeće pobuđeno stanje brzo relaksira i ostaje prazno, inverzija populacije je zajamčena čak i ako je pobuđen relativno mali broj atoma u laserskom mediju.

Za rad lasera je važna inverzija napučenosti. Povišenjem [[temperatura|temperature]] pobuđena stanja se počinju populirati, što može narušiti inverziju populacije. Zagrijavanjem nije moguće postići inverziju populacije. Zbog toga je lasere često potrebno [[Hlađenje|hladiti]].

Laserski medij je smješten između dva paralelna [[zrcalo|zrcala]], tako da zrake svjetla koje prolaze između dva zrcala tvore [[stojni val]]. Prostor između dva zrcala se naziva i '''laserska šupljina''', '''rezonantna šupljina''' ili '''rezonator''', po analogiji sa šupljinama koje se koriste u [[akustika|akustici]] prilikom rada sa zvučnim valovima. Fotoni koji nastaju spontanom emisijom u laserskom mediju emitiraju se u svim smjerovima, ali samo oni koji su emitirani u smjeru zrcala će se reflektirati između ta dva zrcala i biti zarobljeni u laserskoj šupljini. Ti fotoni, koji veliki broj puta prolaze kroz laserski medij, će izazivati stimuliranu emisiju, prilikom prolaska blizu atoma u metastabilnim stanjima u laserskom mediju. Stimuliranom emisijom nastaju skupine fotona koji su u istom [[kvantna mehanika|kvantnom stanju]]. Takvi fotoni imaju istu [[valna duljina|valnu duljinu]], smjer i usmjerenje i ponašaju se kao jedan foton. Jedno od dva zrcala se obično naprave tako da nisu 100% reflektirajuća već propuštaju određenu količinu svjetla (obično manje od 1%), pa koherentni fotoni mogu izaći iz laserske šupljine. Kako se svi ponašaju kao jedan, izaći će ili svi (u skupini) ili nijedan. Na taj način laserska zraka sadrži skupine koherentnih fotona, što joj daje veliki intenzitet. (Vidi: [[Građa lasera]])

Laserska zraka je jedan od rijetkih primjera prikaza [[kvantna mehanika|kvantne mehanike]] u makroskopskim sustavima: u kvantnoj mehanici razlikuju se dvije vrste čestica: [[Enrico Fermi|Fermi]]-[[Paul Dirac|Diracove]] čestice – [[fermion]]i i [[Satyendra Nath Bose|Bose]]-[[Albert Einstein|Einsteinove]] čestice – [[bozon|bosoni]]. Fotoni se ponašaju kao bosoni. Fermioni ne mogu biti u istom kvantnom stanju, dok bosoni to mogu. Štoviše, što je više bosona u istom kvantnom stanju, već je vjerojatnost da će im se pridružiti još njih.

== Podjela lasera ==
Po načinu rada razlikuju se neutralni atomski laseri, kod kojih spektralni prijelazi nastaju na neutralnim [[atom]]ima, ionski laseri, kod kojih se koriste spektralni prijelazi na [[Ioniziranje|ioniziranim]] atomima [[plin]]a, plinski molekularni laseri, koji rade u području [[molekula]]rnoga spektra, laseri s Blumleinovom pobudom, kod kojih se na laserski plin djeluje izbojem [[Električni kondenzator|pločastoga kondenzatora]] i time dobiva [[impuls]]no [[elektromagnetsko zračenje]], plinsko-dinamički laseri, kod kojih inverzija populacije nastaje [[ekspanzija|ekspanzijom]] vrućega plina ili [[plazma|plazme]] kroz [[mlaznica|mlaznicu]] brzinom većom od [[Brzina zvuka|brzine zvuka]] i drugo. Po vrsti optički aktivne tvari laseri se dijele na plinske, tekućinske, poluvodičke i općenito lasere s čvrstim tvarima, na primjer [[staklo]], prirodni ili umjetni [[kristal]]i. Danas laseri pokrivaju valne duljine zračenja od dalekoga [[Ultraljubičasto zračenje|ultraljubičastoga]] pa sve do dalekog [[Infracrveno zračenje|infracrvenoga područja]], a radi se i na konstrukciji lasera u području [[Rendgenske zrake|rendgenskoga zračenja]]. Posebna su vrsta kemijski laseri, kod kojih se inverzija populacije postiže izravno ili neizravno za vrijeme [[Egzotermni proces|egzotermne]] kemijske reakcije. Postoje i laseri (na primjer s [[titanij]]em dopiranim kristalom [[safir]]a kao aktivnim medijem) koji mogu kontinuirano mijenjati valnu duljinu od 700 do 1000 nm, što se koristi u laserskoj [[Spektroskopija|spektroskopiji]]. Osim lasera koji zrače kontinuirano, konstruirani su i laseri koji zrače u kratkim impulsima trajanja od 10−16 do 10−9 sekundi, i time vrlo velike snage od nekoliko peta[[vat]]a (1015 W) u pulsu.

=== Pulsni laseri ===
[[datoteka:Pulsed Laser (5940498817).jpg|mini|desno|300px|Pulsni laser.]]
Umjesto jednog nepropusnog, i jednog slabo propusnog zrcala, moguće je koristiti potpuno neprozirna zrcala, od kojih se jedno periodički pomiče izvan optičkog puta lasera. Kada je zrcalo na svom mjestu, ono zarobljava lasersku zraku unutar [[rezonator]]a, gdje se ona pojačava zahvaljujući stimuliranoj emisiji zračenja. Kada se zrcalo ukloni, iz lasera izlazi kratki puls intenzivnog laserskog zračenja. Pulsevi se kod lasera mogu proizvesti i stavljanjem određenog [[Bojilo|bojila]] u rezonator. Bojila apsorbiraju zračenje zahvaljujući apsorpciji zračenja pri čemu se molekule bojila pobuđuju u pobuđeno stanje. Kada su sve molekule pobuđene, više ne mogu apsorbirati, pa propuštaju zračenje. Na taj način se spriječava prolazak fotona kroz lasersku cijev, dok se uspostavi potpuna (ili gotovo potpuna) inverzija napučenosti u laserskom mediju. Laserski medij se na taj način puni energijom do trenutka kada bojilo postaje prozirno. U tom trenutku se energija pohranjena u laserskom mediju pretvara u lasersku zraku. Ovi načini proizvodnje laserskih pulseva se nazivaju ''Q-prekidanje'' ([[Engleski jezik|eng]]. ''Q-switching'').

Ako se rezonator pažljivo izradi, moguće je u rezonatoru zarobiti određeni broj valnih duljina laserskog zračenja. U tom slučaju, laser će početi pulsirati u vrlo kratkim pulsevima – čak i u trajanju od oko jedne femtosekunde (u jednoj [[sekunda|sekundi]] ima toliko femtosekundi, koliko ima sekundi u 30 000 [[godina]]). Pulsni laseri mogu postići jako velike snage u pojedinim pulsevima, iako je prosječna snaga lasera relativno mala. Danas se mogu napraviti laseri koji odašilju 20 - 50 pulseva u sekundi, a pojedini pulsevi traju oko jedne femtosekunde. To znači da će se energija, koja bi se oslobodila tijekom jedne sekunde, osloboditi u dvadesetak vrlo kratkih pulseva.

=== Laseri s čvrstom jezgrom ===
Laseri s čvrstom jezgrom imaju jezgru, napravljenu od [[kristal]]a ili [[amorfna tvar|amorfne tvari]], često u obliku štapića. Zrcala mogu biti tanki slojevi [[srebro|srebra]] napareni na krajeve štapića. Na taj način štapić čini lasersku šupljinu. Pobuđivanje atoma od kojeg se sastoji jezgra se obično provodi nekim snažnim izvorom svjetla. U tu svrhu se često koriste [[ksenon]]ske bljeskalice, a u novije vrijeme [[Svjetleća dioda|LED diode]], ili poluvodički laseri, čime se povećava [[energetska učinkovitost]] lasera. Prvi laser koji je davao vidljivu svjetlost je bio [[rubinski laser]]. Rubinski laser koristi štapić od [[rubin]]a kao lasersku jezgru. Rubinski laser daje crvenu svjetlost valne duljine 694,3 [[nanometar|nm]]. Danas se često koristi [[Nd:YAG]] laser, koji se sastoji od štapića [[itrij]]-[[aluminij|alumijevog]] [[granat]]a (YAG), dopiranog atomima [[neodimij]]a. Nd:YAG daje [[infracrveno zračenje]].

=== Plinski laseri ===

[[datoteka:Laser_DSC09088.JPG|mini|300px|[[Helij]]-[[neon]] laser.]]
Plinski laseri imaju laserski medij u plinovitom stanju. Plinski laseri se obično sastoje od [[cijev]]i ispunjene [[plin]]om ili smjesom plinova, pod određenim [[tlak]]om. Krajevi cijevi opremljeni su zrcalima kako bi tvorili lasersku šupljinu. Pobuđivanje atoma plina se obavlja električnim pražnjenjima kroz plin u cijevi. Plinski laseri se često hlade strujanjem plina kroz cijev. Najčešće korišteni plinski laseri su: [[He-Ne laser]] ([[helij]]-[[neon]]), [[argonski laser]] ili [[CO2 laser]].

=== Poluvodički laseri ===

Poluvodički laser ili [[dioda|diodni]] laser predstavlja sićušni [[kristal]], proizveden [[atom]]skom toćnošću, podijeljen u dva osnovna područja, s različitim električnim svojstvima. Na takozvanoj n-strani višak [[elektron]]a predstavlja nosioce struje. Na takozvanoj p-strani prevladavaju šupljine koje predstavljaju nedostatak [[elektron]]a. Kad se na p-stranu primijeni pozitivan [[napon]], a na n-stranu negativan, elektroni i praznine poteknu jedni prema drugima. Čestice se sretnu u ultratankom prostoru koji se naziva [[kvant]]na jama, gdje se rekombiniraju pri čemu dolazi do emisije fotona. Ako su krajevi diode ujedno i visokoreflektirajuća [[zrcalo|zrcala]] dolazi do laserskog učinka, emitiranja istovrsnih koherentnih fotona. [[Energija]] fotona (boja svjetlosti) određena je svojstvima poluvodičkog spoja, iznosom energijskog rascjepa (engl. ''Band-gap)''<ref>{{cite web |url=http://www.hanel-photonics.com/laser_diode_market.html |title=Dostupno talasne dužine |publisher=Hanel Photonics |accessdate=Sep 26, 2014}}</ref> . Npr. za GaAs lasere taj energijski rascjep iznosi 1,45 [[elektronvolt|eV]], što odgovara emisiji fotona valne duljine 885 nm. Plavi laser je pojam (sintagma) koji označava [[poluvodič]]ke lasere u području 400 - 450 [[nanometar|nm]], a čije bi ostvarenje predstavljalo značajan napredak u razvoju laserskih [[displej]]a i povećanju kapaciteta optičkih [[Računalna memorija|memorija]].

=== Kemijski laseri ===

Određene [[Kemijska reakcija|kemijske reakcije]] mogu proizvesti [[molekule]] u pobuđenom stanju. Kemijski laseri koriste takve reakcije kako bi se postigla inverzija napučenosti. Primjer je fluorovodični laser koji koristi reakciju [[vodik]]a i [[fluor]]a, za proizvodnju [[fluorovodik]]a u pobuđenom stanju. Laserska zraka nastaje u reakcijskoj komori, u koju stalno dotiču reaktanti, a produkti izlaze van. Na taj način je postignuta inverzija napučenosti, jer je u reakcijskoj komori stalno prisutno više pobuđenih molekula od onih u osnovnom stanju. Ovakvi laseri mogu postići jako veliku snagu u kontinuiranom modu.

Jedna vrsta kemijskih lasera koristi [[ekscimer]]e. Ekscimer je molekula koja je stabilna samo u pobuđenom stanju. Laser se sastoji od smjese plinova kroz koje se narine visoki napon, slično kao kod plinskih lasera. Električna struja stvara mnoštvo [[ion]]a i pobuđenih atoma u laserskoj šupljini, koji mogu reagirati i stvoriti ekscimer. Nakon što ekscimer doživi laserski prijelaz, on se raspada jer ne može postojati u osnovnom stanju. To je i razlog inverzije napučenosti u ovom laserskom mediju.

[[datoteka:Coherent 899 dye laser.jpg|mini|300px|Laser s [[bojilo]]m rodamin G5; ovaj laser se pobuđuje pomoću [[argon]]skog lasera pri 514 nm (zeleno), a ugođen je na 580 nm (žuto-narančasto).]]

=== Laseri s bojilima ===
Laseri s [[bojilo|bojilima]] koriste određene [[Organska tvar|organske spojeve]], koji služe kao aktivni laserski medij. Molekule, za razliku od atoma imaju vrpčaste spektre, koji se sastoje od mnogo [[Spektar (fizika)|spektralnih linija]]. Kod ovih spojeva, energijskim nivoima se može manipulirati ([[električno polje|električnim poljem]], [[magnetsko polje|magnetskim poljem]], [[temperatura|temperaturom]]). Na taj način je moguće ugoditi laser na određenu [[valna duljina|valnu duljinu]]. Pobuda molekula se obavlja pomoću nekog drugog lasera.

=== Laseri sa slobodnim elektronima ===
Laseri sa slobodnim [[elektron]]ima koriste snop [[teorija relativnosti|relativističkih]] [[elektron]]a koji prolazi kroz [[magnetsko polje]] koje naizmjenično mijenja smjer duž puta elektrona. U normalnim okolnostima, relativistički elektroni, koji prolaze kroz magnetsko polje emitiraju [[sinkrotronsko zračenje]]. Kod lasera sa slobodnim elektronima, put koji elektroni prolaze između naizmjeničo postavljenih [[magnet]]a se stavlja u lasersku šupljinu, tako da fotoni, koji su uhvaćeni između zrcala, izazivaju stimuliranu emisiju slobodnih elektrona u magnetskom polju, kao i kod elektrona u pobuđenim atomima. Laseri sa slobodnim elektronima se mogu ugađati promjenom gustoće rasporeda magneta, jakosti njihovog magnetskog polja i promjenom energije elektrona. Tako se mogu se napraviti i laseri sa slobodnim elektronima koji rade na valnim duljinama koje su nedostupne klasičnim laserima, jer ne postoji pogodan laserski medij koji bi mogao proizvesti zadanu valnu duljinu. Moguće je napraviti i laser s jako dugačkom laserskom šupljinom, bez zrcala, čiji fotoni onda ne bi trebali prolaziti veliki broj puta duž optičkog puta lasera, već bi prošli samo jedanput. Takav laser se naziva ''superradijantni laser''. Danas se pokušavaju napraviti superradijantni laseri sa slobodnim elektronima, koji bi radili u spektralnim područjima, u kojima ne postoje zrcala kojima bi se to zračenje reflektiralo; na primjer u [[rendgensko zračenje|rendgenskom području]].

== Primjene lasera ==
[[datoteka:Pulpito di prato, restauro.jpg|mini|desno|300px|Primjer [[Lasersko čišćenje umjetnina|laserskog čišćenja kamena]], detalj sa propovjedaonice katedrale u Pratu, Italija.]]

[[datoteka:Starfire Optical Range - sodium laser.jpg|mini|desno|300px|FASOR (eng.''Frequency Addition Source of Optical Radiation'') [[lidar]] koji koristi [[natrij]]eve [[Fraunhoferove linije|D2 linije]] za pobudu i otkrivanje natrija u gornjoj [[Zemljina atmosfera|Zemljinoj atmosferi]].]]

U [[tehnologija|tehnologiji]] se laser koristi za finu [[Obrada metala|obradu metalnih površina]] i za precizno [[zavarivanje]]. U [[telekomunikacija]]ma se koristi modulirano lasersko zračenje za [[prijenos podataka]]. Pritom se [[modulacija]] može postići promjenom [[amplituda|amplitude]] (intenziteta) zračenja (što se najčešće koristi zbog jednostavnosti), promjenom [[frekvencija|frekvencije]] ili promjenom [[polarizacija|polarizacije]] zračenja. Prijenos je moguć izravnim zračenjem ili vođenjem kroz [[svjetlovod]]e (na primjer u telefonskim vodovima). U [[medicina|medicini]] laser služi ponajviše kao [[Kirurgija|kirurški]] instrument za precizne operacije (na primjer oka) ili [[Dermatologija|dermatološku obradu]], uklanjanje površinskih [[tumor]]a ili [[Tetoviranje|tetovaže]], u [[Stomatologija|stomatologiji]] za obradbu zuba, u [[meteorologija|meteorologiji]] za mjerenje udaljenosti i brzine gibanja oblaka ([[lidar]]), u [[Optička astronomija|optičkoj astronomiji]] u uređaju za računalnu korekciju deformacije slike izazvane [[atmosfera|atmosferskim]] utjecajima, u [[Holografija|holografiji]], za precizne [[mjerni instrument|mjerne instrumente]] (na primjer [[daljinomjer]]e), u [[građevinarstvo|građevinarstvu]] za poravnanje terena pri gradnji cesta, kod protuprovalnih alarmnih uređaja, u optičkim čitačima zvučnih zapisa kod CD-a i DVD-a, kod [[Laserski pisač|laserskih pisača]] i kopirnih uređaja i tako dalje. Zbog niske cijene, osobito poluvodičkoga lasera, koristi se na primjer i u dječjim [[igračka]]ma.

Posebno značenje laser ima u [[Vojna industrija|vojnoj industriji]], kao dio daljinomjera, označivača cilja, u telekomunikacijama i za stvaranje zaprečnih polja. U najrazvijenijim zemljama (osobito u [[SAD]]-u) radi se na izradbi štita od [[Interkontinentalni balistički projektili|balističkih raketa]] koji bi se sastojao od [[umjetni satelit|satelit]]â na stacionarnim putanjama opremljenih laserima velike snage, koji bi mogli uništiti nadolazeće [[raketa|rakete]] daleko od branjenoga položaja. Također se u [[Astronautika|astronautici]] razmatra mogućnost izradbe [[svemirske letjelice]] s reflektirajućim ''jedrom'' koja bi sa [[Zemlja|Zemlje]] bila ubrzavana jakim laserskim snopom. Za sada je izrađen superlaki [[zrakoplov]] obložen fotoćelijama, kojemu [[Elektromotor|električni motor]] pokreće energija predana laserskim snopom.

Laseri, zbog kvalitete svjetla, koje daju danas primjenjuju u gotovo svim ljudskim djelatnostima. Laseri s krutom jezgrom (posebno Nd:YAG) se koriste za [[rezanje]], [[bušenje]] i [[zavarivanje]]. Zbog kolimiranosti laserske zrake, moguće je postići veliku preciznost prilikom obrade materijala, pa se često laseri koriste u kirurgiji; npr. moguće je laserom obraditi kapilaru u oku bez oštećenja okolnog tkiva i bilo kakve operacije na oku. Laserima se može liječiti i [[kratkovidnost]] i [[dalekovidnost]], obradom očne leće. Laserima se je moguće i spaliti tintu na papiru, a ostaviti papir neoštećen. Stoga se laser danas u sve većoj mjeri koristi i za čišćenje umjetničkih djela poput slika, skulptura od kamena ili metala<ref>http://www.e-conservationline.com/content/view/912/311/ Pristup stranici 2.01.2013.</ref>.

Zbog svoje monokromatičnosti, laseri su iskorišteni i za novu definiciju [[metar|metra]]. Metar je prije bio definiran preko valne duljine spektralne linije u atomskom spektru kriptona. Pokazalo se da laseri imaju neusporedivo oštrije spektralne linije od spomenute linije [[kripton]]a, koja je odabrana jer je to najoštrija poznata spektralna linija u prirodi, a primjenom lasera, pokazalo se da ta linija nije simetrična, pa je nastao problem: koji dio linije uzeti kao definiciju metra. Danas je metar redefiniran kao udaljenost koju svjetlost prijeđe u <math>\cfrac{1}{299792458}</math> sekundi. [[Brzina svjetlosti]] se mjeri pomoću lasera: laseru se određenim metodama odredi valna duljina i frekvencija njegovog zračenja. Njihov umnožak daje brzinu svjetlosti (zapravo je dogovorno uzeto da je brzina svjetlost jednaka točno 299 792 458 m/s, a [[metar]] je definiran preko te vrijednosti i definicije [[sekunda|sekunde]]).

Laseri se upotrebljavaju za označavanje položaja na nekom udaljenom mjestu, u mjeriteljstvu, a čak i prilikom predavanja predavači pokazuju na ploču ili platno laserskim pokazivačima. Za tu svrhu se koriste poluvodički laseri, jer su relativno jeftini. Za preciznije namjene koriste se plinski laseri, jer poluvodički laseri pokazuju veće širenje zrake od ostalih lasera. Na taj način izmjerena je udaljenost od [[Zemlja|Zemlje]] do [[Mjesec]]a s preciznošću od nekoliko milimetara! Astronauti iz jedne od [[Program Apollo|misija Apollo]] su postavili jedno [[zrcalo]] na površini [[Mjesec]]a. Znanstvenici su usmjerili laser prema tom zrcalu i mjerili vrijeme potrebno laserskoj zraci da sa površine Zemlje dođe do zrcala na površini Mjeseca i natrag. Prilikom povratka za Zemlju, laserska zraka je imala promjer od oko 2 [[kilometar|km]], što je uglavnom uzrokovano rasipanjem zrake u Zemljinoj [[atmosfera|atmosferi]].

Laseri se koriste u [[spektroskopija|spektroskopiji]], kao intenzivni izvori monokromatičnog svjetla. Najčešće se koriste: [[argonski laser]] u ramanovoj spektroskopiji i laseri s bojilima u spektroskopiji visokog razlučivanja. He-Ne laseri se koriste u Michaelsonovim interferometrima, za precizno mjerenje položaja zrcala.

Pulsni laseri se koriste za proučavanje super-brzih procesa. U femtosekundnoj [[spektroskopija|spektroskopiji]] se na objekt proučavanja istovremeno pošalju dvije laserske zrake iz pulsnog lasera vrlo kratkog pulsa. Jedna zraka se pošalje direktno na uzorak, a drugoj se poveća put za nekoliko centimetara s pomoću zgodno postavljenih zrcala. Ta zraka će zakasniti za nekoliko [[sekunda|femtosekundi]], jer je svjetlosti potrebno određeno vrijeme da prijeđe taj put. Prva laserska zraka (eng. ''Pump Pulse'') će uzrokovati reakciju u uzorku, a drugom (eng. ''Probe Pulse'') se može gledati što se u tom trenutku događa u uzorku. Pomicanjem zrcala, moguće je kontrolirati kašnjenje druge laserske zrake i na taj način dobiti sliku o procesu unutar uzorka. Na taj način se istražuju najbrže kemijske reakcije u prirodi.

Jako veliki laseri se koriste za istraživanja materije u uvjetima ekstremnih [[tlak]]ova i [[temperatura]]. Pomoću takvih lasera moguće je provesti [[nuklearna fuzija|nuklearnu fuziju]] na malenim količinama [[vodik]]a. Takvi laseri su najčešće kruti laseri sa jezgrom napravljenom od stakla u koje su stavljene određene tvari koje služe kao aktivni laserski medij.

[[datoteka:FemtosecondLaser.jpg|mini|750px|središte|Pokus s femtosekundnim laserom.]]

==Poveznice==
*[[građa lasera]]
*[[popis osnovnih vrsta lasera]]
*[[rezanje laserom]]

==Izvori==
{{Izvori}}

== Ostalo ==
{{WProjekti
|commons =
|commonshr =
|commonscat = Lasers
|commonscathr = Laseri
|wikivrste =
|wikivrstehr =
|wikizvor =
|wikizvor_autor =
|wječnik =
|wikiknjige =
|wikicitat =
}}

[[Kategorija:Laseri| ]]

Laser - Povijest promjena

WikiSysop: Bot: Automatska zamjena teksta (-{{cite web +{{Citiranje weba)

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica