LASER
(
L
ight
A
mplification by
S
timulated
E
mission of
R
adiation
)
je izvor
svetlosnog zračenja koji emituje koherentan snop fotona, kao izvor stabilan
je po frekvenciji, talasnoj dužini i snazi. Za razliku od svetlosti koju emituju
uobičajeni izvori, laserska svetlost je uglavnom monohromatska, tj. samo
jedne talasne dužine (boje) i usmerena je u uskom snopu. Snop je
koherentan, što znači da su elektromagnetni talasi međusobno u istoj fazi i
šire se u istom smeru. Sastavljen je od rezonatorske šupljine i aktivne
sredine koja ga ispunjava. Otkriven je u SAD 1960. godine.
Prema vrsti materijala od kojeg je napravljen laseri mogu biti:
Čvrstotelni laseri
Gasni laseri
Poluprovodnički laseri
Tečni laseri
Hemijski laseri
Laseri na bojama
Laseri na parama metala
Laser na slobodnim elektronima
OSNOVNI ELEMENTI LASERA
Sastavni delovi lasera su:
Aktivna sredina
Sistem pobude
Rezonator
Laser se pušta u rad tako što se uključi sistem pumpe (pobuda), time
nastaje inverzija naseljenosti radnih nivoa, čime se stvaraju uslovi za
stimulisanu emisiju unutar aktivne sredine. Da bi se ponašao kao generator,
još je potrebno da radi u režimu povratne sprege, što se realizuje uz pomoć
rezonatora. Prag pri kome laser počinje sa radom dobijamo kada pojačanje
u rezonatoru kompenzuje sve ostale gubitke, gubitke usled propagacije
zraka i usled pojave laserskog snopa.
POLUPROVODNIČKI LASER
-
predstavlja laser malih
dimenzija proizveden od poluprovodničkih materijala, izvedena na različitim
strukturama kao što su kvantna jama, kvantna žica ili kvantna tačka.
Najjednostavniju strukturu ima diodni poluprovodnički laser, kod koga na n-
strani višak elektrona predstavlja naosioce struje, dok na p-strani
preovladavaju šupljine koje predstavljaju nedostatak elektrona. Kad se na p-
stranu primeni pozitivan napon, a na n-stranu negativan, elektroni i šupljine
se kreću jedni prema drugima. Čestice se sretnu u ultratankom prostoru koji
se naziva kvantna jama, gde se vrši rekombinacija elektrona i šupljina pri
čemi dolazi do emisije fotona. Ako su krajevi diode ujedno i
visokoreflektujuća ogledala dolazi do laserskog efekta, emitovanja istovrsnih
koherentnih fotona.
Energija fotona (boja svetlosti) određena je svojstvima
poluprovodničkog spoja, iznosom energijskog procepa. Za lasere na GaAs
taj energijski procep iznosi oko 1.45 eV, što odgovara emisiji fotona talasne
dužine 885 nm. Plavi laser je pojam koji označava poluprovodničke lasere u
području 400 nm do 450 nm, a čije ostvarenje predstavlja značajan
napredak u razvoju laserskih displeja i povećanju kapaciteta optičkih
memorija.
Poluprovodnički laser je uređaj za oscilaciju ili pojačanje optičkog talasa
baziran na stimulisanoj emisiji fotona pri prelazima elektrona u
poluprovodniku pod uslovima inverzne naseljenosti.
Ideja o poluprovodničkim laserima predložena je 1957. godine od
strane ruskog naučnika N.Basova. 1962. godine, prateći teoretske analize i
predlog Basova i Dumkea, radnici u četiri laboratorije u SAD demonstriraju
svoje verzije poluprovodničkih lasera.
Prvi realizovani poluprovodnički laseri su radili na niskim
temperaturama u impulsnom režimu, da bi godinu dana kasnije proizveli za
rad u kontinualnom režimu. Put daljem razvoju i efikasnijoj emisiji otvorila su
1963.godine trojica naučnika H.Kramer, Ž. Alferov i R. Kazarinov predlogom
o laserskim diodama sa heterostrukturom.
Tim ruskog naučnika Alferova !968.godine je izveo prvi impulsni laser
sa duplom heterostrukturom, da bi već 1970. godine demonstrirao rad prvog
kontinualnog poluprovodničkog lasera na sobnoj temperaturi. Laserske
diode su još uvek bile daleko od praktične primene. Bio je potreban veliki
broj otkrića da bi doveli poluprovodničke lasere na današnji tehnološki nivo.
.
Danas, poluprovodnički laseri predstavljaju praktično jednu od najbitnijih
optoelektronskih naprava optičke fiber komunikacije i optičko skladištenje
podataka, a isto tako su široko rasprostranjeni u nizu aplikacija u mnogim
oblastima, Ovaj uspeh je očekivan s’ obzirom na činjeniicu da se pumpanje
