Lazer Nedir?
Yoğun bir ışık, morötesi ya da kızılötesi monokromatik ışınım üreten kaynak. Adı "uyarılmış ışınım yayımı yoluyla ışığın güçlendirilmesi" anlamına gelen İngilizce "light amplification by stimulated emission of radiation" sözcüklerinin baş harflerinden (laser) oluşturulmuştur. Lazerin verdiği ışık demeti, yolu boyunca çok az dağılma gösterir. Çok küçük noktalara düşürülerek, kesme ve kaynak yapma işlemlerinde kullanılabilir. Bu amaçla özellikle göz retinası ameliyatlarında lazerden yararlanılır. Girişim yöntemleriyle uzaklık ölçümünde, spektroskopide ve holografide de lazer kullanılır.
Lazer, uyarılmış yayımla çalışır; yani enerjisi "hv" olan bir foton ("h" Planck sabiti, "v" de fotonun frekansıdır), "E1" gibi yüksek enerjili bir elektronu, "E2" gibi daha düşük bir enerji düzeyine indirir (E1-E2=hv). Bu sırada oluşan yeni fotonun da frekansı [v= (E1-E2)/h] ve hareket yönü, kendisine yol açan başlangıçtaki fotonunkiyle aynıdır. Yüksek enerji düzeyli elektronların sayısı yeterliyse, hem uyaran hem de uyarılan fotonlar, daha başka uyarımlara da yol açarak, şiddeti üstel olarak artan dar bir monokromatik ışınım demeti oluştururlar. Demetin çok yüksek bir enerji yoğunluğu vardır. Yeterli sayıda yüksek enerjili elektronun varlığı koşulu "popülasyon evrilmesi" olarak bilinir ve evrilmenin sağlanması için sisteme dışarıdan enerji verilmesi gereklidir. Lazer etkisi gerek gaz, gerekse katı ve sıvı ortamlarda elde edilmiştir.
Yakut lazeri, 5 cm. uzunluğunda ve 1 cm. çapında bir yakut silindirden oluşur. Perdahlı tabanları gümüşle sıvanıp biri tam, öbürü yarı yansıtıcı bir yüzey hâline getirilmiştir. Yakutun kristal örgüsü içindeki krom iyonları, güçlü bir ışık parlamasıyla uyarılır. Böylece yüksek enerji düzeyine çıkan elektronlar, hemen bozunarak metastabil bir düzeye iner ve popülasyon evrilmesi başlar. Sonuçta 694,3 nanometre dalga boylu uyarılmış yayım oluşur. Fotonlar, kristal ekseni boyunca yansımaya uğrar ve küçük bir bölümü yarı cilâlı uçtan dışarı çıkar. Toplam verim % 1'den az olmakla birlikte, enerji yoğunluğu çok yüksektir ve maksimum güç 10 ila 100 kilowatt arasındadır. Gaz lazerlerde popülasyon evrilmesi, bir deşarj tüpü içinde sürekli elektrik deşarjıyla sağlanır. Helyum-neon lazerleri 1,153 ve 3,391 mikrometre ile 632,8 nanometre gibi dalga boylarında çalışırlar. Çıkış ve verimleri düşüktür. Karbon dioksitli lazerlerde 10,6 mikrometrede çıkış ve verim daha yüksektir. Yarı iletken diyotlu lazerin de verimi yüksektir. Lazer, gerçekte tam anlamıyla monokromatik değildir ve demetin frekans genişliği 104 hertz düzeyindedir. Başka ışınım kaynaklarıyla elde edilenden (108-109 hertz) çok daha dar olmasından ötürü lazer demeti monokromatik kabul edilir.
