Nazwa laser pochodzi od angielskich słów: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation co oznacza wzmacnianie światła przez wymuszoną emisję promieniowania. Inaczej mówiąc jest to urządzenie wzmacniające lub generujące spójne promieniowanie elektromagnetyczne (fotony) w zakresie widmowym między daleką podczerwienią a nadfioletem.
Zasada działania lasera jest oparta na wymuszonej emisji promieniowania elektromagnetycznego zachodzącej w układach atomów, jonów lub cząsteczek doprowadzonych przez tzw. pompowanie (wzbudzanie) do stanu inwersji obsadzeń odpowiednich poziomów energetycznych. Rozróżnia się lasery, w których ośrodkiem czynnym jest ciało stałe, gazowe, ciecz, półprzewodnik. Najpopularniejszym z gazowych laserów molekularnych jest laser CO2, głównie ze względu na wysoką sprawność, co oznacza możliwość konstrukcji laserów dużej mocy o zastosowaniach technologicznych i militarnych. Lasery CO2 cechują się:
- specyficzną sygnaturą,
- możliwością poszerzania i przesuwania pasma spektralnego emitowanego przez laser,
- koincydencją z pasmami absorpcyjnymi ciężkich molekuł,
-
Stosowane na szeroką skalę są w:
- spekroskopii,
- pompowaniu optycznym laserów dalekiej podczerwieni FIR,
- stabilizacji częstotliwości promieniowania wyjściowego,
- budowie wzorca częstotliwości optycznej w zakresie średniej podczerwieni,
- technice medycznej, zamiast skalpela,
- przemyśle, np. do spawania stali,
Na rysunku 1 przedstawiono uproszczony diagram poziomów energetycznych CO2, ważnych dla akcji laserowej. Pominięto istotny dla sprawności lasera CO2 udział molekuły N2 wspomagającej pompowanie górnego poziomu laserowego. Warto w tym miejscu zauważyć że nie istnieje „czysty” laser CO2: około 30% CO2 na skutek pobudzania natychmiast dysocjuje na CO i O2, przy czym czad (CO) bierze udział w pompowaniu górnego poziomu laserowego na równi z N2, do mieszanki zwykle dodawany jest również ksenon.
dalsza część referatu w załączniku.
