LASERY Objav laserov možno bez nadsázky považovať za jednu z najdôležitejších udalostí za posledných sto rokov. Lasery už dlhodobo ovplyvňujú širokú oblasť najrôznejších vedných odvetví technického rozvoja a mnohé vstupujú do nášho každodenného života. Experimentálne bol laserový princíp overený v roku 1960 po uspešných experimentoch na Maseroch.Pevnolátkovélasery.Aktívne prostredie tejto skupiny tvoria pevné kryštalické, poprípade amorfné látky dopované vhodnou prímesou ionov. Pevná fáza tvorí vlastne iba nosný obal aktívneho prostredia a k optickému zosileniu dochádza na elektrónových prechodoch ionov prímesi. Ich koncentrácia málokedy presahuje 1%. V kryštalických materiáloch sú aktívne ióny zabudované v mriežke a majú stálu, orientovanú polohu v silovom poli mriežky. Z dôvodu anizotropie kryštálov musí byť výbrus presne orientovaný podľa optických osí.Rubínovýlaser:Je typickým predstaviteľom tejto skupiny a súčasne aj prvý fungujúci laser, ktorý postavil T.H.Maiman v roku 1960. Rubín, ako nosný materiál (Al2O3) s ionamy Cr3+ s koncentráciou asi 0.05%, je zároveň aj typickým predstaviteľom trojhladinových laserov. Má dva typické prechody 692,9nma 694,3nm čo je oblasť červenej. Rubínový laser pracuje predovšetkým v impulznom režime kde dlžka impulz je približne 1ms.Nd:YAGlaser:Je jeden z najrozšírenejších pevnolátkových laserov pre jeho malú budiacu energiu a schopnosť pracovať efektívne v kontinuálnom režime. Nosné prostredie je ytrio-hlinitý granát (YAG) dopovaný aktívnymi ionami Nd3+(neodym). Najintenzívnejší emisný prechod v neodyme vyžaruje na vlnovej dĺžke 1064,8nm. Bežné budenie je kontinuálnou, alebo pulznou xenonovou výbojkou podľa druhu prevádzky. Dnes sú bežne v ponuke aj tzv. dablované Nd:YAG, ktoré generujú na vlnovej dĺžke 532,4nm (zelená).Svoje miesto má Nd:YAG takmer všade. Zváranie, rezanie, vŕtanie otvorov do tvrdých materiálov, gravirovanie a značenie (hlavne do kovov, ale aj plastov) , meranie vzdialenosti veľa ďaľších. Ďalšie iba v skratke:• Nd:Sklo• Nd:YVO4• Nd:YLF• a mnohé iné...Plynové lasery:Aktívne prostredie tejto skupiny tvorí plyn, alebo častejšie zmes plynov. Budenie je prevažne výbojom v plyne prí nízkom tlaku.Prvý plynový laser experimentálne odskúšaný bol He-Ne (na čiare 1150nm) a to po neuspešných pokusoch na parách draslíka asi rok po rubínovom laseri.He-Ne laser:Bol to jeden z najrozšírenejších laserov vôbec. Má pomerne jednoduchú konštrukciu a spôsob budenia. Ku generovaniu dochádza na neóne a hélium sa podiela iba na prenose energie. Najzaujímavejší je prechod 3s->2p (632,8nm), ktorý má však malé zosilenie(0,17dB/m) oproti prechodu 3s->3p (3391nm zos.40dB/m) a preto je nutné (pre 632,8nm) v optickom rezonátore tento mod potlačiť. CO2 Laser:Je to ďaľší z veľmi rozšírených laserov generujúcich prevažne na 10600nm. K zosileniu dochádza na molekule oxidu uhličitého pri prechodoch medzi vybračnými hladinami. Významnou prímesou CO2 laseru je dusík, ktorého molekuly sa dajú budiť do prvého excitovaného stavu zrážkami s elektrónmi v dútnavom výboji. Rezonančným prenosom z molekuly N2 na CO2 sa zväčší horná laserová hladina molekúl CO2. Inverzná populácia sa ďalej zväčšuje depopuláciou spodných leserových hladín pomocou hélia. Aktívne prostredie CO2 laserov teda obsahuje CO2 : N2 : He pri pomere tlakov 1:2:8 a celkovom tlaku asi 1,5kPa. Svoje uplatnenie má hlavne v priemysle pre jeho vysoké výkony a účinnosť. 1kW optického výkonu nie je nič mimoriadne. Vynikajúce vlastnosti má pre rezanie dreva a kovu. Gravírovanie a dekórovanie skla je tiež jeho silná stránka. Taktiež sa využíva pri chirurgických zákrokoch v medicíne. Argónový ionový laser (Ar+ laser):Je veľmi rozšíreným laserom a zároveň aj najvýkonnejším laserom generujúcim vo viditeľnej oblasti spektra. Je to v podstate klasický plynový laser, ale k dosiahnutiu inverznej populácie v argóne je nutná veľká hustota budiacich elektrónov. Pre dosiahnutie hornej laserovej hladiny je nutné použiť takzvané kaskádne budenie. V Ar+ laseri pri budení ide už skôr o oblúkový výboj než dútnavý. Pri dútnavom výboji preteká výbojovou trubicou prúd rádovo desiatok miliampér, ale pri Ar+ je to aj stovky ampérov. Prechodov na ktorých je možné generovať je celkom asi 45 a to v rozsahu 260nm až 1000nm. Zaradením selektívneho prvku medzi F-P rezonátor je možné tento laser jednoducho prelaďovať. Tri najvýznamnejšie prechody sú 514,5nm(zelená), 488,0nm(modrá) a 351,1nm(ultrafialová). Použitie tohoto typu laseru je hlavne pre vedu a výskum. Pre veľký výstupný výkon má svoje miesto aj v lasershow. Ďalšie iba v skratke:• Hélium-kádmiový laser He-Cd• TEA-CO2 laser• Dusíkový laser N2, tento laser je možné ľahko poskladať aj doma.• a mnohé iné.....Polovodičové lasery:Aktívne prostredie sa budí prevodom elektrónov z valenčného do vodivostného pásu a to najčastejšie injektovaním prúdu cez PN prechod.S ohľadom na veľké zosilenie a veľký index lomu polovodičových materiálov (napr.GaAs) sa ako zrkadlá môžu použiť rovnobežné konce kryštálu. K zosileniu dochádza v pomerne úzkom prúžku prechodu PN. Pri tak veľkom zosilení a tak malom rozmere ako u polovodičových laserov dochádza k generovaniu rôznych módov. Tieto módy sa šíria v osi kryštálu rôznymi odrazmi od stien. To spôsobuje pomerne veľkú divergenciu (rozbiehavosť) zväzku. Polovodičové lasery majú uplatnenie vo vede, priemysle a hlavne v poslednom období aj v komerčnej elektronike. Aj keď kvalita zväzku (dĺžka koherencie, spektrálna čistota.....) je pomerne malá majú svoje prednosti hlavne kvôli jednoduchej modulácii, malým rozmerom, vysokou účinnosťou a nízkym pracovným napätím. Je dosť bežné, že sa polovodičové laserové bloky (Laser bar) poskladané z desiatok až stoviek diód v stĺpci používajú na budenie pevnolátkových laserov(napr.Nd-YAG) Čím sa spoja výhody oboch typov. Miniatúrne zdvojené Nd:YAG lasery su budené polovodičovými diódami.