Lazerler Nasıl Çalışır?

Lazerlerin çalışma ilkesi uyarılmış emisyona dayanır. Bu ilkeyi anlamak için atomlardaki elektronların farklı enerji seviyeleri arasındaki geçişlerine göz atabiliriz. Elektronların atomlarda bulunabileceği belirli enerji seviyeleri vardır. Bu seviyelerin enerjileri herhangi bir değer alamaz. Elektronlar bir enerji seviyesinden başka birine geçebilir. Örneğin bir elektron dışarıdan enerji alarak düşük enerjili bir seviyeden yüksek enerjili bir seviyeye geçebilir ya da enerji yayarak yüksek enerjili seviyeden düşük enerjili bir seviyeye geçebilir. Elektronlar atomlardaki enerji seviyelerini en düşük enerjili seviyelerden başlayarak doldurur. Ancak yeterli miktarda enerji olduğu zaman elektronlar uyarılarak yüksek enerjili seviyelere geçer ve daha düşük enerjili seviyelerde boşluklar oluşur. Atomlar genellikle düşük enerjiye sahip olma eğiliminde olduğu için uyarılmış elektronlar bir süre sonra kendiliğinden enerji yayarak daha düşük enerjili seviyelere geri döner. Bu sırada yayılan fotonların (ışığın içerdiği en küçük enerji paketleri) dağılımı düzensizdir. Herhangi bir yönde ya da polarizasyonda olabilirler. Uyarılmış emisyon, harici bir elektromanyetik alan varsa görülür. Elektronlar, bir fotonun uyarmasıyla yüksek enerjili bir seviyeden düşük enerjili bir seviyeye geçer. Bu sırada yayılan foton ile uyaran elektronun fazları, hareket yönleri ve polarizasyonları aynı olur. Uyarılmış emisyon sonucunda oluşan fotonlar daha sonra başka atomların da uyarılmış emisyon yapmasına sebep olur. Art arda çok sayıda uyarılmış emisyon sonucunda fazları, hareket yönleri ve polarizasyonları aynı olan çok sayıda foton oluşur. Bu durum büyük bir enerjinin belirli bir noktaya kolayca odaklanabilmesini sağlar. Lazerler modern pek çok teknolojide kullanılır. Örneğin optik okuyucularda, barkod tarayıcılarda, yazıcılarda, fiber optik iletişimde lazerlerden yararlanılır.