Wie man einen Laser baut
Könnten wir nicht einfach eines der Bündel in einer Richtung hin und her laufen lassen, sodass es sich gigantisch verstärkt?
Ja, das ist genau, was man macht...man benutzt Spiegel, um die Photonen entlang einer Richtung durch die Atome hin und her zu spiegeln. Im nächsten Applet fügen wir Spiegel zur Energiepumpe für die Inversion hinzu, und schon haben wir einen Laser gebaut! Dieses Applet erlaubt es, das Laserlicht wahlweise als Teilchen oder als Wellen anzuzeigen, aber das sind lediglich zwei verschiedene Sichtweisen derselben Sache.
Falls du dich fragst, warum sich die Welle im Inneren des Lasers weder nach rechts noch nach links bewegt, so lies dazu im Kapitel über Stehende Wellen nach. |
Cool! Wenn die Energiepumpe stark genug ist, baut sich im Laufe der Zeit eine immer größere Welle oder ein größeres Bündel von Photonen auf. Obwohl, Moment...da gibt es ein Leck. Einige der Photonen entkommen nach rechts.
Natürlich, denn wir wollen ja das Laserlicht herausbekommen! Ein Laser würde nicht viel nützen, wenn alles Licht im Inneren bliebe. Wir verwenden einen teilweise durchlässigen Spiegel, sodass ein bisschen Licht hinaus leckt.
Wow...also ist der Strahl innen drin viel stärker als der Strahl, der tatsächlich rauskommt.
Beachte auch, dass wir das Gerät nicht zum "Lasen" (ja, das ist auch ein Verb...) bekommen, wenn nicht genug Atome angeregt sind. Das ist die "Besetzungsinversion", über die wir vorher gesprochen haben.
Wenn ich auf den Einschaltknopf eines Laserpointers drücke, kommt sofort Licht raus. Warum dauert es bei diesem Laser hier so lange, bis was passiert?
Bei echten Atomen und echten Lasern passiert alles sehr schnell. Damit du die Abläufe leichter erkennen kannst, sind alle Vorgänge in diesem Kapitel über Laser im Vergleich zur Realität eine Milliarde Mal verlangsamt! In einem wirklichen Laser sind auch die Atome etwa eine Milliarde Mal kleiner, und es gibt eine Milliarde Mal mehr von ihnen.
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