Tia laser là một phát minh ra đời và ứng dụng nhiều trong nhiều lĩnh vực về đời sống và Y học hiện nay. Đây là loại ánh sáng được ứng dụng trong đời sống từ các vật trong nhà đến công nghệ tiên tiến hơn. Bài viết dưới đây giải đáp tia laser là gì? Ứng dụng như thế nào trong cuộc sống hiện nay. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu trong bài viết dưới đây nhé.

Mục Lục

1. Định nghĩa tia Laser là gì?

Tia laser còn được gọi với tên khác là tia laze, hay là tia sáng do thiết bị laser phát ra có tính định hướng. Chúng có cường độ ánh sáng cao hơn tia sáng thông thường. Ví dụ điển hình của tia laser trong bút laser đỏ, tia sáng đỏ được bút phát ra chính là tia laser.

Tia laser là gì
Tia laser là gì

Laser là gì? Đây là thiết bị phát ra chùm ánh sáng kết hợp qua quá trình khuếch đại quang học. Laser có nhiều loại khác nhau gồm laser quang, laser khí, laser nhuộm, laser trạng thái rắn, laser diode và laser excimer. Những loại laser này đều có đặc điểm và nguyên lý hoạt động chung cũng như cấu tạo cơ bản.

Laser là viết tắt của thuật ngữ “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”, được hiểu là có sự khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích.

>>> Tia khúc xạ là gì? Lý giải về hiện tượng khúc xạ ánh sáng

1.1. Cấu tạo laser

Cấu tạo thiết bị hoặc đèn laser tiêu chuẩn sẽ bao gồm 3 bộ phận cơ bản:

  • Vật liệu laser hoặc môi trường hoạt chất: Chúng đều được kích thích bởi nguồn năng lượng bên ngoài (nguồn bơm) nhằm giúp tạo ra sự đảo ngược dòng chuyển động electron. Tại môi trường khuếch đại, sẽ diễn ra sự phát xạ tự phát và kích thích của các photon, từ đó gây ra hiện tượng khuếch đại quang học. Các vật liệu chất rắn, chất bán dẫn hoặc thuốc nhuộm hữu cơ, khí, sẽ được sử dụng làm vật liệu phát quang.
  • Nguồn năng lượng bên ngoài: Tài nguyên này cung cấp năng lượng cần thiết với sự đảo ngược dân số cùng với phát xạ kích thích vào hệ thống.
  • Buồng cộng hưởng quang: Chúng có chức năng cung cấp quy trình phát xạ mô phỏng, được gây ra bởi những photon có tốc độ cao, cuối cùng sẽ tạo ra một chùm tia laser.

Trong công tác chế đèn laser công suất cao hoặc thấp, thì đèn Laser có cấu tạo bởi hai cái gương. Một gương được xem là phản chiếu toàn phần trong khi một gương là phản chiếu một phần. Chúng đều được thiết lập trên trục quang, song song với nhau. Môi trường hoạt động được sử dụng trong khoang quang học giữa cả hai gương.

1.2. Nguyên tắc phát tia laser

Thông tin trên đây giúp bạn tìm hiểu về tia laze là gì đồng thời nắm được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của tia laser cũng tương tự như các loại ánh sáng khác. Một tia laser được tạo ra nếu như các electron trong nguyên tử trong môi trường tinh thể, thủy tinh hoặc hỗn hợp khí đặc biệt. Chúng sẽ hấp thụ năng lượng từ dòng điện hoặc ở những tia laser khác. Các electron bị kích thích sẽ chuyển từ quỹ đạo năng lượng thấp hơn sang quỹ đạo năng lượng cao hơn xung quanh các hạt nhân nguyên tử. Đợi đến khi chúng trở về trạng thái bình thường, các electron phát ra các photon (hay còn gọi là hạt ánh sáng).

1.3. Các loại laser

Hiện nay có 4 loại Laser dựa trên loại môi trường sử dụng:

Laser rắn: Một loại laser được sử dụng chất rắn bao gồm tinh thể trong môi trường hoạt chất hay thủy tinh. Chúng được phát minh lần đầu tiên là laser ruby, được dùng trong nhiều ứng dụng ngày nay.

Laser khí: Đây là một loại tia laser, có dòng điện đi qua chất khí bên trong môi trường hoạt chất nhằm giúp tạo ra ánh sáng laser. Laser khí được dùng chủ yếu trong những ứng dụng đòi hỏi ánh sáng laser, đồng thời có chất lượng chùm tia và độ dính kết cao.

Laser lỏng: Tia laze được dùng trong môi trường hoạt chất là chất lượng hay còn gọi là tia laser lỏng. Bạn dễ hình dung hơn tại một ví dụ về laser lỏng chính là laser xung nhuộm. Cụ thể, loại laser này được sử dụng thuốc nhuộm hữu cơ làm môi trường hoạt chất.

Laser bán dẫn: Có vai trò cực kỳ quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của mỗi chúng ta. Giá trị của các loại Laser này khá rẻ, có kích thước nhỏ và khả năng tiêu thụ năng lượng thấp. Laser bán dẫn còn được gọi là điốt laser. Laser bán dẫn khác với laser trạng thái rắn. Với laser trong trạng thái rắn, sử dụng năng lượng ánh sáng làm nguồn bơm. Còn với laser bán dẫn sẽ dùng năng lượng điện được sử dụng làm nguồn bơm.

2. Tia laze có đặc điểm gì?

So với ánh sáng thông thường thì tia laze hay laser có 4 đặc điểm hay tính chất khác biệt như sau:

2.1. Tính kết hợp

Đặc điểm, phân loại các tia laser
Đặc điểm, phân loại các tia laser

Sóng ánh sáng trong các nguồn sáng thông thường gồm nhiều bước sóng. bởi vậy, các Photon phát ra những nguồn sáng thông thường sẽ lệch pha nhau. Bởi vậy, với ánh sáng thông thường sẽ không đồng nhất hoặc không kết hợp được. Bên cạnh đó thì, sóng ánh sáng của tia laser chỉ có một bước sóng bởi vậy tất cả các photon sẽ phát ra từ ánh sáng laser sẽ cùng pha bởi vậy đều có thể kết hợp với nhau được.

>>> Giải thích hiện tượng sấm sét, tia chớp là gì?

2.2. Tính định hướng

Với những nguồn sáng thông thường sẽ truyền các photon theo hướng ngẫu nhiên. Bởi vậy, những nguồn sáng này đều sẽ phát ra ánh sáng theo mọi hướng. Trong khi đó thì các tia laser có chiều rộng rất hẹp đồng thời phát ra ánh sáng theo một hướng. Bởi vậy sẽ làm cho tia laser có tính định hướng cao.

2.4. Tính đơn sắc

Tia laze có tính đơn sắc rất cao bởi những photon phát ra đều có bước sóng, tần số và năng lượng. Bởi vậy, sóng ánh sáng của laser có duy nhất 1 bước sóng hoặc màu đơn đồng thời bao phủ một phạm vi tần số hoặc bước sóng rất hẹp

2.5. Cường độ cao

Cường độ của tia sáng thường sẽ được đo bằng cách tính tổng năng lượng tại một đơn vị trong thời gian chảy qua một đơn vị diện tích bình thường. Với một nguồn sáng thông thường, thì đa số các ánh sáng đều sẽ trải đều theo mọi hướng.

Trong tia laser, ánh sáng lan truyền sẽ truyền trong vùng không gian nhỏ và trong một phạm vi bước sóng nhỏ. Bởi vậy, mọi năng lượng đều sẽ tập trung  vào một vùng hẹp bởi vậy ánh sáng laser thường sẽ có cường độ lớn hơn ánh sáng thông thường.

Những chia sẻ về khái niệm, đặc điểm của tia Laser trên đây hi vọng sẽ hữu ích với các bạn học. Đừng quên theo dõi bài viết tiếp theo để cập nhật thông tin liên quan nhé. Chúc bạn thành công!

Rate this post