Не пойму что такое лазер и принцип (Вынужденное излучение и испускание фотона в атоме). Но далее?
Фотоны слипаются (возбуждающий и с атома) и летят вместе? За счет этого лучь?
Или может скорость усиливается? Хотя и так скорость света.
А может свойства фотон меняет, типа заряда?
Т.е. за счет когерентного сигнала? В лампе сигналы не когерентные разве? В чем отличие лампы с поляризацией?
Лазер (от англ. laser, акроним от Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation — «Усиление света посредством вынужденного излучения») — это устройство, преобразующее энергию накачки (световую, электрическую, тепловую, химическую и др.) в энергию когерентного, монохроматического, поляризованного и узконаправленного потока излучения.
Основные принципы работы лазера:
Индуцированное излучение – это процесс, при котором атом или молекула поглощает фотон и переходит в возбужденное состояние, а затем излучает фотон с той же энергией, фазой и направлением движения, что и поглощенный фотон. Это явление обеспечивает когерентность (согласованность фаз) лазерного излучения.
Усиление света – процесс, при котором число фотонов в луче увеличивается за счет индуцированного излучения.
Стимулированная эмиссия – это процесс, при котором возбужденный атом излучает фотон под действием внешнего фотона (т.е. происходит вынужденное излучение).
Помещение активной среды в возбужденное состояние – это процесс накачки, при котором большинство атомов активной среды переводятся в возбужденное состояние.
Таким образом, фотоны не “слипаются”, а скорее “усиливаются” за счет процесса индуцированного излучения. Скорость фотонов не увеличивается, она всегда равна скорости света. Свойства фотонов, такие как заряд, не меняются в процессе работы лазера.
В обычной лампе у вас, например, греется проводник, и выдает кучу разных по частотам, поляризациям и фазам фотонов. Тут нет никакого механизма согласования фотонов по их параметрам. Сфокусировать в пучок вы их, конечно, сможете, но они ж все равно не будут уже когерентными.
А в лазере...Дело в том, что атом, если его возбудить, стремится вернуться в обычное состояние, для этого он должен излучить фотон. И это излучение может быть проиндуцировано другим фотоном, если его энергия такая же, как и энергия возбуждения атома. В лазере, считайте, куча одинаково возбужденных атомов, и как только один из них излучает фотон, этот фотон тут же заставляет другие атомы излучить такие же когерентные фотоны, которые все вместе образую пучок когерентного света. Далее атомы снова возбуждаются, снова излучают. И следующая излученная порция будет уже отличаться от первой. Поэтому даже в лазере есть "время когеренции" (фотоны, испущенные с такой разницей во времени или с большей уже не будут когерентными).
Лазер работает на принципе вынужденного излучения. В атомах материала лазера электроны возбуждаются (например, электрическим током или другим светом) до более высоких энергетических уровней. Когда электрон возвращается на более низкий уровень энергии, он испускает фотон.
Вынужденное излучение происходит, когда уже испущенный фотон стимулирует возбужденный атом испустить ещё один фотон с точно такой же фазой, направлением, частотой (цветом), и поляризацией. Это не означает, что фотоны "слипаются", а то, что они движутся вместе, синхронно.
Благодаря этому процессу, лазерное излучение является когерентным (синхронизированным) и монохроматическим (имеет узкий спектр частот). Луч лазера не усиливает скорость света (она всегда постоянна в вакууме), и свойства фотонов, такие как заряд, не изменяются, поскольку фотоны являются безмассовыми и не имеют заряда.
Главное, что происходит в лазере — это усиление света за счёт вынужденного излучения, что приводит к генерации мощного и направленного луча света.
"Эх, дубинушка, ухнем! (лазер, выдадим импульс!)
Эх, зеленая сама пойдет! (индуцированное излучение)
Подернем, подернем, (накачка рабочей среды)
Да ухнем! (пошел импульс излучения)"
Если очень сильно упростить, то специально подобранным воздействием на рабочую среду, вынужают её испускать одинаковые фотоны, с одинаҡовой частотой, и «по прямой, параллельно друг другу».
Потому и луч получается мощный, и узкий.
Если представить, что с обычной лампочкой можно было сделать то же самое, то вполне был бы мощный лазер.
Но с лампы – фотоны летят куда попало, широким спектром, и вразнобой))