Лазер: Розніца паміж версіямі

'''Лазер''' ({{lang-en|laser}}, [[акронім]] {{lang-en2|'''l'''ight '''a'''mplification by '''s'''timulated '''e'''mission of '''r'''adiation}} "ўзмацненне«узмацненне святла з дапамогай [[вымушанае выпраменьванне|вымушанага выпраменьвання" ]]»), або '''аптычны квантавы генератар''' — гэта прылада , які ператвараепераўтварае [[Энергія|энергію]] накачкі ([[Святло|светлавую]], [[Электрычнасць|электрычную]], [[Колькасць цеплыні|цеплавую]], [[Хімія|хімічную]] і інш.) у энергію [[кагерэнтнасць|кагерэнтнага]], [[монахраматычнае выпраменьванне|монахраматычнага]], [[палярызацыя хваль|палярызаванага]] і вузканакіраванага патоку выпраменьвання.

Фізічнай асновай працыРабота лазера служыцьзаснавана на [[Квантавая механіка|квантавамеханічнаяквантавамеханічнай]] з'яваяве [[вымушанае выпраменьванне|вымушанага (індукаванагаіндуцыраванага) выпраменьвання]]. Выпраменьванне лазера можа быць бесперапынным, з пастаяннай [[Магутнасць|магутнасцю]], або [[імпульс]]ным і дасягаць гранічна вялікіх пікавых магутнасцей. У некаторых схемах працоўнырабочы элемент лазера выкарыстоўваецца ў якасці аптычнага ўзмацняльніка для выпраменьвання ад іншай крыніцы. Існуе вялікая колькасць відаў лазераў, якія выкарыстоўваюць у якасці рабочага асяроддзя ўсе [[Агрэгатныя станы|агрэгатныя станы рэчыва]]. Некаторыя тыпы лазераў, напрыклад, [[лазер на фарбавальніках|лазеры на растворах фарбавальнікаў]] або паліхраматычныяполіхраматычныя цвёрдацельныя[[цвердацельны лазер|цвердацельныя лазеры]], могуць генераваць цэлы набор частот ([[нармальныя ваганні|мод]] аптычнага рэзанатара) у шырокім спектральным дыяпазоне. Габарыты лазераў адрозніваюцца ад мікраскапічных для шэрагу [[Лазерны дыёд|паўправадніковых лазераў]] да памераў футбольнага поля для некаторых лазераў на [[неадым]]авым шкле. Унікальныя ўласцівасці выпраменьвання лазераў дазволілі выкарыстоўваць іх у розных галінах [[Навука|навукі]] і [[Тэхніка|тэхнікі]], а таксама ў [[Побыт|побыце]], пачынаючы з чытання і запісу [[Кампакт-дыск|кампакт-дыскаў]] і заканчваючы даследаваннямі ў галіне [[кіраваныкіруемы тэрмаядзерны сінтэз|кіраванагакіруемага тэрмаядзернага сінтэзу]].

{{mainГалоўны артыкул|Гісторыя вынаходства лазераў}}

* [[1916]]: [[А. Эйнштэйн]] прадказвае існаванне з'явы [[вымушанае выпраменьванне|вымушанага выпраменьвання]] — фізічнай асновы працыработы любога лазера<ref>{{артыкул

* [[1928]]: эксперыментальнае пацверджанне Р. Ладенбургам і Г. Копферманам існавання вымушанага выпраменьвання.<ref name="popmech"/>.

* У [[1940]] г. В. Фабрыкантам і Ф. Бутаевай была прадказанаяпрадказана магчымасць выкарыстання вымушанага выпраменьвання асяроддзя з інверсіяй населенасцяўнаселенасцей для ўзмацнення [[Электрамагнітнае выпраменьванне|электрамагнітнага выпраменьвання]]<ref name="popmech">{{cite web

* [[1954]]: першы [[мікрахвалевае выпраменьванне|мікрахвалевы]] генератар — [[мазер]] на [[аміяк]]у ([[Чарлз Хард Таўнс|Ч. Таунс]], [[Мікалай Генадзевіч Басаў|Басаў М.РГ.]] і [[Аляксандр Міхайлавіч Прохараў|Прохараў А.М.]] — [[Нобелеўская прэмія па фізіцы]] [[1964]]). РоляРолю зваротнай сувязі гуляўвыконваў [[аб'ёмны рэзанатар]], памеры якога былі парадку 12,6 мм ([[даўжыня хвалі]], што выпраменьвалася пры пераходзе аміяку з узбуджанага вагальнага [[энергетычны ўзровень|ўзроўню]] на асноўны)<ref name="popmech" />. Для ўзмацнення электрамагнітнага выпраменьвання [[бачнае выпраменьванне|аптычнага дыяпазону]] неабходна было стварыць аб'ёмны рэзанатар, памеры якога былі б каля [[мікрон]]а. З-за звязаных з гэтым тэхналагічных цяжкасцей многія навукоўцы ў той час лічылі, што стварыць генератар бачнага выпраменьвання немагчыма<ref name="fundamentals">{{cite web

}}</ref>..

|doi=10.1038/187493a0}}</ref>. У якасці актыўнага асяроддзя выкарыстоўваўся [[крышталь]] штучнага [[рубін]]у ([[аксід]] [[Алюміній|алюмініяалюмінію]] Al₂O₃ з невялікай прымешкай [[хром]]у Cr), а замест аб'ёмнагаёмным рэзанатарарэзанатарам служыў [[рэзанатар Фабры-Пяро]], утвораны срэбнымісярэбранымі люстранымі пакрыццямі, нанесенымі на тарцы крышталя. Гэты лазер працаваў у імпульсным рэжыме на даўжыні хвалі 694,3 нм<ref name="popmech" />. У снежні таго ж года быў створаны [[гелій]]-[[неон]]авы лазер, які выпраменьваў ў бесперапынным рэжыме (А. Джаван, У. Бэнет , Д. Хэрыат). Першапачаткова лазер працаваў у [[Інфрачырвонае выпраменьванне|інфрачырвоным]] дыяпазоне, затым быў мадыфікаваны для выпраменьвання бачнага чырвонага святла<ref name="fundamentals" />.

* Фізіка лазераў і па гэтысённяшні дзень інтэнсіўна развіваецца. З моманту вынаходства лазера амаль кожны год з'яўляліся ўсё новыя яго віды, прыстасаваныя для розных мэт<ref name="fundamentals" />. У [[1961]] г. быў створаны лазер на неадымавым шкле, а на працягу наступных пяці гадоў былі распрацаваны [[Лазерны дыёд|лазерныя дыёды]], лазеры на фарбавальніках, лазеры на [[Двухвокіс вугляроду|двухвокісудвухвокісе вугляроду]], хімічныя лазеры. У [[1963]] г. [[Жарэс Іванавіч Алфёраў|Ж. Алфёраў]] і [[Герберт Кромер|Г. Кромер]] ([[Нобелеўская прэмія па фізіцы]] [[2000]] г.) распрацавалі тэорыю [[паўправаднік]]овых гетэраструктур, на аснове якіх былі створаны многія лазеры<ref name="popmech" />.

Фізічнай асновай працы лазера служыць з'ява [[вымушанае выпраменьванне|вымушанага (індукаванагаіндуцыраванага) выпраменьвання]]<ref>{{кніга

}}</ref>. Сутнасць з'явы складаецца ў тым, што узбуджаны [[атам]] здольны выпраменьваць [[фатон]] пад дзеяннем іншага фатона без яго паглынання, калі энергія апошняга складае рознасць [[Энергія|энергій]] узроўняў атама да і пасля выпраменьвання. Пры гэтым выпраменьваннявыпраменены фатон кагерэнтны фатону, які выклікаў выпраменьванне (з'яўляецца яго «дакладнай копіяй»). Такім чынам адбываецца ўзмацненне [[Святло|святла]]. Гэтым з'ява адрозніваецца ад спантанагаспантаннага выпраменьвання, у якім выпрамененыя фатоны, што выпраменьваюць, маюць выпадковыя напрамкі распаўсюджвання, [[палярызацыя хваль|палярызацыю]] і [[фаза ваганняў|фазу]]<ref name="small_encyclopaedia">{{артыкул

[[Файл:Laser DSC09088.JPG|250px|міні|злева|[[Гелій-неонавы лазер]]. Gрамень,Яркі штопрамень у цэнтры — гэта не ўласна лазерны прамень, а электрычны разрад, які спараджае свячэнне, падобнапрыкладна тамутак, як гэта адбываецца ў неонавых лямпах. Прамень праецыюеццапраецыруецца на экран справа ў выглядзе чырвонай кропкі, што свеціцца.]]

[[Імавернасць]] таго, што выпадковы [[фатон]] выкліча індуцыраванае выпраменьванне узбуджанагаўзбуджанага атама, у дакладнасцідакладна роўная імавернасці паглынання гэтага фатона [[атам]]ам, якіяякі знаходзяццазнаходзіцца ў неўзбуджаным стане<ref>{{cite journal

| pages = 318}} {{de icon}}</ref>. Таму для ўзмацнення святла неабходна, каб узбуджаных атамаў ўу асяроддзі было больш, чым неўзбуджаных (так званая інверсія насельніцтва). У стане [[Тэрмадынамічная раўнавага|тэрмадынамічнай раўнавагі]] гэтая ўмова не выконваецца, таму выкарыстоўваюцца розныя сістэмы накачкі актыўнага асяроддзя лазера ([[Оптыка|аптычныя]], [[Электрычнасць|электрычныя]], [[Хімія|хімічныя]] і інш.)<ref name="physical_encyclopaedia">{{артыкул

Першакрыніцай генерацыі з'яўляецца працэс спантанагаспантаннага выпраменьвання, таму для забеспячэння пераемнасці пакаленняў фатонаў неабходна існаванне [[станоўчая зваротная сувязь|станоўчай зваротнай сувязі]], за кошт якой фатоны выклікаюць наступныя акты індукаванагаіндуцыраванага выпраменьвання. Для гэтага актыўнае асяроддзе лазера змяшчаецца ў [[аптычны рэзанатар]]. У найпростымнайпрасцейшым выпадку ён уяўляе сабой два люстэркі, адно з якіх напаўпразрыстае — праз яго прамень лазера часткова выходзіць з рэзанатара. Адлюстроўваючыся ад люстэркаў, пучок выпраменьвання шматкроцьшматразова праходзіць па рэзанатарамрэзанатару, выклікаючы ў ім індукаваныяіндуцыраваныя пераходы. Выпраменьванне можа быць як няспыннымбесперапынным, так і імпульсным. Пры гэтым, выкарыстоўваючы розныя прыборы ([[прызма, оптыка|прызмы]], што верцяцца, ячэйки Кера і інш.) для хуткага выключэння і ўключэння зваротнай сувязі і памяншэння тым самым перыяду імпульсаў, магчымаможна стварыць умовы для генерацыі выпраменьвання вельмі вялікай магутнасці (так званыя [[гіганцкія імпульсы]])<ref name="small_encyclopaedia" />. Гэты рэжым працыработы лазера называюць рэжымам мадуляванай [[дыхтоўнасць|дыхтоўнасці]].

ГенеруеццаВыпраменьванне, лазерамякое выпраменьваннегенеруецца лазерам, з'яўляецца [[монахраматычнае выпраменьванне|монахраматычным]] (г.зн. яго [[спектр выпраменьвання|спектр]] складаецца з адной або дыскрэтнайз дыскрэтнага набору [[Даўжыня хвалі|даўжынь хваль]]), паколькібо імавернасць выпраменьвання фатона вызначанай даўжыні хвалі большбольшая, чым блізка размешчанай, звязанай з пашырэннем спектральнай лініі, а, адпаведна, і імавернасць індукаваныхіндуцыраваных пераходаў на гэтай [[Частата|частаце]] таксама мае максімум. Таму паступова ў працэсе генерацыі фатоны дадзенай даўжыні хвалі будуць дамінавацьпераважаць над усімі астатнімі фатонамі<ref name="physical_encyclopaedia" />. Акрамя гэтага, з-за адмысловага размяшчэння люстэркаў у лазерным промніпрамені захоўваюцца толькі тыя фатоны, якія распаўсюджваюцца ў кірунку, паралельным [[аптычная вось|аптычнай восі]] рэзанатара на невялікай адлегласці ад яе, астатнія фатоны хутка пакідаюць аб'ём рэзанатара. Такім чынам прамень лазера мае вельмі малы вугал разыходнасці<ref>{{cite web

[[Файл:Laser.svg|275px|міні|справа|На схеме пазначаныяпазначаны: 1 — актыўнае асяроддзе; 2 — энергія накачкі лазера; 3 — непразрыстае люстэрка; 4 — напаўпразрыстае люстэрка; 5 — лазерны прамень.]]

Кожная з іх забяспечвае для працы лазера выкананне сваіх пэўных функцый.

У цяперашні час у якасці працоўнагарабочага асяроддзя лазера выкарыстоўваюцца розныя [[агрэгатныя станы]] рэчыва: [[Цвёрдае цела|цвёрдае]], [[Вадкасць|вадкае]], [[газ]]ападобнае, [[плазма]]<ref name="ruby_laser">Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Издание 2-е. — М.: Наука, 1985. — Т. IV. Оптика. — С. 714-721. — 735 с.</ref>. У звычайным стане лік атамаў, якія знаходзяцца на узбуджаныхўзбуджаных энергетычных узроўнях, вызначаецца [[размеркаваннемБольцманаразмеркаванне Больцмана|размеркаваннем Больцмана]]<ref name="sivuhin_principles">Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Издание 2-е. — М.: Наука, 1985. — Т. IV. Оптика. — С. 703-714. — 735 с.</ref>:

У тым выпадку, калі лік узбуджаныхўзбуджаных атамаў больш, чым неўзбуджаных (гэта значыць, у стане інверсіі насельніцтва), сітуацыя прама процілеглая. Акты вымушанага выпраменьвання пераважаюць над паглынаннем, і выпраменьванне ўзмацняецца па закону<ref name="krugosvet" />:

дзе ''a''₂ — каэфіцыент квантавага ўзмацнення. У рэальных лазерах ўзмацненнеузмацненне адбываецца да таго часу, пакуль велічыня энергіі, якая паступае за кошт вымушанага выпраменьвання энергіі, не стане роўнай велічыні энергіі, якая губляецца ў рэзанатары<ref name="physical_dictionary">{{артыкул

}}</ref>. Гэтыя страты звязаныязвязаны з [[насычэнне]]мнасычэннем метастабільнага ўзроўню працоўнага рэчыва, пасля чаго энергія накачкі ідзе толькі на яго разагрэў, а таксама з наяўнасцю мноства іншых фактараў (рассейванне на неаднастайнасць асяроддзя, паглынанне [[прымешка, хімія|прымешкамі]], неідэальнасць люстэркаў, карыснае і непажаданае выпраменьванне ў навакольнае асяроддзе і інш.)<ref name="krugosvet" />.

Для стварэння інверсныінверснай населенасці асяроддзя лазера выкарыстоўваюцца розныя механізмы. У цвердацельных лазерах яна ажыццяўляецца за кошт апраменьвання магутнымі [[газаразрадная лямпа|газаразраднымі лямпамі-ўспышкамі]], сфакусаванымсфакусіраваным [[Сонца|сонечным]] выпраменьваннем (так званняўзваная аптычная накачка) і выпраменьваннем іншых лазераў (у прыватнасці, [[паўправаднік]]овых)<ref name="small_encyclopaedia" /><ref name="solid-state_laser">{{артыкул

}}</ref>. Пры гэтым магчыма праца толькі Ў імпульсным рэжыме, паколькібо патрабуюцца вельмі вялікія [[шчыльнасць энергіі|шчыльнасці энергіі]] накачкі, якія выклікаюць скачок пры працяглым уздзеянні моцны разагрэў і разбурэнне стрыжня працоўнагарабочага рэчыва<ref>{{артыкул

}}</ref>. У газавых і вадкасных лазерах (гл. [[гелій-неонавы лазер]], [[лазер на фарбавальніках]]) выкарыстоўваецца накачка электрычным разрадам. Такія лазеры працуюць у бесперапынным рэжыме. Накачка хімічных лазераў адбываецца з дапамогай праходжання ў іх актыўным асяроддзі [[Хімічная рэакцыя|хімічных рэакцый]] у іх актыўным асяроддзі. Пры гэтым інверсія насельніцтва ўзнікае альбо непасрэдна ў прадуктаўпрадуктах рэакцыі, альбо ў адмыслова уведзеных прымешакпрымешках з падыходнайадпаведнай структурай энергетычных узроўняў. Накачка паўправадніковых лазераў адбываецца пад дзеяннем моцнага прамога [[Электрычны ток|току]] праз [[p-n пераход]], а таксама пучком [[электрон]]аў. Існуюць і іншыя метады накачкі (газадынамічныя, якіязаснаваныя складаюцца ўна рэзкім ахалоджванні папярэдне нагрэтых газаў; [[фотадысацыяцыя]], прыватныасобны выпадак хімічнай накачкі і інш.)<ref name="physical_dictionary" />.

Класічная трохузроўневая сістэма накачкі рабочага асяроддзя выкарыстоўваецца, напрыклад, у [[рубін]]авым лазеры. Рубін прадстаўляеуяўляе сабой [[крышталь]] [[карунд]]у Al₂O₃, легаваны[[легіраванне|легіраваны]] невялікай колькасцю [[іёніон]]аў хрому Cr³⁺, якія і з'яўляюцца крыніцай лазернага выпраменьвання. З-за ўплыву электрычнага поля крышталічнай рашоткі карунду знешні энергетычны ўзровень хрому E₂ расшчэплены (гл. [[эфект Штарка]]). Іменна гэта робіць магчымым выкарыстанне немонахраматычнага выпраменьвання ў якасці накачкі<ref name="small_encyclopaedia" />. Пры гэтым [[атам]] пераходзіць з асноўнага стану з [[энергія]]й ''E''₀ ўва узбуджаныўзбуджаны з энергіяй каля ''E''₂. У гэтым стане атам можа знаходзіцца параўнальна нядоўга (парадку 10⁻⁸ с), амаль адразу адбываецца пераход без выпраменьвання на ўзровень ''E''₁, на якім атам можа знаходзіцца значна даўжэй (да 10⁻³ с), гэта так званы метастабільны ўзровень. Узнікае магчымасць ажыццяўлення індукаванагаіндуцыраванага выпраменьвання пад уздзеяннем іншых выпадковых [[фатон]]аў. Як толькі атамаў, якія знаходзяцца ў метастабільным стане становіцца больш, чым у асноўным, пачынаецца працэс генерацыі<ref name="physical_dictionary" /><ref>{{cite web

У некаторых лазерах, напрыклад у [[неадым]]авым, ў яком генерацыя выпраменьвання ў якім адбываецца на іёнахіонах неадыму[[неадым]]у Nd³⁺, выкарыстоўваецца чатырохузроўневая схема накачкі. Тут паміж метастабільным ''E''₂ і асноўным узроўнем ''E''₀ маецца прамежкавы — працоўнырабочы ўзровень ''E''₁. Вымушанае выпраменьванне адбываецца пры пераходзе атама паміж ўзроўнямі ''E''₂ і ''E''₁. Перавага гэтай схемы складаеццазаключаецца ў тым, што ў дадзеным выпадку лёгка выканаць умову інверснай населенасці, так якбо час жыцця верхняга працоўнагарабочага ўзроўню (''E''₂) на некалькі парадкаў большбольшы часуза час жыцця ніжняга ўзроўню (''E''₁). Гэта значна зніжае патрабаванні да крыніцы накачкі<ref name="physical_dictionary" />. Акрамя таго, падобная схема дазваляе ствараць магутныя лазеры, якія працуюць у бесперапынным рэжыме, што вельмі важна для некаторых ужыванняўпрымяненняў<ref name="ruby_laser" />. Аднак падобныя лазеры валодаюцьмаюць істотнымістотны недахопамнедахоп ўу выглядзе нізкага квантавага [[Каэфіцыент карыснага дзеяння|ККД]], які вызначаецца як стаўленнедзель энергіі выпраменьваннявыпрамененага фатона дана энергііэнергію паглынутага фатона накачкі (η_{квантавое} = hν_{выпраменьвання}/hν_{накачкі})

[[Файл:Oscillators spectrum.jpg|275px|міні|злева|У шырыню [[спектральная лінія|спектральнай лініі]], намаляванай на малюнкурысунку зялёным колерам, укладваецца тры уласныхуласныя частотычастаты рэзанатара. У гэтым выпадку выпраменьванне, што генеруецца лазерам, будзе трохмодавым. Для фіялетавай лініі выпраменьванне будзе чыста монахраматычным.]]

Люстэркі лазера не толькі забяспечваюць існаванне станоўчай зваротнай сувязі, але і працуюць як рэзанатар, падтрымліваючы аднытыя моды, генерыруюцца лазерам, якія адпавядаюць [[Хваля стаячая|стаячым хваляххвалям]] дадзенага рэзанатара<ref>{{кніга

}}</ref>, і душачыпадаўляючы іншыя<ref name="sivuhin_principles" />. Калі на [[аптычная даўжыня шляху|аптычнай даўжыні]] ''L'' рэзанатара ўкладваецца цэлы лік паўхваль ''n'':

то такія хвалі, праходзячы па рэзанатаррэзанатары, не змяняюцьмяняюць сваёй фазы і, з прычыныдзякуючы [[інтэрферэнцыя святла|інтэрферэнцыі]], ўзмацняюцьузмацняюць адзін аднаго. Усе астатнія, блізка размешчаныя хвалі, паступова гасяць адна адну. Такім чынам спектр уласных частот аптычнага рэзанатара вызначаецца суадносінамі:

Лініі ў спектры выпраменьвання ў сілуз розных прычын ([[доплераўскае зрушэнне|доплераўскае пашырэнне]], знешнія [[Электрычнае поле|электрычныя]] і [[Магнітнае поле|магнітнае палі]], [[Квантавая механіка|квантавамеханічныя эфекты]] і інш.) заўсёды маюць пэўную шырыню <math>\vartriangle \nu_l</math>. Таму могуць узнікаць сітуацыі, калі на шырыню [[спектральная лінія|спектральнай лініі]] ўкладваецца некалькі ўласных частот рэзанатара. У гэтым выпадку выпраменьванне лазера будзе шматмодавым<ref>{{cite web

}}</ref>. Сінхранізацыя гэтых мод дазваляе дамагчысядабіцца таго, каб выпраменьванне прадстаўлялаўяўляла сабой паслядоўнасць кароткіх і магутных імпульсаў. Калі ж <math>\vartriangle \nu_l < \vartriangle \nu_r</math>, то ў выпраменьванні лазера будзе прысутнічаць толькі адна [[частата]], у дадзеным выпадку рэзанансныя ўласцівасці сістэмы люстэркаў слаба выяўлены на фоне рэзанансных уласцівасцяўуласцівасцей спектральнай лініі<ref name="physical_encyclopaedia" />.

Пры больш строгім разліку неабходна ўлічваць, што ўзмацняюцца хвалі, якія распаўсюджваюцца не толькі паралельна аптычнай восі рэзанатара, але і пад малым вуглом <math>\varphi</math> да яе. ЎмоваУмова ўзмацнення тады прымае выгляд<ref name="sivuhin_principles" />:

Гэта прыводзіць да таго, што [[Інтэнсіўнасць, фізіка|інтэнсіўнасць]] пучка прамянёў лазера розная ў розных кропках [[Плоскасць|плоскасці]], перпендыкулярнай гэтаму пучку. Тут назіраецца сістэма светлых плям , падзеленых цёмнымі вузлавымі лініямі. Для ліквідацыі гэтых непажаданых эфектаў выкарыстоўваюць розныя [[дыяфрагма, оптыка|дыяфрагмы]], рассейвальныя ніткі, што рассейваюць, а таксама ўжываюцьвыкарыстоўваюць розныя схемы аптычных рэзанатараў<ref>{{артыкул

* [[ЦвёрдацельныЦвердацельны лазер|ЦвёрдацельныяЦвердацельныя лазеры]] на [[Люмінесцэнцыя|люмінесцуючыхлюмінесцэнтных]] [[Цвёрдае цела|цвёрдых асяроддзях]] (дыэлектрычныя крышталі і шкла). У якасці актыватараў звычайна выкарыстоўваюцца [[іёніон]]ы [[Рэдказямельныя элементы|рэдказямельных элементаў]] або іёныіоны групы [[жалеза]] Fe. Накачка, аптычная і ад [[лазерны дыёд|паўправадніковых лазераў]], ажыццяўляецца па трох- ці чатырохузроўневай схеме. Сучасныя цвёрдацельныяцвердацельныя лазеры здольныя працаваць у імпульсным , бесперапынным і квазінепарыўнымквазібесперапынным рэжымах<ref name="solid-state_laser" />.

* [[Паўправадніковы лазер|Паўправадніковыя лазеры]]. Фармальна таксама з'яўляюцца цвёрдацельныміцвердацельнымі, але традыцыйна вылучаюцца ў асобную групу, паколькібо маюць іншы механізм накачкі (інжэкцыя залішніхлішкавых носьбітаў зарадазараду праз [[p-n пераход]] або гетэрапераход, электрычны прабой у моцным полеполі, бамбаваннебамбардзіроўка хуткімі электронамі), а квантавыя пераходы адбываюцца паміж дазволенымі энергетычнымі зонамі, а не паміж дыскрэтнымі ўзроўнямі энергіі. Паўправадніковыя лазеры — найбольш ужывальныяужывальны ў побыце выглядвід лазераў<ref>{{артыкул

* [[Лазер на фарбавальніках|Лазеры на фарбавальніках]]. Тып лазераў, які выкарыстоўвае ў якасці актыўнага асяроддзя [[раствор]] флюарэсцуючыхфлюарэсцыруючых з утварэннем шырокіх [[спектр]]аў арганічных фарбавальнікаў. Лазерныя пераходы ажыццяўляюцца паміж рознымі вагальнывагальнымі падузроўнямі першага ўзбуджанага і асноўнага сінглетных электронных станаў. Накачка аптычная, могуць працаваць у бесперапынным і імпульсным рэжымах. Асноўнай асаблівасцю з'яўляецца магчымасць перабудовыперастройкі даўжыні хвалі выпраменьвання ў шырокім дыяпазоне. Прымяняюцца ў спектраскапічных даследаваннях<ref>{{артыкул

| местомесца = М.

| издательствовыдавецтва = [[Советская энциклопедия|«Советская энциклопедия»]]

* [[Газавы лазер|Газавыя лазеры]] — лазеры, актыўным асяроддзем якіх з'яўляецца сумесь [[газ]]аў і [[пар]]оў. Адрозніваюцца высокай магутнасцю, монахраматычнасцю, а таксама вузкай скіраванасцю выпраменьвання. Працуюць у бесперапынным і імпульсным рэжымах. У залежнасці ад сістэмы накачкі газавыя лазеры падзяляюць на газаразрадныя лазеры, газавыя лазеры з аптычнайаптычным узрушанасцюузбуджэннем і узбуджэннемўзбуджэннем зараджанымі часціцамі (напрыклад, лазеры з ядзернайядзернаю накачкінакачкай<ref>{{артыкул

}}</ref>), газадынамічныя і хімічныя лазеры. Па тыпу лазерных пераходаў адрозніваюць газавыя лазеры на атамных пераходах, іённыяіонныя лазеры, малекулярныя лазеры на электронных, вагальных і круцільных пераходах малекул і эксімерныя лазеры<ref>{{артыкул

* [[Газадынамічны лазер|Газадынамічныя лазеры]] — газавыя лазеры з цеплавой накачкі, інверсія насельніцтваў у якіх ствараецца паміж узбуджанымі вагальна-круцільнымі ўзроўнямі гетэраядзерных малекул шляхам адыябатычнага пашырэння газавай сумесі, якая рухаецца з высокай хуткасцю (часцей за N₂+CO₂+He аббоабо N₂+CO₂+Н₂О, працоўнаерабочае рэчыва — [[Вуглякіслы газ|CO₂]])<ref>{{артыкул

| автораўтар = А. С. Бирюков

| заглавиезагаловак = Газодинамический лазер

| ссылкаспасылка = http://www.femto.com.ua/articles/part_1/0647.html

| автораўтар изданиявыдання = под. ред. [[Прохоров, Александр Михайлович|А. М. Прохорова]]

| изданиевыданне = [[Физическая энциклопедия]]

| местомесца = М.

| издательствовыдавецтва = [[Советская энциклопедия|«Советская энциклопедия»]]

* [[Эксімерны лазер|Эксімерныя лазеры]] — разнавіднасць газавых лазераў, якія працуюць на энергетычных пераходах эксімерных малекул (дымеры высакародных газаў, а таксама іх монагалагенідаў), здольных існаваць толькі некаторы час ва ўзбуджаным стане. Накачка ажыццяўляецца прапусканнем праз газавую сумесь пучка электронаў, пад дзеяннем якіх атамы пераходзяць ва ўзбуджаны стан з утварэннем эксімераў, якія фактычна прадстаўляюць сабой асяроддзе з інверсіяй населенасцей. Эксімерныя лазеры адрозніваюцца высокімі энергетычнымі характарыстыкамі, малым роскідам [[Даўжыня хвалі|даўжыні хвалі]] генерацыі і магчымасці яе плыўнай перабудовыперастройкі ў шырокім дыяпазонеrefдыяпазоне<ref>{{артыкул

* [[Хімічны лазер|Хімічныя лазеры]] — разнавіднасць лазераў, крыніцай энергіі для якіх служаць хімічныя рэакцыі паміж кампанентамі працоўнагарабочага асяроддзя (сумесі газаў). Лазерныя пераходы адбываюцца паміж узбуджанымі вагальна-круцільнымі і асноўнымі ўзроўнямі складовыхсастаўных малекул прадуктаў рэакцыі. Для ажыццяўлення хімічных рэакцый у асяроддзі неабходна пастаянная прысутнасць свабодных радыкалаў, для чаго выкарыстоўваюцца розныя спосабы ўздзеяння на малекулы для іх дысацыяцыі. Адрозніваюцца шырокім спектрам генерацыі ў блізкай ІЧ-вобласці, вялікай магутнасцю бесперапыннага і імпульснага выпраменьвання<ref>{{артыкул

* [[Лазер на свабодных электронах|Лазеры на свабодных электронах]] — лазеры, актыўным асяроддзем якіх з'яўляецца паток свабодных [[электрон]]аў, якіякія вагаеццавагаюцца ў вонкавым [[Электрамагнітнае поле|электрамагнітным полеполі]] (за кошт чаго ажыццяўляецца выпраменьванне) і распаўсюджваеццараспаўсюджваюцца з рэлятывісцкай хуткасцю ў кірунку выпраменьвання. Асноўнай асаблівасцю з'яўляецца магчымасць плыўнайплаўнай шырокадыяпазоннай перабудовыперастройкі частаты генерацыі. Адрозніваюць убітроны і скатроны, накачка першых ажыццяўляецца ў прасторава-перыядычным статычным полеполі андулятара, другіх — магутным полем электрамагнітнай хвалі. Існуюць таксама мазермазеры на цыклатронным рэзанансе і страфатроны, заснаваныя на тармазным выпраменьванні электронаў, а таксама фліматроны, якія выкарыстоўваюць [[Эфект Вавілава — Чэранкова|эфект чаранкоўскага]] і пераходнага выпраменьванняў. Паколькі кожныКожны электрон выпраменьвае да 10⁸ фатонаў, таму лазеры на свабодных электронах з'яўляюцца, па сутнасці, класічнымі прыборамі і апісваюцца законамі [[Класічная электрадынаміка|класічнай электрадынамікі]]<ref>{{артыкул

|pmid= 17732739}} {{en icon}}</ref>. У адрозненне ад звычайных паўправадніковых лазераў, якія выпраменьваюць з дапамогай вымушаных пераходаў паміж дазволенымі [[электрон]]нымі і дзіркавымі ўзроўнямі, падзеленымі [[забароненая зона|забароненай зонай]] [[паўправаднік]]а, выпраменьванне квантавых каскадных лазераў ўзнікаеузнікае пры пераходзе электронаў паміж пластаміслаямі гетэраструктур паўправадніка і складаецца з двух тыпаў прамянёў, прычым другасны прамень валодаемае вельмі незвычайнымінезвычайныя ўласцівасцяміўласцівасці і не патрабуе вялікіх выдаткаў энергіі<ref>{{cite journal

* [[Вертыкальна-выпраменьвальныявыпраменьваючыя лазеры]] (VCSEL) — «Павярхоўна-выпраменьвальнывыпраменьваючы лазер з вертыкальным рэзанатарам» — разнавіднасць дыёднага паўправадніковага лазера, які выпраменьвае [[святло]] ў кірунку, перпендыкулярным паверхні крышталя, у адрозненне ад звычайных лазерных дыёдаў, выпраменьваючых ў плоскасці, раўналежнайпаралельнай паверхні пласцін.

}}</ref> і інш.).

}} {{en icon}}</ref>. УЗ-за сілу унікальныхўнікальных уласцівасцей выпраменьваннялазернага лазераўвыпраменьвання, янылазеры шырока прымяняюцца ў многіх галінах [[Навука|навукі]] і [[Тэхніка|тэхнікі]], а таксама ў [[Побыт|побыце]] (прайгравальнікі [[кампакт-дыск]]аў, [[лазерны прынтар|лазерныя прынтары]], счытвальнікі [[штрых-код]]аў, [[лазерная ўказка|лазерныя ўказкі]] і інш.) Лёгка дасягальная высокая шчыльнасць энергіі выпраменьвання дазваляе вырабляцьвыконваць лакальную тэрмічную апрацоўку і звязаную з ёй механічную апрацоўку (рэзанне, зварку, пайку, гравіроўку). Дакладны кантроль зоны нагрэву дазваляе зварваць матэрыялы, якія немагчыма зварыць звычайнымі спосабамі (да прыкладу, [[Кераміка|кераміку]] і [[метал]]). Прамень лазера можаможна быцьсфакусіраваць сфакусаваны ўу кропку дыяметрам парадку [[мікрон]]а, што дазваляе выкарыстоўваць яго ў [[мікраэлектроніка|мікраэлектроніцы]] для прэцызійнай механічнай апрацоўкі матэрыялаў (рэзка паўправадніковых крышталяў, свідравання асабліва тонкіх адтулін у друкаваныхпячатных платах)<ref>{{cite web

}}</ref> (у тым ліку аб'ёмная гравіроўка празрыстых матэрыялаў). Лазеры выкарыстоўваюцца для атрымання паверхневых пакрыццяў матэрыялаў (лазернае легаваннелегіраванне, лазерная наплаўкінаплаўка, вакуумна-лазернае напыленне) з мэтай павышэння іх зносаўстойлівасці. Пры лазернай апрацоўцы матэрыялаў на іх не аказваецца механічнае ўздзеянне, зона нагрэву малая, таму ўзнікаюць толькі нязначныя тэрмічныя дэфармацыі. Акрамя таго, увесь тэхналагічны працэс можа быцьможна цалкам аўтаматызаваныаўтаматызаваць. ЛазернаяТаму лазерная апрацоўка таму характарызуецца высокай дакладнасцю і прадукцыйнасцю.

[[Файл:Laser from printer.jpg|250px|міні|справа|Паўправадніковы лазер, які ўжываеццапрымяняецца ў вузле генерацыі малюнка [[Прынтар|прынтара]] Hewlett-Packard]]

Лазеры прымяняюцца ў [[галаграфія|галаграфіі]] для стварэння саміх галаграм і атрымання галаграфічнага аб'ёмнага малюнка. Некаторыя лазеры, напрыклад лазеры на фарбавальніках, здольныя генераваць монахраматычнае святло практычна любой даўжыні хвалі, пры гэтым імпульсы выпраменьвання могуць дасягаць 10^-16 с, а такім чынамзначыць і вялікіх магутнасцей (так званыя гіганцкія імпульсы). Гэтыя ўласцівасці выкарыстоўваюцца ў [[Спектраскапія|спектраскапіі]], а таксама пры вывучэнні нелінейных аптычных эфектаў. З выкарыстаннемдапамогай лазера атрымаласяўдалося вымераць адлегласць да [[Месяц, спадарожнік Зямлі|Месяца]] з дакладнасцю да некалькіх [[сантыметр]]аў. Лазерная лакацыя касмічных аб'ектаў удакладніла значэнні шэрагу фундаментальных астранамічных пастаянных і спрыяла ўдакладненніўдакладненню параметраў касмічнай навігацыі, пашырыла прадстаўленні аб будове [[Атмасфера|атмасферы]] і паверхні планет [[Сонечная сістэма|Сонечнай сістэмы]]<ref name="physical_dictionary" />. У астранамічных [[тэлескоп]]ах, забяспечаных адаптыўнай аптычнай сістэмай карэкцыі атмасферных скажэнняў, лазер ўжываюцьвыкарыстоўваюць для стварэння штучных апорных зорак у верхніх пластах атмасферы.

Звышкароткія імпульсы лазернага выпраменьвання выкарыстоўваюцца ў [[фотахімія|лазернай хіміі]] для запуску і аналізу [[Хімічная рэакцыя|хімічных рэакцый]]. Тут лазернае выпраменьванне дазваляе забяспечыць дакладную лакалізацыю, дазаваннядазіраванне, абсалютную стэрыльнасць і высокую хуткасць уводу энергіі ў сістэму<ref>{{артыкул

}}</ref>, разглядаюцца магчымасці ажыццяўлення з дапамогай лазераў [[кіраванякіруемы тэрмаядзерны сінтэз|кіраванагакіруемага тэрмаядзернага сінтэзу]]. Лазеры выкарыстоўваюцца і ў ваенных мэтах, напрыклад, у якасці сродкаў навядзення і прыцэльвання. Разглядаюцца варыянты стварэння на аснове магутных лазераў баявых сістэм абароны паветранага, марскога і наземнага базіравання<ref>{{cite web

[[Файл:S&W .357 Magnum With Laser Sight.jpg|міні|Рэвальвер, нааснашчаны якомулазерным ёсць лазерны цэлеўказчыкцэлеўказчыкам]]

У [[Медыцына|медыцыне]] лазеры ўжываюццапрымяняюцца як бяскроўныя скальпелі, выкарыстоўваюцца пры лячэнні афтальмалагічных захворванняў ([[катаракта]], [[адслаенне сятчаткі]], [[лазерная карэкцыя зроку]] і інш.). Шырокае прымяненне атрымалі таксама ў касметалогіі (лазерная эпіляцыя, лячэнне сасудзістых і пігментных дэфектаў скуры, лазерны пілінг, выдаленне [[Татуіроўка|татуіровак]] і пігментных плям)<ref>{{cite web

У цяперашні час бурна развіваецца так званая ''лазерная сувязь''. Вядома, што чым вышэйвышэйшая апорная частата канала сувязі, тым большбольшая яго прапускная здольнасць<ref name="krugosvet" />. Таму ў [[радыёсувязь|радыёсувязі]] імкнеццаімкнуцца пераходзіць на ўсё больш кароткія даўжыні хваль. Даўжыня светлавой хвалі ў сярэднім на шэсць парадкаў меншменшая даўжыніза даўжыню хвалі радыёдыяпазонарадыёдыяпазону, таму з дапамогай лазернага выпраменьвання магчымаямагчыма перадача значна большага аб'ёму інфармацыі. Лазерная сувязь ажыццяўляецца як па адкрытымадкрытых, так і па закрытымзакрытых святлаводнымсвятлаводных структурамструктурах, напрыклад, па аптычнаму валакну. Святло за кошт з'явы поўнага ўнутранага адлюстравання можа распаўсюджвацца па ім на вялікія адлегласці, практычна не аслабяваючыслабеючы<ref>{{артыкул

Для вывучэння ўзаемадзеяння лазернага выпраменьвання з рэчывам і атрымання кіраванагакіруемага тэрмаядзернага сінтэзу будуюць вялікія лазерныя комплексы , магутнасць якіх можа пераўзыходзіць 1 ПВт.