Atomi

L'effetto laser

La parola laser è l'acronimo di Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Amplificazione della Luce tramite Emissione Stimolata di Radiazione).

Il motivo di questo nome deriva dal fatto che quando alcuni elettroni si trovano in un livello superiore rispetto al livello di energia minima, un'onda elettromagnetica della giusta frequenza può stimolare il decadimento degli elettroni verso un livello inferiore. La cosa sorprendente in questa situazione è che l'onda elettromagnetica emessa ha la stessa frequenza, fase e direzione dell'onda stimolante incidente.

Questo significa che la luce incidente viene fortemente rafforzata perché

  • la stessa direzione della luce emessa porta a una diffusione molto bassa del raggio di luce (collimazione)
  • la stessa fase implica che non c'è interferenza tra i fotoni (coerenza)

Per ottenere una potente emissione stimolata, dobbiamo pompare un grande numero di elettroni nello stesso livello e lasciarli decadere verso il livello inferiore tutti insieme, nello stesso momento.

Il problema in questa situazione è che se pompiamo alcuni elettroni in un livello di energia superiore tramite assorbimento stimolato di energia, gli atomi emettono con la stessa velocità con cui avviene il pompaggio. Dobbiamo "bloccare" gli elettroni in un livello che non decade alla stessa velocità del pompaggio.