Введение

Лазер состоит из трех основных частей:

источника энергии (обычно называемого накачкой или источником накачки),
активной среды или лазерной среды, и
двух или более зеркал, формирующих оптический резонатор.

Источник насоса

Источник накачки – это часть, которая обеспечивает энергией лазерную систему. Примеры источников накачки включают электрические разряды, импульсные лампы, дуговые лампы, излучение другого лазера, химические реакции и даже взрывные устройства. Тип используемого источника накачки главным образом зависит от активной среды, а также определяет способ передачи энергии в эту среду. Гелиево-неоновый (HeNe) лазер использует электрический разряд в смеси газов гелия и неона, Nd:YAG лазер использует либо свет, сфокусированный от ксеноновой импульсной лампы, либо диодные лазеры, а экцимерные лазеры используют химическую реакцию.

Оптический резонатор

Оптический резонатор, или оптическая полость, в простейшем виде представляет собой два параллельных зеркала, расположенных вокруг активной среды, которые обеспечивают обратную связь света. Зеркала имеют оптические покрытия, определяющие их отражающие свойства. Как правило, одно из зеркал является зеркалом с высоким коэффициентом отражения, а другое – зеркалом с частичным коэффициентом отражения. Последнее называется выходным зеркалом, поскольку оно позволяет части света покинуть полость, формируя выходной луч лазера. Свет, испускаемый активной средой спонтанным излучением, отражается зеркалами обратно в среду, где он может быть усилен вынужденным излучением. Свет может многократно отражаться от зеркал, проходя через активную среду сотни раз, прежде чем покинуть полость. В более сложных лазерах используются конфигурации с четырьмя и более зеркалами, формирующими полость. Конструкция и выравнивание зеркал относительно активной среды критически важны для определения точной рабочей длины волны и других характеристик лазерной системы. Другие оптические элементы, такие как вращающиеся зеркала, модуляторы, фильтры и поглотители, могут быть помещены внутрь оптического резонатора для получения различных эффектов на выходе лазера, например, для изменения длины волны генерации или создания импульсов лазерного излучения. Некоторые лазеры не используют оптическую полость, а полагаются на очень высокое оптическое усиление для генерации значительного усиленного спонтанного излучения (ASE) без необходимости обратной связи света в активную среду. Такие лазеры называют сверхлюминесцентными, они излучают свет с низкой когерентностью, но большой полосой пропускания. Поскольку они не используют оптическую обратную связь, эти устройства часто не классифицируются как лазеры.