Το 2015 είναι το Διεθνές Έτος Φωτός και Τεχνολογιών που βασίζονται στο Φως (IYL2015), το οποίο είναι και το έτος που το Εκτελεστικό Συμβούλιο της UNESCO υπέγραψε την απόφαση να οριστεί η 16η Μαΐου κάθε χρόνο ως «Διεθνής Ημέρα Φωτός». Ο λόγος για την επιλογή της 16ης Μαΐου είναι...
Το 2015, το Διεθνές Έτος Φωτός και Τεχνολογιών Βασιζόμενων στο Φως (IYL2015), το Εκτελεστικό Συμβούλιο της UNESCO υπέγραψε την απόφαση να οριστεί η 16η Μαΐου κάθε έτους ως Παγκόσμια Ημέρα Φωτός.
Η 16η Μαΐου επιλέχθηκε επειδή στις 16 Μαΐου 1960, ο Αμερικανός φυσικός Meyman δημιούργησε την πρώτη ακτίνα λέιζερ στην ανθρώπινη ιστορία.
Το Meyman και το ρουμπινί λέιζερ.
Τι ακριβώς είναι λοιπόν το λέιζερ; Και γιατί είναι τόσο σημαντικό;
Για να απαντήσουμε σε αυτά τα δύο ερωτήματα, πρέπει να κατανοήσουμε τις αιτίες και τις συνέπειες του έργου του Meyman.
Γιατί τα αντικείμενα εκπέμπουν φως;
Πίσω στο 1912, οι φυσικοί εξακολουθούσαν να έχουν εμμονή με το πώς έμοιαζε το άτομο, το θεμέλιο του κόσμου.
Φέτος, δημοσιεύτηκαν τρεις εργασίες του Δανού φυσικού Bohr, στις οποίες ο Bohr εφάρμοσε την κβαντική θεωρία στο μοντέλο του ατόμου του Rutherford και πρότεινε το περίφημο μοντέλο Bohr.
Το μοντέλο του Bohr ήταν σε θέση να εξηγήσει φαινόμενα που δεν μπορούσαν να εξηγηθούν από άλλα μοντέλα εκείνη την εποχή, και προέβλεψε κάποια αποτελέσματα που θα μπορούσαν να επιβεβαιωθούν από πειράματα αργότερα, έτσι έγινε γενικά αποδεκτό από την επιστημονική κοινότητα στη συνέχεια.
Το μοντέλο Bohr είναι ένα πλανητικό μοντέλο, που σημαίνει ότι τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια κινούνται γύρω από έναν θετικά φορτισμένο πυρήνα όπως ένας πλανήτης.
Η λεπτότητα του μοντέλου Bohr είναι ότι οι τροχιές αυτών των ηλεκτρονίων δεν επιλέγονται τυχαία, αλλά μόνο σε ορισμένες συγκεκριμένες τιμές.
Το μοντέλο του Bohr του ατόμου υδρογόνου.
Το πιο εσωτερικό τροχιακό ηλεκτρονίων ονομάζεται θεμελιώδης κατάσταση, το τροχιακό στο εξωτερικό στρώμα ονομάζεται πρώτη διεγερμένη κατάσταση, το εξωτερικό στρώμα είναι η δεύτερη διεγερμένη κατάσταση, και ούτω καθεξής.
Μπορούμε να παρατηρήσουμε ότι οι ενέργειες των ηλεκτρονίων αυτών των διαφορετικών τροχιακών είναι διαφορετικές, επομένως μπορούμε να "ισιώσουμε" αυτά τα τροχιακά και να έχουμε κάποια ενεργειακά επίπεδα. Αυθόρμητα επίπεδα ενέργειας ακτινοβολίας.
Λόγω της διατήρησης της ενέργειας, τα ηλεκτρόνια θέλουν να μεταπηδήσουν από χαμηλά επίπεδα ενέργειας σε υψηλά επίπεδα ενέργειας, πρέπει να απορροφήσετε την αντίστοιχη ενέργεια από τον έξω κόσμο, αυτή τη διαδικασία την ονομάζουμε διεγερμένη απορρόφηση. Ομοίως, το ηλεκτρόνιο από το υψηλό επίπεδο ενέργειας για να πέσει στο χαμηλό επίπεδο ενέργειας, σίγουρα θα απελευθερώσει και την αντίστοιχη ενέργεια, αποδεικνύεται ότι αυτή η διαδικασία θα εκπέμψει ένα φωτόνιο, δηλαδή, το ηλεκτρόνιο θα είναι φωτεινό, οπότε αυτή η διαδικασία ονομάζεται αυθόρμητη ακτινοβολία.
Η αρχή της φωταύγειας των κοινών πηγών φωτός στη ζωή μας είναι η αυθόρμητη ακτινοβολία.
Λαμπτήρες φθορισμού.
Κάνοντας το φως να «συμπεριφέρεται»
Υπάρχουν ορισμένα προβλήματα με το φως που παράγεται από την αυθόρμητη ακτινοβολία: υπάρχουν πολλά επίπεδα ενέργειας στα άτομα και αυτά τα φωτόνια μπορεί να παράγονται από αυθόρμητη ακτινοβολία στο πρώτο ενεργειακό επίπεδο ή από αυθόρμητη ακτινοβολία στο τρίτο ενεργειακό επίπεδο ......
Αυτό οδηγεί σε διαφορετικές ενέργειες αυτών των φωτονίων και η ενέργεια ενός μόνο φωτονίου καθορίζει τη συχνότητα του φωτός, δηλαδή η συχνότητα του φωτός που παράγεται από την αυθόρμητη ακτινοβολία είναι τυχαία.
Ένα άλλο σημείο είναι ότι ο χρονισμός της αυθόρμητης ακτινοβολίας για την παραγωγή φωτονίων, καθώς και η κατεύθυνση της κίνησης των φωτονίων δεν είναι επίσης υπό τον έλεγχό μας, κάτι που θα οδηγήσει σε αυθόρμητη ακτινοβολία για την παραγωγή φωτός, η φάση είναι επίσης τυχαία.
Η συχνότητα και η φάση που αναφέρονται εδώ είναι όλες οι ιδιότητες του φωτός ως ηλεκτρομαγνητικό κύμα. Η συχνότητα μπορεί να γίνει κατανοητή ως η ταχύτητα της δόνησης του φωτεινού κύματος, η οποία καθορίζει επίσης το χρώμα του φωτός που βλέπουμε. φάση μπορεί να γίνει κατανοητή ως η θέση της μετάδοσης του φωτεινού κύματος.
Το φως ως ηλεκτρομαγνητικό κύμα.
Εν ολίγοις, το φως που παράγεται από συνηθισμένες πηγές φωτός είναι σαν ένα σωρό άνθρωποι που συνωστίζονται στο μετρό, είναι ηλικιωμένοι και νέοι, άνδρες και γυναίκες, φορούν διαφορετικά χρώματα για να πάρουν το μετρό και δεν περπατούν τόσο γρήγορα, μερικοί έχουν ήδη πάρει στο τρένο, ενώ κάποιοι ακόμα ελέγχουν τα εισιτήρια.
Αυτό οδήγησε σε συνηθισμένες πηγές φωτός, αν και στη ζωή του φωτισμού ήταν αρκετό για χρήση, αλλά στον τομέα της επιστημονικής έρευνας, ειδικά στη μελέτη της φύσης του φωτός, η δύναμη μάχης είναι πραγματικά γενική.
Τελικά, το 1917, ένας άλλος τρόπος για το φως εμφανίστηκε, δηλαδή ο Αϊνστάιν πρότεινε τη θεωρία της διεγερμένης ακτινοβολίας.
Διεγερμένη ακτινοβολία.
Η θεωρία της διεγερμένης ακτινοβολίας είναι να πούμε, τώρα υποθέστε ότι η πρώτη διεγερμένη κατάσταση σε ένα ηλεκτρόνιο, όταν χτυπήσει ένα φωτόνιο, και η ενέργεια αυτού του φωτονίου είναι ακριβώς ίση με την πρώτη διεγερμένη κατάσταση και το χάσμα μεταξύ της βασικής κατάστασης, τότε αυτή τη φορά, η πρώτη διεγερμένη κατάσταση στο ηλεκτρόνιο θα «πειραστεί» να ολοκληρώσει την περίπτωση της αυθόρμητης ακτινοβολίας, εκπέμποντας ένα Το «πανομοιότυπο» φωτόνιο απελευθερώνεται.
Εξαιτίας της ύπαρξης αυτού του "πειραμένου φωτονίου", ονομάζουμε αυτή τη διαδικασία διεγερμένη ακτινοβολία.
Εάν υπάρχουν αρκετά ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας, αυτή η διαδικασία θα συνεχιστεί, σχηματίζοντας τελικά μια μεγάλη ομάδα «παραπλανημένων» φωτονίων, θα ονομάσουμε αυτή τη διαδικασία διαδικασία ενίσχυσης φωτός, το πιο σημαντικό είναι ότι η φάση και η συχνότητα αυτών των φωτονίων είναι ακριβώς η ίδιο. Σαν προσεγμένος και τακτοποιημένος στρατός, και η παραπάνω αυθόρμητη ακτινοβολία «στρίψε το μετρό» είναι τελείως διαφορετική.
Πόσα βήματα χρειάζονται για την κατασκευή ενός λέιζερ;
Το πρώτο βήμα είναι η αντιστροφή του αριθμού σωματιδίων.
Με τη θεωρία της διεγερμένης ακτινοβολίας, οι άνθρωποι αναρωτιούνται πώς να χρησιμοποιήσουν αυτή τη θεωρία για να δημιουργήσουν μια πηγή φωτός που μπορεί να εκπέμπει ένα καθαρό και τακτοποιημένο φως.
Μερικοί αναγνώστες μπορεί να πουν, "Γιατί να μην πάρουμε το φως και να το ρίξουμε μέσα; Τι είναι τόσο δύσκολο σε αυτό;
Οι αναγνώστες που έχουν τέτοιες αμφιβολίες θα πρέπει να δώσουν προσοχή στη λέξη «αρκετά» που αναφέρθηκε προηγουμένως και μην ξεχνάτε το φαινόμενο μας της ενθουσιασμένης απορρόφησης.
Εάν δεν υπάρχουν αρκετά ηλεκτρόνια σε υψηλά ενεργειακά επίπεδα, ο αριθμός της διεγερμένης ακτινοβολίας είναι μικρότερος από τον αριθμό της διεγερμένης απορρόφησης, όταν χτυπήσει μια δέσμη φωτός, δεν θα εκπέμπεται ενίσχυση φωτός, αλλά θα είναι η διεγερμένη απορρόφηση ηλεκτρονίων στη θεμελιώδη κατάσταση, με αποτέλεσμα σε απώλεια φωτός.
Στην πραγματικότητα, στη φυσική περίπτωση, ο αριθμός των ηλεκτρονίων θεμελιώδους κατάστασης είναι πολύ μεγαλύτερος από τον αριθμό των διεγερμένων ηλεκτρονίων, σε θερμοκρασία δωματίου, για παράδειγμα, ένα σύστημα δύο ενέργειας (δηλαδή, μόνο η θεμελιώδης κατάσταση και η πρώτη διεγερμένη κατάσταση του το ενεργειακό σύστημα) ο αριθμός των ηλεκτρονίων θεμελιώδους κατάστασης είναι περίπου 10 από 170 φορές τον αριθμό των διεγερμένων ηλεκτρονίων!
Έτσι, προκειμένου να χρησιμοποιηθεί η αρχή της διεγερμένης ακτινοβολίας για τη δημιουργία μιας πηγής φωτός, το πρώτο πρόβλημα που πρέπει να λυθεί είναι να γίνει ο αριθμός των σωματιδίων σε υψηλότερα ενεργειακά επίπεδα μεγαλύτερος από τον αριθμό των σωματιδίων σε χαμηλότερα επίπεδα ενέργειας, δηλαδή να επιτευχθεί ο αριθμός σωματιδίων αντιστροφή.
Πώς να επιτύχετε αντιστροφή αριθμού σωματιδίων;
Η βασική ιδέα είναι να αντληθούν τα σωματίδια από τη βασική κατάσταση στην κατάσταση υψηλής ενέργειας, ακριβώς όπως μια αντλία.
Αυτό είναι πιο εύκολο να ειπωθεί παρά να γίνει.
Σωματίδια άντλησης νερού.
Το δεύτερο βήμα είναι να δημιουργήσετε έναν προκάτοχο.
Το 1951, ο Αμερικανός φυσικός Τάουνς σκέφτηκε πώς να επιτύχει την αντιστροφή του αριθμού των σωματιδίων στο μόριο της αμμωνίας.
Το μόριο αμμωνίας είναι ένα σύστημα δύο ενεργειών και είναι αδύνατο να επιτευχθεί αντιστροφή αριθμού σωματιδίων υπό κανονικές συνθήκες, επειδή η πιθανότητα διεγερμένης απορρόφησης και διεγερμένης ακτινοβολίας είναι η ίδια, καθώς και η παρουσία αυθόρμητης ακτινοβολίας, η οποία οδηγεί στο γεγονός ότι ο αριθμός των σωματιδίων σε υψηλότερα ενεργειακά επίπεδα πρέπει να είναι μικρότερος από τον αριθμό των σωματιδίων στη βασική κατάσταση.
Η προσέγγιση του Towns ήταν ευφυής, καθώς χρησιμοποίησε ένα μαγνητικό πεδίο για να διακρίνει τα μόρια αμμωνίας στη θεμελιώδη κατάσταση και τα μόρια διεγερμένης κατάστασης, ξεχωρίζοντας τα μόρια αμμωνίας διεγερμένης κατάστασης που θα τοποθετηθούν σε μια κοιλότητα συντονισμού μικροκυμάτων, στην οποία επιτεύχθηκε η αντιστροφή του αριθμού σωματιδίων.
Τρία χρόνια αργότερα, χρησιμοποιώντας αυτή την ιδέα, ο Τάουνς κατασκεύασε το πρώτο «MASER». Τι είναι το MASER;
Το MASER ονομάζεται Ενίσχυση μικροκυμάτων με διεγερμένη εκπομπή ακτινοβολίας, που μεταφράζεται σε «ενίσχυση μικροκυμάτων με διεγερμένη ακτινοβολία». Το Laser LASER ονομάζεται Ενίσχυση φωτός με Διεγερμένη Εκπομπή Ακτινοβολίας, που μεταφράζεται σε «ενίσχυση φωτός από διεγερμένη ακτινοβολία».
Αναφέραμε παραπάνω ότι το φως είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα και τα μικροκύματα είναι ένα άλλο ηλεκτρομαγνητικό κύμα.
Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα μπορούν να ταξινομηθούν ανάλογα με τη συχνότητά τους, με τα μικροκύματα να κυμαίνονται από 300 MHz έως 300 GHz και το ορατό φως να κυμαίνεται από 3,9 έως 7,5 επί 10 έως την 14η ισχύ Hz.
Από το όνομα μπορούμε να δούμε τη διαφορά μεταξύ MASER και LAZER, κυρίως στη διαφορά στις μπάντες λειτουργίας, το MASER απέχει μόνο ένα βήμα από το LASER.
Πόλεις και το πρώτο MASER.
Το τρίτο βήμα είναι να ολοκληρώσετε τα τρία κύρια συστατικά του λέιζερ.
Η εισαγωγή του MASER έλυσε το πρόβλημα της αντιστροφής του αριθμού σωματιδίων. Σε μόλις τρία χρόνια, αυτή η τεχνολογία έχει προχωρήσει αλματωδώς και σε αυτό το σημείο όλοι θέλουν να βιαστούν και να το κάνουν ένα βήμα παραπέρα μετατρέποντας αυτόν τον ενισχυτή μικροκυμάτων σε οπτικό ενισχυτή και δημιουργώντας αυτήν την ονειρεμένη πηγή φωτός, το λέιζερ.
Μέχρι στιγμής μπορέσαμε να συνοψίσουμε αόριστα τη σύνθεση του λέιζερ τρία κύρια συστατικά:
Το πρώτο είναι η ανάγκη επίτευξης αντιστροφής αριθμού σωματιδίων της ουσίας, όπως τα μόρια αμμωνίας, που ονομάζουμε μέσο κέρδους. η δεύτερη είναι η κατάλληλη μέθοδος άντλησης, την ονομάζουμε άντληση. τρίτη είναι οι προαναφερθείσες Πόλεις με κοιλότητα συντονισμού, καθώς για το ρόλο της κοιλότητας συντονισμού θα μιλήσουμε αργότερα.
Το 1958, οι Towns και Shorro συνεργάστηκαν σε μια θεωρητική εργασία που προέβλεψε τη σκοπιμότητα των λέιζερ για πρώτη φορά από θεωρητική άποψη. Σε αυτό το σημείο όλα ήταν έτοιμα για Towns, εκτός από τον αέρα!
Στις 16 Μαΐου 1960, ο Meyman πήρε έναν διαφορετικό δρόμο και ήταν ο πρώτος που κατασκεύασε το πρώτο λέιζερ στην ανθρώπινη ιστορία.
Η ιστορία του πώς ο Meyman έφτασε εκεί πρώτα είναι μια συναρπαστική ιστορία με πολλές ανατροπές. Αλλά ας εστιάσουμε εδώ στο ρουμπινί λέιζερ του.
Το σχηματικό διάγραμμα του ρουμπινιού λέιζερ.
Αυτό το λέιζερ δείχνει πολύ καθαρά τα τρία κύρια συστατικά του λέιζερ, μπορούμε επίσης να τα εισαγάγουμε με τη σειρά μας.
Κέρδος μέσου:
Το μέσο κέρδους που επέλεξε ο Meyman είναι το ρουμπίνι, το οποίο είναι τριοξείδιο του αργιλίου με πρόσμειξη χρωμίου.
Σχηματική απεικόνιση του συστήματος τριών ενεργειών.
Αυτό το μέσο απολαβής είναι ένα σύστημα τριών ενεργειών και αυτό το σύστημα τριών ενεργειών για την επίτευξη αντιστροφής αριθμού σωματιδίων είναι πολύ πιο απλό από το προηγούμενο σύστημα δύο επιπέδων. Υπάρχουν ορισμένα ειδικά χαρακτηριστικά του συστήματος τριών επιπέδων ρουμπίνι και μπορούμε να καταλάβουμε πώς επιτυγχάνει την αντιστροφή του αριθμού σωματιδίων με τη διαδικασία άντλησής του.
Πρώτον, τα σωματίδια βασικής κατάστασης μεταφέρονται απευθείας στο ενεργειακό επίπεδο Ε3 με κατάλληλη διέγερση και υπάρχει μια διαδικασία άλματος χωρίς ακτινοβολία μεταξύ των ενεργειακών επιπέδων Ε3 και Ε2, πράγμα που σημαίνει ότι τα σωματίδια στο Ε3 θα τρέξουν γρήγορα στο Ε2 λόγω συγκρούσεων , και η μειωμένη ενέργεια γίνεται ενέργεια θερμικής κίνησης αντί για φωταύγεια.
Επιπλέον, η κατάσταση Ε2 είναι υποσταθερή, δηλαδή τα σωματίδια που πέφτουν στο ενεργειακό επίπεδο Ε3 μπορούν να παραμείνουν στο ενεργειακό επίπεδο Ε2 για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτό ισοδυναμεί με τη χρήση του ενεργειακού επιπέδου Ε3 ως μετάβαση για τη μεταφορά των σωματιδίων από τη θεμελιώδη κατάσταση στο Ε2, και αφήστε τη διαδικασία να συνεχιστεί, ο αριθμός των σωματιδίων στο Ε2 θα υπερβεί τον αριθμό των σωματιδίων στη θεμελιώδη κατάσταση, επιτυγχάνοντας τον αριθμό των σωματιδίων αντιστροφή.
Στην πραγματικότητα, η απόδοση του λέιζερ ρουμπίνι είναι πολύ χαμηλή, μόνο 0.1 τοις εκατό , η οποία περιορίζεται από το μέσο απολαβής, επειδή το σύστημα τριών ενεργειών απαιτεί πολύ υψηλή ενέργεια για την άντληση των σωματιδίων εδαφικής κατάστασης στο κατάσταση υψηλής ενέργειας. Επιπλέον, το μήκος κύματος αυτού του λέιζερ είναι 694,3 nm, το οποίο καθορίζεται επίσης από το μέσο απολαβής.
Με την ανάπτυξη του λέιζερ, οι τύποι μέσου κέρδους αυξήθηκαν σταδιακά, συμπεριλαμβανομένων αερίων, στερεών, υγρών, ινών, ημιαγωγών κ.λπ., όπως ο δείκτης λέιζερ που χρησιμοποιείται συνήθως στην τάξη είναι ένα λέιζερ ημιαγωγών.
Εν ολίγοις, ανεξάρτητα από το μέσο κέρδους, πρέπει να έχει μια μέθοδο που να μπορεί να επιτύχει αντιστροφή αριθμού σωματιδίων.
Άντληση:
Η λάμπα αντλίας του πρώτου ρουμπινί λέιζερ.
Το πιο προφανές χαρακτηριστικό του λέιζερ Meynman είναι ότι η πηγή αντλίας του είναι μια σπειροειδής λάμπα xenon, το σπειροειδές σχήμα διασφαλίζει ότι η ράβδος ρουμπίνι τοποθετείται μεταξύ των λαμπτήρων. Επιπλέον, αυτή η λάμπα εξακολουθεί να χρησιμοποιεί παλμικό φως για άντληση, πράγμα που σημαίνει ότι το φως που εκπέμπει δεν είναι συνεχές, αλλά σε εκρήξεις. Αυτό είναι το πιο σημαντικό σχέδιο του Meynman, έτσι ώστε το συνεχές φως άντλησης υψηλής ενέργειας να μην καταστρέφει τον κρύσταλλο.
Κοιλότητα συντονισμού:
Σχηματικό διάγραμμα της κοιλότητας συντονισμού.
Στα δύο άκρα της ράβδου ρουμπίνι, ο Meyman τοποθέτησε δύο καθρέφτες και έσκαψε μια μικρή τρύπα στη δεξιά πλευρά, έτσι ώστε το φως από τη διεγερμένη ακτινοβολία να μπορεί να ταξιδεύει εμπρός και πίσω μέσω του μέσου απολαβής για να «δελεάσει» περισσότερα φωτόνια και αφού φτάσει σε ορισμένη ένταση, το φως λέιζερ θα εκπέμπεται μέσα από τη μικρή τρύπα.
Ποια είναι η χρήση του λέιζερ;
Ο Mayman πραγματοποίησε μια συνέντευξη Τύπου μετά την εφεύρεση του λέιζερ, στην οποία ένας δημοσιογράφος έκανε αυτή την ερώτηση, ο Mayman έδωσε 5 προτάσεις: 1:
1. Χρησιμοποιείται για την ενίσχυση του φωτός, για παράδειγμα, όταν φτιάχνουν λέιζερ υψηλής ισχύος, χρησιμοποιούν οπτικούς ενισχυτές για να ενισχύσουν το ασθενέστερο φως.
2. μπορεί να χρησιμοποιήσει λέιζερ για να μελετήσει την ύλη.
3. Να χρησιμοποιεί ακτίνες λέιζερ υψηλής ισχύος για διαστημικές επικοινωνίες.
4. χρησιμοποιείται για την αύξηση του αριθμού των καναλιών επικοινωνίας (αυτό είναι που εμφανίστηκε αργότερα ως επικοινωνία οπτικών ινών).
5. να εστιάσει τη δέσμη για να παράγει εξαιρετικά υψηλή ένταση φωτός για κοπή ή συγκόλληση υλικών στη βιομηχανία ή για χειρουργική επέμβαση στην ιατρική κ.λπ.
Πρέπει να θαυμάσουμε την έντονη επιστημονική αίσθηση του Mehman, και όλες αυτές οι προτάσεις που έκανε εκπληρώθηκαν αργότερα.
Θυμάστε τα χαρακτηριστικά των φωτονίων που παράγονται από τη διεγερμένη ακτινοβολία;
Έχουν την ίδια συχνότητα και φάση και το λέιζερ είναι ουσιαστικά μια ενίσχυση του φωτός από τη διεγερμένη ακτινοβολία, επομένως τα δύο πιο σημαντικά χαρακτηριστικά του λέιζερ είναι η καλή μονοχρωματικότητα και η υψηλή ενέργεια. Αυτά τα δύο χαρακτηριστικά καθορίζουν τις χρήσεις των λέιζερ και αυτές είναι οι δύο κατευθύνσεις ανάπτυξης λέιζερ.
Η καλή μονοχρωματικότητα σημαίνει ότι το φάσμα του λέιζερ είναι πολύ στενό και μπορεί εύκολα να δείξει τα χαρακτηριστικά του φωτός ως κύμα και στη συνέχεια μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε για να καταγράψουμε πληροφορίες φάσης.
Για παράδειγμα, η τεχνολογία ολογραφικών φωτογραφιών που εφευρέθηκε από τον Βρετανό φυσικό Dennis Gerber το 1947 είναι ουσιαστικά η χρήση της φάσης του φωτός για την καταγραφή ολόκληρου του εύρους πληροφοριών για το αντικείμενο, έτσι ώστε να παραχθεί το εφέ τρισδιάστατης φωτογραφίας.
Οι ολογραφικές φωτογραφίες μπορούν να καταγράφουν όχι μόνο μετωπικές πληροφορίες αλλά και πλευρικές πληροφορίες.
Μόνο μετά την εφεύρεση του λέιζερ έγινε διαθέσιμη αυτή η τεχνολογία και τιμήθηκε με το Νόμπελ Φυσικής το 1971.
Η υψηλή ενέργεια είναι καλά κατανοητή, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε λέιζερ για να κάψουμε CD, να ενεργοποιήσουμε την πυρηνική σύντηξη, να κόψουμε υλικά κ.λπ. Όχι μόνο μπορούμε να δημιουργήσουμε συνεχή λέιζερ υψηλής ενέργειας, αλλά μπορούμε επίσης να αποκτήσουμε λέιζερ υψηλής ενέργειας με πολύ σύντομο παλμό διάρκειες μέσω της τεχνικής κλειδωμένου φιλμ και της ενίσχυσης τσιρπ.
Διάγραμμα δημιουργίας παλμών με τεχνολογία κλειδώματος φιλμ.
Τα λέιζερ Femtosecond είναι πλέον ευρέως διαθέσιμα και η διάρκεια ενός μόνο παλμού είναι μόνο της τάξης των femtosecond (μείον 15 δευτερόλεπτα του 10).
Με αυτό το λέιζερ, μπορούμε να προσφέρουμε ακριβή χτυπήματα σε μια ουσία χωρίς να προκαλέσουμε μεγάλη ζημιά, όπως χειρουργική επέμβαση αποκατάστασης μυωπίας, αλλοίωση της επιφάνειας μιας ουσίας, ενίσχυση των αντισηπτικών της ιδιοτήτων κ.λπ.
