Skillnad mellan vanligt ljus och laserljus

Huvudskillnad - Vanligt ljus mot laserljus

Både vanlig ljus och laserljus är elektromagnetiska vågor. Därför reser båda med ljusets hastighet i vakuum. Laserljus har dock mycket viktiga och unika egenskaper som inte kan ses i naturen. Vanligt ljus är divergerande och osammanhängande medan laserljuset är högriktat och koherent. Vanligt ljus är en blandning av elektromagnetiska vågor med olika våglängder. LAserljuset, på handen, är monokromatiskt. Det här är huvud skillnad mellan vanligt ljus och laserljus. Denna artikel fokuserar på skillnaderna mellan vanligt ljus och laserljus.

Vad är vanligt ljus

Solljuset, glödlampor och glödlampor (Tungsten glödlampor) är de mest användbara vanliga ljuskällorna.

Enligt teorier emitterar varje föremål med en temperatur som är större än den absoluta nollpunkten (0K) elektromagnetisk strålning. Detta är det grundläggande begreppet som används i glödlampor. En glödlampa har en wolframfilament. När pennan är påslagen, orsakar den applicerade potentialskillnaden elektronerna att accelerera. Men dessa elektroner kolliderar med atomkärnor inom kortare sträckor, eftersom Tungsten har ett högt elektriskt motstånd. Som ett resultat av elektronkärnkrockkollisioner förändras elektronernas momentum och överför någon av sin energi till atomkärnorna. Så värmer Tungstenfilamentet upp. Det uppvärmda filamentet fungerar som en svart kropp och avger elektromagnetiska vågor som täcker ett brett frekvensområde. Det avger mikrovågor, IR, synliga vågor, etc. Endast den synliga delen av sitt spektrum är användbar för oss.

Solen är en superuppvärmd svart kropp. Därför avger det en enorm mängd energi i form av elektromagnetiska vågor, som täcker ett brett frekvensområde från radiovågor till gammastrålar. Dessutom avger någon uppvärmd kropp strålning inklusive ljusvågor. Våglängden som motsvarar den högsta intensiteten hos en svart kropp vid en given temperatur ges av Wiens förskjutningslag. Enligt Wienförskjutningslagen minskar våglängden som motsvarar den högsta intensiteten när temperaturen ökar. Vid rumstemperaturen faller våglängden motsvarande den högsta intensiteten av ett objekt i IR-regionen. Emellertid kan våglängden som motsvarar den högsta intensiteten justeras genom att öka kroppstemperaturen. Men vi kan inte stoppa utsläpp av elektromagnetiska vågor med andra frekvenser. Därför är sådana vågor inte monokromatiska.

Normalt är alla vanliga ljuskällor avvikande. Med andra ord sänder vanliga ljuskällor elektromagnetiska vågor till alla riktningar slumpmässigt. Det finns också ingen relation mellan faserna av emitterade fotoner. Så, de är osammanhängande ljuskällor.

I allmänhet är vågorna som emitteras av vanliga ljuskällor polychromatiska (vågor med många våglängder).

Vad är Laser Light

Termen "LASER" är en akronym för Light enmplification av Stimulated Euppdrag av Radiation.

I allmänhet stannar de flesta atomerna i ett materialmedium i sina jordtillstånd eftersom marktillstånd är de mest stabila tillstånden. En liten procentandel av atomer existerar emellertid vid upphetsade eller högre energiländer. Andelen av atomer som finns vid högre energitillstånd beror på temperaturen. Ju högre temperaturen, ju högre antal atomer existerar vid en given upphetsad energinivå. Upphetsade stater är väldigt instabila. Så livslängden i de upphetsade staterna är så korta. Därför släpper exciterade atomer som exciterar sina jordtillstånd omedelbart att frisätta sin överskottsenergi som fotoner. Dessa övergångar är probabilistiska och behöver ingen stimulans från utsidan. Ingen kan säga när en given upphetsad atom eller molekyl kommer att avblåsa. Fasen av fotonen som emitteras är slumpmässig, eftersom övergångsprocessen också är slumpmässig. Det är helt enkelt utsläppet som är spontant, och foton som släpps ut när övergångar inträffar är out of phase (inkoherent).

Vissa material har emellertid högre energitillstånd med högre livslängd (Sådana energiländer kallas metastabila tillstånd.). Därför återvänder en atom eller molekyl, som främjas till ett metastabilt tillstånd, inte omedelbart till sitt jordtillstånd. Atomer eller molekyler kan pumpas till sina metastabila tillstånd genom att ge energi från utsidan. När de pumpats till ett metastabilt tillstånd finns de länge utan att återvända till marken. Så, procentandelen av atomer som existerar vid metastabilt tillstånd kan i stor utsträckning ökas genom att pumpa mer och mer atomer eller molekyler till det metastabila tillståndet från marktillståndet. Denna situation står helt emot den normala situationen. Så kallas denna situation befolkningsinversion.  

En atom som existerar i ett metastabilt tillstånd kan emellertid stimuleras för att exciteras av en incidentfoton. Under övergången emitteras en ny foton. Om den inkommande fotonens energi är exakt lika med energiförskjutningen mellan metastabiltillståndet och marktillståndet, kommer fasen, riktningen, energin och frekvensen för det nya fotot att vara identiska med det som gäller för den infallande fotonen. Om materialmediet är i populationsinversionstillståndet, kommer den nya fotonen att stimulera en annan upphetsad atom. Så småningom kommer processen att bli en kedjereaktion som avger en flod av identiska foton. De är sammanhängande (i fas), monokromatisk (singelfärg) och riktad (reser i samma riktning). Detta är den grundläggande laseråtgärden.

De unika egenskaperna hos laserljus som koherens, riktning och smalt frekvensområde är de viktigaste fördelarna som används vid laserapplikationer. Baserat på typen av lassmedier finns det flera typer av lasrar, nämligen solid state lasrar, gas lasrar, färg lasrar och halvledarlasrar.

Idag används lasrar i många olika applikationer medan fler nya applikationer utvecklas.

Skillnad mellan vanligt ljus och laserljus

Utsläppens art:

Vanligt ljus är en spontan emission.

Laser ljus är ett stimulerat utsläpp.

Sammanhang:

Vanligt ljus är osammanhängande. (Foton som emitteras av en vanlig ljuskälla är out of phase.)

Laser ljus är koherent. (Foton som utsänds av en laserljuskälla är i fas.)

rikt~~POS=TRUNC:

Vanligt ljus är divergerande.

Laser ljus är högt riktad.

Monokromatisk / Polychromatic:

Vanligt ljus är polykromatisk. Den täcker ett brett spektrum av frekvenser. (En blandning av vågor med olika frekvenser).

Laser ljus är monokromatisk. (Omfattar ett mycket smalt frekvensintervall.)

Användningsområden:

Vanligt ljus används för att belysa ett litet område. (Där divergens av ljuskällorna är mycket viktigt).

Laser ljus används för ögonoperation, tatuering avlägsnande, metallskärmaskiner, cd-spelare, kärnfusionsreaktorer, laserdryck, streckkodsläsare, laserkylning, holografi, fiberoptisk kommunikation mm.

Fokusering:

Vanligt ljus kan inte fokuseras till en skarp plats eftersom vanligt ljus är divergerande.

Laser ljus kan fokuseras på en mycket skarp plats eftersom laserljuset är mycket riktigt.