De lasertechnologie

Wat is een laser?

De naam laser komt van de eerste letters van Light Amplification by Stimulated Emmission of Radiation, hetgeen wil zeggen dat lichtversterking ontstaat als gevolg van gestimuleerde stralingsemissie. Oftewel een laser is een lichtversterker.

Een laser is opgebouwd uit een resonator, waarbinnen zich een actief medium bevindt.
Dit actieve medium kan een gas zijn, of een kristal. Voor het activeren van dit medium, zit er aan de buitenkant een energiebron, die de energie overdraagt. Dit kan een hoog frequent generator zijn in het geval van een gas of in het geval van een kristal als actief medium een flitslamp, of diodes.

Een laser is een lichtbron, die anders dan de zon een heel nauw spectrum kent van de uitgezonden straling. De zon straalt electromagnetische golven uit van allerlei golflengtes en amplitudes. Bovendien zijn de lichtgolven van de zon niet in fase en hebben geen samenhang tot elkaar.
Bij de laser zijn de uitgezonden stralingen in fase en hebben allemaal dezelfde golflengte, zijn kortom coherent. Dit heeft te maken met de wijze van het ontstaan van het licht. In de laser ontstaat het licht door het medium energetisch aan te slaan: de elektronen gaan "in een hogere baan lopen". Bij het verlies van deze energie aan het einde van de levensduur, springen ze weer terug in de oude baan onder uitzending van de toegevoegde energie.

Dit licht, of dit foton, vertegenwoordigt een pakketje energie van een heel scherp bepaalde golflengte. Zo’n energiepakketje is ook te beschouwen als een lichtgolf-trein, van een scherp begrensde lengte en golflengte.
Het uitzenden van dit pakketje energie is feitelijk de spontane emissie van de energie.
Raakt een foton, zo’n vast pakketje energie, een ander energetisch aangeslagen deeltje, dan laat dat deeltje zijn energie eveneens los en spreken we van gestimuleerde emissie, de "stimulated emission" uit de definitie van de laser.
Komen deze twee vrijgekomen fotonen (in fase) in botsing met een volgend aangeslagen deeltje, dan komt ook daar een foton na botsing vrij. Zo ontstaat een lawine van fotonen met een steeds toenemende energiedichtheid, waarbij alleen die fotonen die zich in de hartlijn van de spiegels bewegen, aan het stimulatieproces meedoen. De spiegels ter weerszijden van de bron verlengen optisch hun weg en versterken de fotonen zich totdat uiteindelijk een zeer energierijke straal ontstaat in de asrichting van de bron. Fotonen die niet in de asrichting bewegen, verdwijnen en doen in het proces niet meer mee. Mede daarom is de laser niet erg efficiënt in het gebruik van energie.

Van die twee spiegels ter weerszijden van de bron is er één gedeeltelijk doorlatend. Heeft de laserstraal de vereiste hoeveelheid energie bereikt, dan treedt deze door de gedeeltelijk doorlatende spiegel uit. Het aanslaan van vaste stoffen of van vloeistoffen vindt middels flitslampen plaats, het aanslaan van gassen via electrische ontladingen.
Dit geeft tegelijk de belangrijkste groepen lasers aan, die industrieel worden toegepast. Dit zijn de Nd-YAG laser, een vaste stof laser, die een vaste golflengte genereert van 1,06 µm en de CO₂ laser, die laserlicht genereert met een golflengte van 1,06 µm.
De CO₂-laser is industrieel de meest robuuste laser, is betrouwbaar en voor de laservermogens boven 4 kW de enige goede mogelijkheid.
De Nd-YAG laser is flexibeler inzetbaar, omdat in tegenstelling tot de CO2 laser het licht door een glasvezelkabel geleid wordt, van maximaal 100 meter lengte. De CO₂ laser gebruikt voor het sturen van de laserstraal spiegels.

Home ~ De lasertechnologie ~ Oppervlaktebehandeling ~ Laserlassen ~ Lasersnijden ~ Lasercladden Hardfacing ~ Laserboren Laserverspanen ~ Laserreinigen ~ Wetenschappelijk onderzoek ~ Interview ~ Tabellen ~ Nieuws ~ Nieuwe projecten ~ Technische expertise