Rekayasa Fotonika: Laser

Laser

sumber gambar: hacknmod.com

Laser merupakan singkatan dari “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” atau penguatan cahaya oleh radiasi dari emisi terstimulasi.

- Dasar penemuan laser: Spontaneous Emission Theory (Einstein, 1911)

·         Pada absorpsi, adanya energi (E = h.υ) membuat elektron yang semula berada pada level energi E₁ mampu berpindah ke level energi yang lebih tinggi E₂.

·         Pada emisi spontan, elektron semula berada pada level energi E₂ kemudian berpindah ke level energi yang lebih rendah E₁ dengan melepas energi foton.

·         Pada energi stimulasi, beberapa elektron yang semula berada pada level energi E₂ mendapat rangsangan (stimulus) energi dari luar sehingga secara bersamaan elektron-elektron tersebut jatuh ke level energi E₁ dan meng-emisi-kan energi yang jauh lebih besar (amplified) daripada jatuhnya elektron satu-persatu pada emisi spontan. Inilah mekanisme dasar terbentuknya laser.

Elektron dan level energi pada bagan diatas terdapat pada bahan penghasil laser yang disebut sebagai active medium.

Untuk menghasilkan laser yang berulang-ulang atau kontinyu, maka elektron yang telah jatuh ke level yang lebih rendah E₁ harus kembali ke level energi E₂ dengan mekanisme adsorpsi seperti bagan diatas yang disebut juga population inversion dengan cara pemompaan atau pumping dengan menggunakan stimulasi energi.

Agar proses untuk membangkitkan laser kembali lebih efisien, maka mekanisme pembentukan laser dapat diasati dengan menempatkan sepasang cermin yang memiliki nilai indeks pantul (R) yang berbeda, sehingga energi laser yang dihasilkan dapat dimanfaatkan sebagian sebagai energi pumping, yang disebut sebagai feed back mechanism, sehingga laser dapat dihasilkan secara terus-menerus atau kontinyu.

Sifat Laser:

1). Monokromatis

2). Koheren

3). Brightness sangat tinggi

4). Sudut divergensi sangat kecil

Klasifikasi Laser:

a. Berdasarkan partikel transisi --> molecular laser, atomic laser, ionic laser.

b. Berdasarkan fasa bahan:

    - padat: misalnya ruby laser dan Nd-YAG laser

    - cair: misalnya dye laser

    - gas: misalnya laser CO₂ dan laser He-Ne

    - semikonduktor: laser dioda