Laser patří k nejvýznamnějším technickým objevům druhé poloviny dvacátého století. Slovo LASER je zkratka pro anglická slova Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, což znamená zesílení světla pomocí stimulované emise záření. Laser je světelný zdroj, který generuje světlo pouze s jednu vlnovou délku, ne celé spektrum.

Schéma laseru

Je zdrojem elektromagnetického záření s charakteristickými vlastnostmi: fázová koherence, monochromatičnost, vysoká intenzita a malá rozbíhavost svazku záření. Pokud lasery emitují záření ve více vlnových délkách, nazývají se multimodální. Laserové záření emituje ve spojitém režimu nebo v režimu impulzním (v záblescích trvajících od desetiny sekundy až do pikosekundy).

Lineární polarizace elektromagnetického vlnění

Lasery vysílající opakované impulzy častěji než jednou za sekundu se nazývají lasery s vysokou opakovací frekvencí.

Veličiny charakterizující lasery

1. Výkon laseru udává množství vyzářené energie za čas a vyjadřuje se ve wattech (W); udává se špičková a střední hodnota optického výkonu.

2. Výkonová hustota paprsku je výkon působící na jednotku plochy paprsku (W.m^-2).

3. Množství vyzářené energie se udává v jednotkách zvaných joule (J). Jestliže svítí laser nepřetržitě, většinou vystačíme s pouhým označením výkonu; jestliže však laser pracuje v krátkých záblescích, je důležité vědět, jak krátké tyto záblesky jsou a jak je velká vyzářená energie. Čím kratší je doba trvání záblesku, tím větší je špičková energie a výkon.

4. Při charakterizování laserů je také někdy zmínka o jejich účinnosti. Je to poměr mezi množstvím energie dodané do zařízení a množstvím energie, které z laseru vystupuje. Pohybuje se v rozmezí od 0,1 % do 80 %, je často hlavním faktorem určujícím jejich použití.

5. Velikost laserů je různá od mikroskopických (např. nanotrubicový laser) až po rozměry velké budovy. Jejich výkon se pohybuje od hodnot menších než 1 μW až do hodnot 1015 W.

6. Vlnová délka paprsku určuje základní parametr laserového záření; udává se většinou v nm.

7. Pulzní frekvence paprsku určuje počet kmitů za sekundu vyjádřenou v hertzích (Hz).

8. O pulzním provozu hovoříme, pokud je doba "rozsvícení" (šířka pulzu) mnohonásobně kratší než doba "zhasnutí". Šířka pulzu je doba aktivního stavu (svítí), udává se u pulzních laserů v nanosekundách. Čím bude pulz kratší, tím větší bude výkon.

9. Energetická hustota paprsku je energie působící na jednotku plochy paprsku (S), udává se v J.cm^-2.

Vlastnosti laseru

Laser je oproti viditelnému světlu monochromatické (jednobarevné). Například červené světlo má parametry vlnové délky od 600 nm do 750 nm. Laserové záření má mnohem užší spektrum, to znamená vyšší monochromatičnost (jednobarevnost), vlnová délka červeného laserového světla je 632,67 ± 0,02 nm. Takové záření je fázově koherentní (uspořádané), světelné vlny nejsou vůči sobě ani posunuté, jsou ve fázi a mají malou divergenci (rozbíhavost). Jsou lasery, jejichž paprsek vyslaný ze Země má při dopadu na Měsíc průměr 25 cm. Průměr stopy v místě dopadu laserového paprsku se nejčastěji volí od 10 mm do 10 mm. Je polarizované (elektrická složka kmitá pouze v jednom směru).

Terapeutické lasery, označované také jako LLLT (low level laser therapy), jsou laserové přístroje o výkonu do 1000 mW, které slouží k léčebným účelům.

Koherentní záření