लेज़र कोटर কী?

उदाहरण 23.11 (हीलियम–नियोन लेज़र)

$30\,\mathrm{cm}$ लंबी, $1\,\mathrm{mm}$ नली-व्यास की कोई काँच की नली, जिसमें हीलियम और नियोन किसी वायुमंडल के हज़ारवें भाग पर भरे हैं, और जिसमें कुछ मिलीऐंपियर का कोई विसर्जन बहता है। इलेक्ट्रॉन हीलियम को $20.6\,\mathrm{eV}$ पर किसी अर्ध-स्थायी स्तर तक उत्तेजित करते हैं, जो टक्कर से अपनी ऊर्जा नियोन के लगभग ठीक उसी ऊँचाई वाले किसी स्तर को सौंप देता है; वहाँ से नियोन किसी निचले स्तर तक (जो तेज़ी से भू-अवस्था में ख़ाली होता है — चार-स्तरीय) $632.8\,\mathrm{nm}$ पर उत्सर्जित करते हुए क्षय होता है। लघु-संकेत लब्धि नन्ही है, प्रति चक्कर कुछ प्रतिशत, अतः दर्पण उत्तम होने चाहिए ($R_1 = 0.999$, $R_2 = 0.99$) और नली साफ़; लब्धि-रेखा डॉप्लर-चौड़ी होकर $\Delta\nu \approx 1.5\,\mathrm{GHz}$ है, विधाएँ $c/2L = 500\,\mathrm{MHz}$ दूर हैं, अतः दो-तीन विधाएँ एक साथ दोलन करती हैं। निर्गम $1\,\mathrm{mW}$, कई वाट के विसर्जन के लिए: दक्षता $10^{-4}$; पर कोई ऐसा तरंगदैर्घ्य जो $10^{-6}$ तक परिभाषित हो और कोई ऐसी पुंज जो प्रयोगशाला भर $1\,\mathrm{mm}$ चौड़ी बनी रहे।

उदाहरण 23.14 (काटना, पढ़ना, ताकना)

$10.6\,\text{µ}\mathrm{m}$ पर कोई $1\,\mathrm{kW}$ कार्बन-डाइऑक्साइड लेज़र, पुंज-त्रिज्या $10\,\mathrm{mm}$, $f = 100\,\mathrm{mm}$ से फ़ोकस: $w_0' = 34\,\text{µ}\mathrm{m}$, शिखर विकिरण-तीव्रता $2P/\pi w_0'^2 = 5 \times 10^{11}\,\mathrm{W}/\mathrm{m}^{2}$ — इस्पात उबल जाता है। कोई $1\,\mathrm{mW}$ संकेतक, $633\,\mathrm{nm}$ पर $w_0 = 0.5\,\mathrm{mm}$: $\theta = 0.4\,\mathrm{mrad}$, $50\,\mathrm{m}$ पर $4\,\mathrm{cm}$ का कोई धब्बा, और निर्गम पर $2.5\,\mathrm{kW}/\mathrm{m}^{2}$ की विकिरण-तीव्रता — धूप से भी ऊपर, और इसीलिए कोई मिलीवाट भी कभी आँख में नहीं जाना चाहिए: आँख का लेंस उसे रेटिना पर $10\,\text{µ}\mathrm{m}$ के किसी धब्बे पर, लाखों वाट प्रति वर्ग मीटर पर, फ़ोकस कर देता। $650\,\mathrm{nm}$ पर कोई चक्रिका-पाठक संख्यात्मक द्वारक $0.6$ के किसी लेंस से लगभग $\lambda/2\mathrm{NA} \approx 0.5\,\text{µ}\mathrm{m}$ पर फ़ोकस करता है, अर्थात् किसी गड्ढे जितना।