Lasertechniek

De werking van een laser straal is best ingewikkeld.
Om u een beetje een indruk te geven van de werking proberen we hier uit te leggen hoe het opbouwen van een laser straal in zijn werk gaat.

 

De afkorting LASER staat voor Light Amplication by Stimulated Emission of Radiation.
Vertaald naar het Nederlands: lichtversterker.
De versterking wordt bij de laser veroorzaakt door de emissie van straling.
De laserstraal die u uiteindelijk ziet in uw lasershow is dus een “straling”.

 

Echter, deze straling is gebundeld in een (voor het menselijk oog) zichtbare straal en niet schadelijk voor mensen in de omgeving (in tegenstelling tot bijvoorbeeld röntgenstraling).
Maar door dat alle energie van de straling nu gebundeld wordt in 1 enkele straal kan deze straal wel zeer ernstige schade aan-richten aan het netvlies van een (menselijk) ook, en kan tevens ook huidschade veroorzaken. Kijk daarom nooit rechtstreeks in een laser straal !
Enkele seconden blootstelling aan deze krachtige straal energie resulteert in blijvende schade.
Maar hoe wordt deze energie nu eigenlijk opgewekt?
De bron van de laser bestaat eigenlijk uit drie hoofdonderdelen,te weten:
– Een actief medium: dit komt voor als vaste stof, als gas en als vloeistof.
– Een energiebron: hier wordt pompenergie toegevoerd in de vorm van een elektrisch, chemisch of
optisch proces.
– Een resonator.

 

De laser werkt in principe als volgt:

Het actieve medium wordt in de trilholte of resonator geplaatst.
Aan beide kanten van de resonator staat een spiegel opgesteld. Deze twee spiegels zijn niet identiek.
De ene reflecteert namelijk 100% en de andere slechts 80%.

Nu wordt er in de vorm van een elektrisch, chemisch of optisch proces energie toegevoerd door middel van het zogenaamd pompproces.
Door dit proces komt het actieve medium in een hogere energietoestand.

 

Laser opstelling:
Wanneer het actieve medium dan weer terugkeert in zijn oorspronkelijke toestand, dan zendt het medium een deel van de toegevoerde energie in de vorm van straling met één specifieke golflengte uit.

De straling komt dan vervolgens in de resonator, waar de straling wordt versterkt.
De straling wordt tussen de beide spiegels heen en weer gezonden.
Hierdoor krijgt de straling een hogere energiedichtheid.
Het door de spiegels gereflecteerde licht zorgt er dan voor dat nieuwe straling wordt opgewekt met dezelfde richting en fase.

Omdat één van beide spiegels de straling voor 20% doorlaat, kan de bundel na ongeveer 10 cycli de resonator verlaten.

 

Wanneer het actieve medium dan weer terugkeert in zijn oorspronkelijke toestand, dan zendt het medium een deel van de toegevoerde energie in de vorm van straling met één specifieke golflengte uit.

 

De straling komt dan vervolgens in de resonator, waar de straling wordt versterkt.
De straling wordt tussen de beide spiegels heen en weer gezonden.
Hierdoor krijgt de straling een hogere energiedichtheid.
Het door de spiegels gereflecteerde licht zorgt er dan voor dat nieuwe straling wordt opgewekt met dezelfde richting en fase.

 

Omdat één van beide spiegels de straling voor 20% doorlaat, kan de bundel na ongeveer 10 cycli de resonator verlaten. De bundel is nu geconcentreerd genoeg en bestaat uit evenwijdige stralen met één golflengte.
De geconcentreerde lichtbundel komt aan de voorkant de buis uit, en heeft 1 bepaalde kleur.
Lasers bestaan in zeer veel verschillende kleuren, aangezien ze op verschillende golflengtes kunnen werken.

 

De kleur die de laser uiteindelijk heeft is afhankelijk van de golflengte van de straling.
Deze golflengtes zijn in te delen in het hieronder getoonde kleuren spectrum.

Alle laser sterktes en kleuren worden altijd genoemd in “nm” en “mW”, zo dus: 650nm: 100mw of 532nm 50mw.
Deze waarden staan voor de kleuren, zoals je ook in het kleuren spectrum hierboven kunt zien.

 

650nm = Rood
532nm = Groen
473nm = Blauw
405nm = Paars

 

Wij werken met de volgende nm:
640 nm rood / 532 nm groen en 445 nm blauw voor een optimale wit balance.

 

Als men deze kleuren combineert krijg je een multicolor laser, aangezien de kleuren gemengd worden en dus andere kleuren gaan vormen.
Zoals je in het kleuren spectrum kunt zien, krijg je een gele kleur door de rode en de groene laser straal te combineren.
Door de kleuren rood, groen en blauw te combineren wordt uiteindelijk de witte kleur gevormd. Als de diodes analoog te sturen zijn kan een RGB laserprojector in totaal zo’n 16.200.000 kleuren maken, alle kleuren die maar gemixt kunnen worden met rood, groen en blauw.
Maar met alleen de laser straal ben je er nog niet.

 

De straal moet worden opgebroken in meerdere stralen om tunnels, plaatjes en teksten te kunnen maken.

 

Dit gebeurd met zogenaamde Galvo scanners.
Deze motoren kunnen zeer snel bewegen, en daarmee via spiegeltjes vormen en teksten maken.
De spiegeltje kaatsen de stralen de ruimte in, en zo doende ontstaat een laser show.

 

(Uitleg werking laser met dank aan: http://www.avans.nl/smartsite.shtml?id=11129&ch=def)