אלומת הלייזר במעבדות מחקר

המניע העיקרי בפיתוח סוגים שונים של לייזרים הוא קבלה של אורכי גל שיתאימו לשימוש זה או אחר. למעשה, אורך הגל הוא הפרמטר העיקרי המבדיל בין הלייזרים השונים, והתאמת השימוש הנתון נקבעת לפי אורך הגל. חלק גדול מהלייזרים מפיקים אלומה המאופיינת ע"י אורך גל יחיד, הנקבע ממבנה רמות האנרגיה שבתווך הלזירה. ישנם לייזרים שבתווך הלזירה שלהם נוצרים תנאים להפקה של שני אורכי גל, ולפעמים גם יותר. בנוסף, ניתן לקבל מאורכי הגל הקיימים אורכי גל אחרים באמצעות הכפלה הרמונית (HG) ומתנדים פרמטריים (OPO).  

אלומת הלייזר ורכיבים אופטיים במעבדה

הסיכון הטמון באלומת הלייזר נובע מיכולתה להציג צפיפות הספק גבוהה במיוחד. כאשר אלומת לייזר פוגעת ברכיבים אופטיים נוצרים יחסי גומלין ביניהם, באופן שמאפייניה של אלומת הלייזר עשויים להשתנות, מה שעשוי להשפיע על כוון המשך התקדמותה ו/או שינוי צפיפות ההספק שבתוך האלומה. בהערכת הסיכונים, יש לכן חשיבות לדעת מה השינויים החלים במאפייני האלומה כתוצאה מפגיעתה ברכיבים אופטיים שעשויים להימצא במעבדה.

משטחים מחזירים ומפזרים

אלומת הלייזר עשויה לפגוש, במהלך התקדמותה, משטחים החוסמים את התקדמותה בכיוון המקורי ומפנים אותה לכיוון (או לכיוונים) אחר. תוצאות המפגש בין אלומת הלייזר והמשטח תלויות באורך הגל של אלומת הלייזר ובאופי המשטח. שתי האפשרויות שבהן יכול להסתיים מפגש שכזה - החזרת ראי (Specular Reflection) או החזרה מפוזרת  (Diffused Reflection).

החזרת ראי

מתקבלת כאשר המשטח המחזיר מלוטש היטב, עד כדי כך שאי הרגולריות של המשטח קטנה מאורך הגל של אלומת הלייזר. בדרך כלל נדרש ליטוש בדרגת אי רגולריות נמוכה מ- l/4, דהיינו כ- 0.15 mm עבור אלומת לייזר בתחום נראה. בתחום האינפרא אדום, מקובל להשתמש במראות מתכתיות מלוטשות המצופות בשכבה דקה של כסף או זהב לשיפור יעילות ההחזר.

החזרה מפוזרת

מתקבלת כאשר אי הרגולריות של המשטח המחזיר גדולה מאורך הגל של אלומת  הלייזר. לגבי אלומת לייזר בתחום  הנראה, אי  רגולריות  בשיעור  של  כ- 5 mm די בה כדי שתגרום להחזרה מפוזרת. האלומה המוחזרת מפוזרת למחצית המרחב, עם משקל עוצמה יחסי לפונקציית הקוסינוס.