Ist es möglich, einen Laser herzustellen, indem man Sonnenlicht durch einen optischen Apparat schickt?

Wenn Sie nach der Möglichkeit fragen, kohärentes Licht durch Filtern von inkohärentem Sonnenlicht mit breitem Spektrum zu erzeugen, lautet die Antwort "Nein". Sie könnten das Licht auf ein sehr schmales Wellenlängenband herunterfiltern, indem Sie alle anderen Wellenlängen wegwerfen, und am Ende fast monochromatisches Licht erhalten. Damit bleibt etwa 1/10000 der ursprünglichen Lichtleistung übrig. Um räumliche Kohärenz zu erhalten (die es einem Laser ermöglicht, auf einen kleinen Punkt fokussiert zu werden), müssten Sie ein winziges Loch (ein oder zwei Mikrometer breit) im Fokus des gefilterten Sonnenlichts platzieren. Versuchen Sie, das Sonnenlicht zu fokussieren, und Sie werden feststellen, dass es schwierig ist, einen Fleck zu bekommen, der kleiner als etwa ein Millimeter ist. Die Lochblende wirft also mindestens 99,999 % des monochromatischen Lichts weg. Jetzt haben Sie nur noch 1/10.000.000.000 des Lichts, mit dem Sie begonnen haben – und es ist immer noch nicht so kohärent wie ein Laser.

Wenn das Ziel andererseits einfach darin besteht, hochmonochromatisches Licht für Experimente wie das Testen der spektralen Empfindlichkeit von Photosynthese oder Lichtsensoren zu erhalten, benötigen Sie lediglich ein Prisma oder Beugungsgitter, einen Schlitzfilter und eine Linse.

Selbst mit perfekter Filterung (Antwort von S. McGrew) kann man immer noch gefiltertes Sonnenlicht von echtem Laserlicht unterscheiden, indem man die Autokorrelationsfunktion 2. Ordnung verwendet $g^2(τ)$.

Für einen Laser:$g^2(0) = 1$.

Für thermisches Licht (z. B. Sonnenlicht):$g^2(0) = 2$

In Worten: Während die zeitliche Ankunftszeit von Laserphotonen zufällig verteilt ist (Poisson-Verteilung), treffen thermische Photonen in kleinen Bündeln ein (Bose-Einstein-Verteilung). Dies kann mit einem Hanbury-Brown-Twiss-Experiment gemessen werden .