Warum ist es so schwierig, einen Laser herzustellen, der Licht über das gesamte Spektrum ausstrahlt, dh einen „weißen Laser“,?

Es ist sicherlich möglich, Lasersysteme zu bauen, die Licht mit extrem breiten Bandbreiten erzeugen, die für die Erzeugung von weißem Licht erforderlich sind: Beispielsweise haben Titan-Saphir-Laser eine Bandbreite von knapp einer Oktave, mit einer Spannweite, die in vergleichbar ist Bereich bis zum sichtbaren Spektrum.

Betrachtet man die Bandbreiten der verschiedenen verwendeten Verstärkungsmedien, so scheint es, dass nur Farbstofflaser in der Lage sind, die gesamte Bandbreite des Sichtbaren abzudecken; Dies liegt wahrscheinlich daran, dass es viele Laserfarbstoffe gibt, aber andererseits ist es denkbar, dass Sie mehrere verschiedene Farbstoffe als gleichzeitige Verstärkungsmedien verwenden könnten.

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Alternativ könnten Sie drei verschiedene Verstärkungsmedien kombinieren, entweder innerhalb derselben Kavität oder mit drei parallelen Kavitäten, und sie verwenden, um eine Lichtquelle mit einem Dreibandspektrum zu erstellen, das für das menschliche Auge optisch weiß aussieht.

Im Grunde ist Ihre Frage aber nicht besonders gut gestellt, denn „weißes Licht“ kann in vielen verschiedenen Zusammenhängen vieles bedeuten.

• Es kann zum Beispiel jedes Licht bedeuten, das für das menschliche Auge optisch weiß aussieht. Dies ist eine sehr lockere Anforderung, und tatsächlich könnten Sie drei verschiedene vorhandene Laser kombinieren$-$die roten, grünen und blauen Laser, die Sie bereits gefunden haben$-$, kombinieren Sie sie mit dichroitischen Spiegeln , und Sie sind fertig.
• Am häufigsten bezieht sich der Begriff "weißes Licht" jedoch auf Licht mit einer nahezu konstanten Spektralverteilung, die den gesamten sichtbaren Teil des Spektrums umfasst. Wie oben ausgeführt, ist dies im Prinzip möglich, aber nicht ganz einfach.
• Darüber hinaus meinen wir mit „weißem Licht“ normalerweise eine inkohärente Mischung des gesamten sichtbaren Spektrums.

Wenn Sie einen Laser mit großer Bandbreite haben, können Sie im Allgemeinen mit genügend Technik die Dinge wahrscheinlich so anordnen, dass er gleichmäßig über seine gesamte Bandbreite lasert, ohne zusätzliche Kohärenz zwischen den verschiedenen Frequenzen zu induzieren, was Ihnen diesen dritten Fall gibt, aber das ist meistens a sinnlose Übung: Wenn Sie eine so große Bandbreite haben und möchten, dass Ihr Gerät über sein gesamtes Spektrum lasert, bauen Sie mit ziemlicher Sicherheit einen gepulsten Laser, der auf kohärenter Emission in all den verschiedenen Frequenzen beruht. (Wenn Sie inkohärente Mischungen wünschen, erhalten Sie einfach eine Weißlichtlampe aus den unzähligen verfügbaren Nicht-Lasertypen.)

Wenn man so einen breitbandigen Pulslaser baut, dann sehen die Pulse ziemlich oft weiß aus. (Auf der anderen Seite neigen extrem breitbandige Laser dazu, im Infraroten zu arbeiten, und Sie bluten nur in das Sichtbare, indem Sie die Raman-basierte Superkontinuumserzeugung in gasgefüllten Hohlkernfasern verwenden, die zur spektralen Verbreiterung verwendet werden. Aber dann wieder, wenn das so ist stört Sie, dann sollten Sie Grünlicht-Laserpointer wahrscheinlich nicht "grüne Laser" nennen, da es sich tatsächlich um frequenzverdoppelte IR-Laser handelt.) Es ist äußerst ungewöhnlich, dass solche Laser als "Weißlichtlaser" bezeichnet werden. weil uns ihre Pulse und die Dauer dieser Pulse zusammen mit der zentralen Trägerfrequenz viel mehr interessieren als ihre visuellen Aspekte.

Und das bringt mich zum Hauptgrund, warum die Leute nicht viel Weißlichtlaser herstellen: weil es im Grunde keinen Sinn macht . Wenn Sie weißes Licht wünschen, funktioniert eine inkohärente Quelle genauso gut, und Sie sollten besser damit arbeiten. Es gibt Gründe für die Herstellung von Breitbandlasern, aber Sie werden sehen, dass sie eher unter diesen Gründen als unter ihrem visuellen Aspekt vermarktet werden.

Vorführung des weltweit ersten weißen Lasers

Wissenschaftler haben endlich einen weißen Laser entwickelt – und er könnte Ihr Zuhause beleuchten

Weiße Laser gibt es schon vor Jahren, aber sie sind abhängig von der Farbkombination. Seit 2015 haben Wissenschaftler reinweiße Lares entwickelt. Aber das hängt nicht nur vom Spektrum ab, sie haben viele Varianten (wie Objektiv).

Der weiße Laser befindet sich derzeit in der Proof-of-Concept-Form und mehrere Hürden müssen überwunden werden, bevor die Technologie praxistauglich ist. Laut den Studien besteht die größte davon darin, dass es mit einer Batterie betrieben wird. In seiner jetzigen Form läuft das Material von einem separaten Laser ab, der Elektronen in den Halbleiter pumpt.

Ein monolithischer weißer Laser