Encu Rusmana (SMAN 3 Kota Jambi)
Kata
Laser adalah sebuah singkatan dari bahasa Inggris yaitu Light Amplification by
Stimulated Emission of Radiation yang mempunyai arti pengerasan pancaran cahaya
berdasarkan emisi terstimulasi .Yang pokok dari emisi terstimulasi ini adalah
cahaya (foton) menjalar dengan arah, energi dan fase yang sama (koheren). Pada
tahun 1958 laser telah diramalkan oleh Townes dan Schawlow,dan untuk hal
tersebut Townes mendapat hadiah Nobel tahun 1981. Baru pada tahun 1960, dua
tahun setelah diramalkan dapat direalisasikan oleh Th Maiman, dengan laser
terbuat dari rubi.
Radiasi elektromagnet dapat berinteraksi
dengan atom atau molekul yang mempunyai tingkat energi dalam keadaan dasar ke
tingkat energi yang lebih tinggi karena memperoleh energi. Atom atau molekul
yang tereksitasi dapat kembali ke keadaan dasar dengan dua cara yaitu emisi
spontan dan emisi terstimulasi. Radiasi emisi spontan adalah Radiasi yang
dipancarkan secara langsung oleh atom atau molekul yang tereksitasi ketika
menuju posisi level energi yang lebih rendah.
Atom tereksitasi = atom keadaan dasar
+ foton
Radiasi emisi stimulasi adalah radiasi yang
dipancarkan ketika foton lain menumbuk atom atau molekul tereksitasi. Energi
foton harus sama dengan selisih level energi transisi atom atau molekul
tereksitasi. Foton yang dihasilkan sama dengan foton yang datang dan dapat
mestimulasi emisi pada atom tereksitasi yang lain.
Atom tereksitasi + foton = atom keadaan dasar
+ 2 foton
Probabilitas foton baru untuk menginduksi atom
tereksitasi lain adalah sama dengan probabilitas foton untuk diserap oleh atom
dalam keadaan dasar. Reaksi rantai dapat terjadi bila jumlah atom dalam keadaan
tereksitasi lebih banyak daripada atom berkeadaan dasar. Untuk itu diperlukan
paling sedikit tiga level energi. Atom mula-mula dalam keadaan dasar E1, lalu
tereksitasi ke keadaan tereksitasi E3 karena energi dari luar. Dari E3 secara
spontan jatuh ke keadaan metastabil E2 dalam waktu kira-kira 1ns (10-9s) ,
keadaan E2 membutuhkan waktu kira-kira 1ms (10-3s) probabilitas untuk ke keadaan
dasar rendah. Oleh karena itu secara cepat atom terakumulasi pada keadaan
metastabil yang jumlahnya lebih banyak dari pada atom keadaan dasar. Setelah
populasi berkebalikan reaksi rantai radiasi emisi stimulus akan terjadi. Untuk
memperbesar intensitas foton, cermin dipasang pada kedua ujung, cermin penuh
dan pada ujung yang lain cermin sebagian. Foton yang dihasilkan akan
dipantulkan bolak-balik sepanjang alat dan menginduksi atom-atom tereksitasi
lain agar menghasilkan foton yang lebih banyak. Sebagian foton akan keluar
sebagai sinar laser pada ujung yang diberi cermin sebagian.
Prinsip pengerasan cahaya dengan cara emisi
terstimulasi tidak begitu saja dapat direlisasikan.Karena atom atau molekul
dalam keadaan dasar jika diberi foton akan diabsorbsi bukan digandakan.Banyaknya
foton yang diabsorbsi sebanding dengan kerapatannya.Karena absorbsi ini
sebagian akan mengemisi secara spontan.Emisi spontan tidak tergantung banyaknya
foton, tetapi bergantung populasi. Emisi terstimulasi terjadi jika kerapatan
pada tingkat energi yang lebih tinggi lebih besar dari keadaan dasar hal ini
disebut keadaan inverse. Keadaan inverse ini dapat diperoleh dengan cara
memompa populasi secara optis atau listrik.
Ada beberapa macam laser misalnya : laser rubi
dibuat oleh Mainman di tahun 1960, menggunakan silinder rubi (kristal alumunium
oksida dicampur 0,1 persen kromium). Atom kromium mempunyai tiga level sistem
energi.Juga ada laser Helium-Neon terdiri dari campuran helium (85 persen) dan
neon (15 persen) pada tekanan rendah. Dan juga ada laser ion argon serta laser
karbondioksida.
Aplikasi laser diterapkan dalam berbagai
bidang. Antara lain di kedokteran : pisau bedah yang steril, pemotong pembuluh
darah, pemasangan retina,penyembuhan sakit kulit. Untuk aplikasi teknologi :
memotong dan mengelas logam,persenjataan untuk peluru kendali,
,telekomunikasi,sumber cahaya yang bisa berinterferensi sehingga terjadi laser
disc. Dan pada bidang sains: Mengukur pergerakan benda yang jauh, misal bulan,
mengukur laju aliran gas dan zat cair, pemetaan, penentuan jarak yang tepat dan
banyak aplikasi yang lainnya.
Diakses http://www.fisikanet.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1269671886
0 komentar:
Posting Komentar