Можно ли сделать лазер, пропуская солнечный свет через оптический прибор?

1) Можно ли создать лазер из сфокусированного солнечного света, выделив и используя только одну длину волны света в качестве лазера и используя соответствующий механизм для его поляризации и придания ему когерентности?

2) Если да, то можно ли использовать какой-либо тип фильтра длин волн, позволяющий фокусировать разные длины волн для разных приложений?

Поскольку солнечные фотоны не являются когерентными, нет механизма, позволяющего превратить часть спектра в лазер. В худшем случае используйте солнечную панель для питания лазера, хотя вы можете подумать, что это обман... Для разделения спектра требуется только призма.
Нет никакой очевидной причины, по которой некоторые компоненты солнечного света нельзя было бы использовать для накачки лазера (т. е. для достижения инверсии населенностей).
Вас может заинтересовать «Сколько принципов нужно, чтобы превратить лампочку… в лазер?»: arxiv.org/pdf/1510.04805.pdf

Ответы (2)

Если вы спрашиваете о возможности создания когерентного света путем фильтрации некогерентного солнечного света широкого спектра, ответ будет «нет». Вы можете отфильтровать свет до очень узкого диапазона длин волн, отбросив все остальные длины волн, и в итоге получить почти монохроматический свет. Это оставляет около 1/10000 исходной мощности света. Теперь, чтобы получить пространственную когерентность (которая позволяет сфокусировать лазер в маленьком пятне), вам нужно поместить крошечное отверстие (микрон или два в ширину) в фокус отфильтрованного солнечного света. Попробуйте сфокусировать солнечный свет, и вы обнаружите, что трудно получить пятно меньше миллиметра. Таким образом, пинхол отбрасывает не менее 99,999 % монохроматического света. Теперь у вас есть только 1/10 000 000 000 света, с которым вы начали, и он все еще не такой когерентный, как лазер.

С другой стороны, если цель состоит в том, чтобы просто получить монохроматический свет для экспериментов, таких как тестирование спектральной характеристики фотосинтеза или датчиков света, все, что вам нужно, это призма или дифракционная решетка, щелевой фильтр и линза.

Даже при идеальной фильтрации (ответ С. МакГрю) можно отличить отфильтрованный солнечный свет от истинного лазерного света с помощью функции автокорреляции 2-го порядка. г 2 ( т ) .

Для лазера: г 2 ( 0 ) "=" 1 .

Для теплового света (например, солнечного света): г 2 ( 0 ) "=" 2

Другими словами: в то время как время прибытия лазерных фотонов распределено случайным образом (распределение Пуассона), тепловые фотоны поступают небольшими группами (распределение Бозе-Эйнштейна). Это можно измерить с помощью эксперимента Хэнбери-Брауна-Твисса .