Почему так сложно создать лазер, излучающий свет во всем спектре, т. е. «белый лазер»?

Безусловно, можно построить лазерные системы, которые излучают свет с чрезвычайно широкой полосой пропускания, необходимой для получения белого света: например, лазеры на титан-сапфире имеют полосу пропускания чуть меньше октавы, с полосой обзора, сравнимой с диапазон до диапазона видимого спектра.

Глядя на полосы пропускания различных используемых усиливающих сред, кажется, что только лазеры на красителях способны покрыть весь диапазон видимого диапазона; это, вероятно, связано с тем, что существует много лазерных красителей, но опять же вполне возможно, что вы можете использовать несколько разных красителей в качестве одновременно усиливающих сред.

^{Источник изображения}

В качестве альтернативы вы можете объединить три разных усиливающих среды либо внутри одного резонатора, либо с тремя параллельными полостями, и использовать их для создания источника света с трехполосным спектром, который визуально выглядит белым для человеческого глаза.

По сути, однако, ваш вопрос не очень хорошо поставлен, потому что «белый свет» может означать много разных вещей в разных контекстах.

• Это может означать, например, любой свет, который визуально кажется человеческому глазу белым. Это очень слабое требование, и действительно, вы можете объединить три различных существующих лазера.$-$красный, зеленый и синий лазеры, которые вы уже нашли$-$, объедините их с помощью дихроичных зеркал , и все готово.
• Однако чаще всего термин «белый свет» относится к свету с почти постоянным спектральным распределением, охватывающим всю видимую часть спектра. Как обсуждалось выше, это в принципе возможно, но не так просто.
• Кроме того, когда мы говорим «белый свет», мы обычно имеем в виду некогерентную смесь всего видимого спектра.

Вообще говоря, если у вас есть лазер с широкой полосой пропускания, то при достаточной инженерии вы, вероятно, сможете расположить все так, чтобы он генерировал равномерно по всей полосе пропускания, не вызывая дополнительной когерентности между различными частотами, что дает вам третий случай, но это в основном случай. бессмысленное упражнение: если у вас такая большая полоса пропускания и вы хотите, чтобы ваше устройство работало во всем его спектре, то вы почти наверняка строите импульсный лазер, основанный на когерентном излучении на всех различных частотах. (Если вам нужны некогерентные смеси, вы просто получите лампу белого света из множества доступных нелазерных типов.)

Если вы создадите такой широкополосный импульсный лазер, то импульсы довольно часто выглядят белыми. (С другой стороны, чрезвычайно широкополосные лазеры, как правило, работают в инфракрасном диапазоне, и вы проникаете в видимый диапазон только при использовании генерации суперконтинуума на основе комбинационного рассеяния света в газонаполненных волокнах с полой сердцевиной, используемых для расширения спектра. Но опять же, если это вас беспокоит, то вам, вероятно, не следует называть лазерные указки зеленого света «зелеными лазерами», поскольку на самом деле они являются ИК-лазерами с удвоенной частотой.) Крайне необычно, чтобы такие лазеры назывались «лазерами белого света». тем не менее, потому что мы заботимся об их импульсах и длительности этих импульсов вместе с центральной несущей частотой гораздо больше, чем об их визуальных аспектах.

И это подводит меня к основной причине, по которой люди редко производят лазеры белого света: потому что в этом нет никакого смысла . Если вам нужен белый свет, то некогерентный источник работает так же хорошо, и вам лучше работать с ним. Есть причины для производства широкополосных лазеров, но вы увидите, что они продаются по этим причинам, а не по внешнему виду.

Продемонстрирован первый в мире белый лазер

Ученые наконец создали белый лазер — и он может осветить ваш дом

Белые лазеры уже существуют много лет назад, но они зависят от сочетания цветов. С 2015 года ученые разработали лары чисто белого цвета. Но не только от спектра зависит, вариантов у них много (как линза).

Белый лазер в настоящее время находится в стадии проверки концепции, и необходимо преодолеть несколько препятствий, прежде чем технология станет практичной. Согласно исследованиям, самая большая из них — разрядка батареи. В своем нынешнем виде материал испускается отдельным лазером, который накачивает электроны в полупроводник.

монолитный белый лазер