Jelaskan Fizik dari Laser dalam bahasa melayu

Laser terdiri daripada perantaraan laser aktif dan kebuk optik bergetar..

Bahan antara gandaan adalah bahan yang bentuk, saiz dan ketulenannya dikawal yang menggunakan kesan mekanik kuantum yang dikenali sebagai pancaran dihasilkan (dijumpai oleh Einstein semasa menyelidik kesan fotoeletrik) bagi menguatkan pancaran. Bagi laser untuk beroperasi, bBahan antara gandaan mesti di"pam" oleh sumber tenaga luar, seperti eletrik atau cahaya (daripada sumber klasik seperti lampu kilat Xenon, atau laser lain). Tenaga yang dipam akan diserap oleh perantaraan laser bagi menghasilkan keadaan teruja dalam bahan perantaraan. Apabila jumlah zarah dalam keadaan teruja melebihi jumlah zarah dalam tahap lebih rendah, songsangan populasi dicapai. Dalam keadaan ini, pancaran optik melalui bahantara menghasilkan lebih banyak pancaran dihasilkan berbanding pancaran diserap dengan itu pancaran diperkuatkan. Bahantara laser teruja juga berfungsi sebagai penguat optik.

Cahaya dihasilkan oleh pancaran dihasilkan serupa juga dengan isyarat input dari segi jarak gelombang, fasa dan kekutuban (polarity). Ini memberikan cahaya laser ciri-ciri kekoherenan, dan membenarkannya mengekalkan kekutuban sekata dan ketunggalan warna ditetapkan oleh reka bentuk kebuk optik.

Kebuk getaran (lihar juga penggetar kebuk) mengandungi pancaran cahaya koheren antara dua permukaan berkilat agar setiap foton melalui bahantara gandaan berganda beberapa kali sebelum dipancarkan daripada bukaan output atau hilang akibat penyerakan atau penyerapan. Kerana cahaya mengitar melalui kebuk, melalui bahantara gandaan, jika gandaan dalam bahan bahantara lebih kuat berbanding kehilangan getaran, kuasa cahaya dikitar dapat meningkat berganda. Bagaimanapun, setiap kejadian pancaran dihasilkan memulihkan zarah daripada keadaan teruja kepada keadaan dasar, mengurangkan keupayaan bahan bahantara gandaan bagi penguatan lanjut. Apabila kesan ini menjadi kuat, dapat ini dikatakan sebagai tepu. Baki kuasa pam berbanding gandaan tepu dan kehilangan kebuk menghasilkan nilai keseimbangan kuasa laser dalam kebuk yang menentukan titik operasi laser. Sekiranya kuasa pam yang dipilih terlampau kecil (kurang daripada ambang laser), gandaan yang terhasil tidak mancukupi untuk melebihi kehilangan penggetar, dan laser hanya memancarkan kuasa cahaya yang amat rendah.

Pancaran dalam kebuk dan pancaran keluar laser, yang berlaku di ruang bebas kebiasaannya adalah pancaran Gaussan, dan bukannya pandu gelombang (sebagaimana yang terdapat di dalam laser gentian optik). Sekiranya pancaran tidak berbentuk Gaussian tulen, pancaran mod melintang boleh dianalisis sebagai superposisi (superposition) polinomial Hermite-Gaussian atau pancaran polinomial Laguerre-Gaussian. Pancaran biasanya mempunyai capahan sinar yang amat kecil, tetapi pancaran sempurna tidak dapat dicipta, disebabkan oleh kesan pembelauan. Bagaimanapun pancaran laser akan tersebar kurang berbanding pancaran cahaya tidak terkawal. Jarak pancaran kekal meningkat dengan gandaan diameter pancaran, dan sudut dimana pancaran akhirnya mencapah berbeza secara terbalik dengan diameter. Dengan itu, pancaran yang dihasilkan oleh laser kecil makmal seperti laser helium-neon (HeNe) tersebar sekitar 1 batu (1.6 kilometer) diameter sekiranya dipancarkan daripada permukaan Bumi ke Bulan. Sebagai perbandingan, keluaran laser semikonductor biasa, disebabkan diameter kecilnya, berpecah hampir serta-merta apabila keluar dari bukaan, pada sudut yang mungkin setinggi 50°. Bagaimanapun, pancaran mencapah sebegini boleh diubah menjadi pancaran (collimated) dengan menggunakan kanta optik. Sebagi perbandingan, cahaya daripada sumber bukan-laser tidak boleh dipancar melalui optik sebaik atau sebanyak itu.

Laser output boleh sebagai output berterusan, sentiasa dipertingkatkan amplitud (dikenali sebagai gelombang berterusan, continuous wave), atau denyutan, dengan menggunakan teknik suis-Q, kunci mod, atau pensuisan gandaan. Dalam operasi denyut, kuasa puncak lebih tingga mampu dicapai.

Sesetengah jenis laser, seperti laser dye dan laser bentuk-solid vibronik boleh menghasilkan cahaya melalui jarak gelombang yang luas; ciri-ciri ini menjadikan ia sesuai bagi penghasilan denyut cahaya yang singkat, pada skala femtosaat (10-15 sesaat).

Ia perlu difahami bahawa perkataan cahaya dalam ringkasan (akronim) LASER membawa erti yang luas, kerana photon sebarang cahaya; dan tidak hanya terhad kepada photon dalam spektrum dapat dilihat. Dengan itu terdapat laser sinar-X, laser infra, laser ultraungu dan sebagainya. Kerana gelombang mikro seumpama laser, maser, dimajukan dahulu, peranti yang memancarkan gelombang mikro dan frekuensi radio biasanya dikenali sebagai maser. Dalam penulisan awal, terutama dari penyelidik di Bell Telephone Laboratories, laser sering kali dikenali sebagai maser optik. Penggunaan istilah ini telah tidak digunakan, dan sehingga 1998 makmal Bell turut menggunakan istilah laser  .