Sejarah, Cara Kerja Sinar Laser dan Fungsinya

Ilustrasi cara kerja sinar laser dapat

:

Laser atau Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation punya arti pembesaran pada intensitas cahaya yang dihasilkan oleh pancaan. Sistem dan cara kerja sinar laser dapat dipakai untuk berbagai macam tujuan. Salah satu contohnya adalah untuk pertunjukan musik, alat baca pada kode harga yang ada di pasar modern atau swalayan, membuat sistem keamanan pada suatu gedung dan sebagainya.

Sejarah Sinar Laser

Albert Einstein merupakan orang pertama yang dianggap sebagai penemu sistem dan cara kerja sinar laser. Saat masih hidup dia pernah menyatakan cahaya itu tidak hanya berupa gelombang  elektromagnetik saja tapi mengandung muatan partikel serta energi yang dikenal dengan nama radiasi. Hanya saja ketika itu pernyataan Albert Einstein masih berupa teori saja.

Tapi saat perang dunia kedua berkecamuk, laser mulai sering dipakai oleh pihak militer, seperti sebagai media untuk mengembangkan radar. Pada waktu yang bersamaan ada tiga orang ilmuan yaitu James Gordon., Herbert Zeiger dan Charles H. Townes berhasil menciptakan laser dari gas amoniak yang di tahun 1954 mulai dipublikasikan.

Beberapa waktu kemudian ilmuwan lain dari Uni Soviet yaitu Alexander Prokhorov dan Nikolai Basov mengembangkan penemuan tersebut. Selanjutnya pada tahun 1960 cara kerja sinar laser berhasil disempurnakan oleh Theodore Maiman. Dia memakai silinder dari batu ruby yang dapat menghasilkan sinar laser. Penemuannya ini dinamakan Ruby Laser. Sejak saat inilah pemakaian sinar laser mulai mengalami peningkatan.

Perkembangan sangat signifikan terjadi tahun 1962 saat Robert Hall yang bergabung dengan General Electric berhasil membuat laser jenis semi konduktor dan punya ukuran kecil. Kelebihan laser ini yaitu tidak membutuhkan biaya yang begitu besar dalam proses pembuatannya. Hingga sekarang cara kerja sinar laser hasil ciptaan Robert Hall ini masih sering diaplikasikan pada VCD player, drive CPU di komputer, printer dan sebagainya.

Selanjutnya tahun 1970 terjadi penemuan baru yang lebih revolusioner. Dua orang ilmuwan yang bernama George Hockman dan Charles Kao berhasil menciptakan sistem baru yang saat ini lebih sering dinamakan dengan fiberglass atau serat optik. Mereka berdua memang tidak menciptakan laser tapi hasil penemuan tersebut punya fungsi yang sangat penting untuk menjalankan aplikasi pada sinar laser.

Sebagaimana diketahui, serat optik sering dipakai untuk berbagai macam tujuan terutama yang punya kaitan dengan teknologi komunikasi. Teknologi komunikasi tersebut merupakan pengguna paling besar terhadap cara kerja sinar laser. Dan dua hasil penemuan yaitu serat optik dan laser bisa dikatakan sebagai dua jenis penemuan yang bisa saling memberi dukungan. 

Prinsip dan Cara Kerja Sinar Laser

Laser adalah suatu sumber cahaya koheren yang sifatnya monokromatik dan selalu lurus. Teknik dan cara kerja sinar laser ini terdiri dari dua cakupan yaitu elektronika dan optika. Sedang para ilmuwan lebih sering menggolongkannya pada bidang elektronika kuantum.

Laser ini sendiri sebenarnya adalah suatu pengembangan teknologi lain yaitu maser, singkatan dari Microwave Amplification by the Stimulated Emission of Radiation. Maser ini sering disebut sebelum penggunaan kata laser jadi lebih populer.

Sistem kerjanya hampir sama tapi bekerja atau bergerak pada gelombang ukurannya berbeda. Apabila laser selalu menggunakan spektrum infra merah hingga ultra ungu, namun maser bekerja dengan sistem memancarkan suatu gelombang elektromagnetik yang ukuran panjangnya kurang lebih 5 sentimeter. Jadi agak pendek dibandingkan sinyal televisi atau UHF. Pancaran sinar yang dihasilkan oleh laser dinamakan laser optik.

Laser bisa muncul karena terjadi suatu proses yang dinamakan relaksasi electron. Ketika proses ini berlangsung, ada beberapa foton yang terlepas secara teratur. Ini berbeda dengan cahaya pada lampu senter atau sejenisnya. Proses pelepasan foton tidak terjadi dengan teratur tapi acak.

Selanjutnya laser tersebut akan memunculkan cahaya atau sinar yang punya ukurang panjang gelombang tertentu. Sedang prosesnya, pertama electron yang posisinya dalam keadaan ground state dalam pita valensi mendapatkan energi, lalu statusnya menjadi naik terhadap pita konduksi atau dalam keadaan eksitasi.

Cara kerja sinar laser selanjutnya, electron sudah muncul lagi pada posisi awal atau ground state yang diikuti oleh foton yang lepas. Agar energi yang diambil cukup besar maka dibutuhkan suatu resonator yang dapat berupa cermin atau lensa. Saat masuk dalam resonator, foton yang terlepas ini saling memantulkan cahaya pada dinding resonator hingga punya daya yang sanga kuat untuk meninggalkannya.

Sinar pantulan atau laser yang kuat inilah yang kemudian dipakai untuk alat potong, seperti laser CO2. Sistem dan cara kerja sinar laser yang baik yaitu yang punya tingkat pelebaran rendah tapi punya energi foto yang tinggi. Hasil tersebut akan menciptkan sinar atau cahaya yang lebih baik dan sempurna.

Fungsi Sinar Laser

Teknologi dan cara kerja sinar laser bisa diaplikasikan untuk aneka macam keperluan. Misalnya laser pointer yang digunakan untuk melakukan presentasi, atau laser untuk meluruskan arah dan target tembakan. Selain itu sinar laser juga sering dipakai sebagai alat pemotong yang pada saat ini telah banyak diaplikasikan di pabrik-pabrik elektronik dan baja.

Lalu ada lagi laser yang dinamakan hair removal, dipakai untuk menghilangkan atau memotong rambut. Bahkan ada laser untuk menyembuhkan luka atau sakit. Sedangkan fungsi lain dari sinar laser antara lain adalah:

1.    Spektroskopi, yaitu suatu teknik yang dipakai dengan tujuan melakukan analisa sebuah bahan dengan FTIR atau Fourier Transform Infra Red. Dengan sistem tersebut tingkat atau ukuran serapan sebuah bahan bisa diketahui. Selanjutnya bahan yang ukuran serapannya sudah dapat diketahui ini akan dicocokan dan dibandingkan dengan table. Dari sini kemudian peneliti bisa mengetahui material apa saja yang berada dalam kandungan bahan tersebut.

2.    Material prosessing, lebih sering diaplikasikan sebagai alat pemotong. Jenis laser yang paling sering digunakan untuk mencapai tujuan ini yaitu laser CO2.

3.    Mengukur jarak, misalnya jika ingin mendapatkan informasi tentang ukuran jarak dari bumi sampai ke bulan, maka dengan mengaplikasikan cara kerja sinar laser dapat diketahui ukuran kecepatan cahayanya. Dari kecepatan cahaya ini kemudian jarak antara bumi dan bulan dapat ukurannya dengan lebih akurat.

4.    Pendingin yang menggunakan suatu teknik yang dinamakan atom traping. Caranya pertama atom dimasukan dalam kotak. Namun kotak tersebut sebelumnya telah disusun dalam medan listrik dan magnet. Setelah itu kotak tersebut melakukan proses radiasi pada ukuran panjang gelombang yang akan keluar. Berikutnya proses pengeluaran gelombang ini dilambatkan dan sinar akan menjadi dingin. Proses seperti ini sering disebut Bose Einstein Condensate.

5.    Di bidang pengembangan elektronika, cara kerja sinar laser juga sering diaplikasikan dengan tujuan untuk menyimpan memori yang dinamakan memori optik dalam perangkat komputer. Jenis laser yang sering digunakan adalah laser solid state yang ukurannya kecil.

6.    Di bidang teknologi komunikasi, laser juga sering difungsikan untuk membuat cahaya jadi lebih kuat. Cahaya yang makin kuat ini membuat sistem komunikasi dapat mengirim gambar atau suara dengan baik menggunakan serat optik.

7.    Kemudian di bidang kesehatan atau kedokteran, laser dapat dipakai dengan berbagai macam tujuan. Misalnya melalukan diagnosa suatu penyakit, mengobati, operasi bedah dan lainnya.

Sinar laser bisa dipakai untuk berbagai macam tujuan. Orang yang pertama kali mengemukakan  sistem dan cara kerja sinar laser adalah ilmuwan Albert Einstein. Setelah itu banyak diciptakan berbagai jenis pengembangan oleh ilmuwan lain. Dan setelah mengalami kemajuan yang sangat pesat, fungsi laser makin bertambah banyak, tidak hanya untuk kepentingan militer saja seperti saat pertama kali teknologi ini ditemukan.