Lasermeediumina saab kasutada kõiki materjale, mille jaoks on võimalik pakkuda populatsiooni inversiooni. See on võimalik järgmiste materjalidega:

a) vabad aatomid, ioonid, molekulid, molekulide ioonid gaasides või aurudes;

b) vedelikes lahustunud värvimolekulid;

c) aatomid, sisseehitatud ioonid tahke;

d) legeeritud pooljuhid;

e) vabad elektronid.

Laserkiirgust tekitavate kandjate arv ja lasersiirde arv on väga suur. Ainuüksi neoonelemendis täheldatakse umbes 200 erinevat laseri üleminekut. Laseraktiivse kandja tüübi järgi eristatakse gaasi-, vedel-, pooljuht- ja tahkislasereid. Kurioosumina olgu öeldud, et inimese hingeõhk, mis koosneb süsinikdioksiidist, lämmastikust ja veeaurust, on nõrga CO 2 laseri jaoks sobiv aktiivne keskkond ning mõned džinni sordid on juba tekitanud laserkiirgust, kuna sisaldavad piisavalt sinise fluorestsentsiga kiniini kogus.

Laseri genereerimise read on tuntud spektri ultraviolettpiirkonnast (100 nm) kuni millimeetri lainepikkusteni kauges infrapunavahemikus. Laserid lähevad sujuvalt üle maseriteks. Laserite valdkonnas tehakse intensiivseid uuringuid röntgenlainete vahemikus (joonis 16), kuid praktilise tähenduse on omandanud vaid kaks-kolm tosinat laseritüüpi. CO 2 laserid, argooni ja krüptoonlaserid, CW ja impulss-Nd:YAG laserid, CW ja impulssvärvilaserid, He-Ne laserid ja GaAs laserid on nüüdseks leidnud kõige laiema meditsiinilise rakenduse. Eksimerlaserid, sageduse kahekordistamisega Nd:YAG lasereid, Er:YAG lasereid ja metalliaurulasereid kasutatakse üha enam ka meditsiinis.

Riis. 16. Meditsiinis kõige sagedamini kasutatavad laserite tüübid.

Lisaks saab laseraktiivseid kandjaid eristada selle järgi, kas need moodustavad diskreetseid laserjooni, s.t. ainult väga kitsas kindlas lainepikkuste vahemikus või kiirgavad pidevalt laias lainepikkuste vahemikus. Vabadel aatomitel ja ioonidel on nende täpselt määratletud energiataseme tõttu diskreetsed laserjooned. Paljud tahkislaserid kiirgavad ka diskreetsetel joontel (rubiinlaserid, Nd:YAG laserid). Samas on välja töötatud ka tahkislasereid (värvikesklaserid, aleksandriit-, teemantlaserid), mille kiirguse lainepikkused võivad suure spektripiirkonna ulatuses pidevalt muutuda. See kehtib eriti värvilaserite kohta, mille puhul on see tehnika kõige enam edasi arenenud. Pooljuhtide energiatasemete ribastruktuuri tõttu ei ole pooljuhtlaseritel ka diskreetseid selgeid laseri genereerimise jooni.

Meie ajal on raske leida inimest, kes seda sõna kunagi ei kuuleks "laser" aga väga vähesed saavad selgelt aru, millega tegu.

Pool sajandit laserite leiutamisest erinevad tüübid leidnud rakendust paljudes valdkondades, alates meditsiinist kuni digitaaltehnoloogiani. Mis on laser, mis on selle tööpõhimõte ja milleks see on mõeldud?

Mis on laser?

Laserite olemasolu ennustas Albert Einstein, kes avaldas juba 1917. aastal artikli, mis rääkis võimalusest, et elektronid kiirgavad teatud pikkusega valguskvante. Seda nähtust nimetati stimuleeritud emissiooniks, kuid pikka aega peeti seda tehnilisest seisukohast teostamatuks.

Tehniliste ja tehnoloogiliste võimaluste arenedes on aga laseri loomine muutunud aja küsimuseks. 1954. aastal said Nõukogude teadlased N. Basov ja A. Prohhorov Nobeli preemia maseri, esimese ammoniaagiga töötava mikrolainegeneraatori loomise eest. Ja 1960. aastal valmistas ameeriklane T. Maiman esimese optiliste kiirte kvantgeneraatori, mida ta nimetas laseriks (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Seade muudab energia kitsa suuna optiliseks kiirguseks, s.o. valguskiir, suure kontsentratsiooniga valguskvantide (footonite) voog.

Laseri tööpõhimõte

Nähtust, millel laseri töö põhineb, nimetatakse keskkonna stimuleeritud ehk indutseeritud kiirguseks. Teatud aine aatomid võivad kiirata footoneid teiste footonite toimel, samas kui toimiva footoni energia peab olema võrdne aatomi energiatasemete erinevusega enne ja pärast kiirgust.

Väljastatud footon on koherentne emissiooni põhjustanud footoniga, st. täpselt nagu esimene footon. Selle tulemusena võimendub nõrk valgusvoog keskkonnas ja mitte juhuslikult, vaid ühes antud suund. Moodustub stimuleeritud kiirguse kiir, mida nimetatakse laseriks.

Laserite klassifikatsioon

Laserite olemuse ja omaduste uurimisel avastati nende kiirte erinevat tüüpi. Vastavalt algaine olekule võivad laserid olla:

• gaas;
• vedelik;
• tahkes olekus;
• vabadel elektronidel.

Praegu on laserkiire saamiseks välja töötatud mitmeid meetodeid:

• elektrilise hõõgu või kaarelahenduse abil gaasilises keskkonnas - gaaslahendus;
• kuuma gaasi paisutamise ja populatsiooni inversioonide loomisega – gaasidünaamiline;
• suunates voolu läbi pooljuhi koos keskkonna ergastusega - dioodi või süstimisega;
• pumbates keskkonda optiliselt välklambi, LED-i, teise laseriga jne;
• söötme elektronkiirega pumpamise teel;
• tuumapumpamine kiirguse saamisel alates tuumareaktor;
• kasutades spetsiaalseid keemilisi reaktsioone - keemilisi lasereid.

Kõigil neil on oma omadused ja erinevused, tänu millele neid kasutatakse erinevaid valdkondi tööstusele.

Laserite praktiline kasutamine

Praeguseks on erinevat tüüpi lasereid kasutusel kümnetes tööstusharudes, meditsiinis, IT-tehnoloogiates ja muudes tegevusvaldkondades. Nad on harjunud:

• metallide, plastide ja muude materjalide lõikamine ja keevitamine;
• kujutiste, pealdiste joonistamine ja toodete pinna märgistamine;
• üliõhukeste aukude puurimine, pooljuhtide kristalsete osade täppistöötlus;
• tootekatete moodustamine pihustamise, pindamise, pinna legeerimise jms teel;
• teabepakettide edastamine klaaskiudu kasutades;
• kirurgiliste operatsioonide ja muude ravitoimete teostamine;
• kosmeetilised protseduurid naha noorendamiseks, defektsete moodustiste eemaldamiseks jne;
• sihtimine mitmesugused relvad, väikerelvadest rakettrelvadeni;
• holograafiliste meetodite loomine ja kasutamine;
• rakendamine erinevates uurimisprojektides;
• kauguste, koordinaatide, töökeskkonna tiheduse, voolukiiruste ja paljude muude parameetrite mõõtmine;
• keemiliste reaktsioonide käivitamine erinevate tehnoloogiliste protsesside läbiviimiseks.

On veel palju valdkondi, kus lasereid juba kasutatakse või leiavad lähitulevikus rakenduse.

Laserit võib liialdamata nimetada üheks 20. sajandi olulisemaks avastuseks.

Mis on laser

räägivad lihtsas mõttes,laser - See on seade, mis loob võimsa kitsa valgusvihu. Nimi "laser" ( laser) moodustatakse moodustavate sõnade algustähtede liitmisel Ingliskeelne väljend l öö a võimendamine kõrval s simuleeritud e missioon kohta r kiirgus, mis tähendab "valguse võimendamine stimuleeritud emissiooniga". Laser loob sellise tugevusega valguskiire, mis on võimeline põletama auke ka väga vastupidavates materjalides, kulutades sellele vaid murdosa sekundist.

Tavaline valgus hajub allikast erinevatesse suundadesse. Selle talaks kokku panemiseks kasutatakse erinevaid optilisi läätsi või nõguspeegleid. Ja kuigi selline valgusvihk võib isegi tule süüdata, siis energiat ei saa võrrelda laserkiire energiaga.

Laseri tööpõhimõte

IN füüsiline alus lasertöö peitub nähtus sunnitud, või indutseeritud, kiirgus . Mis on selle olemus? Millist kiirgust nimetatakse stimuleerituks?

Stabiilses olekus on aine aatomil madalaim energia. Sellist seisundit peetakse peamine ja kõik muud osariigid erutatud . Kui võrrelda nende olekute energiat, siis ergastatud olekus on see põhiolekuga võrreldes liigne. Kui aatom läheb ergastatud olekust stabiilsesse olekusse, kiirgab aatom spontaanselt footoni. Seda elektromagnetkiirgust nimetatakse spontaanne emissioon.

Kui üleminek ergastatud olekust stabiilsesse olekusse toimub sunniviisiliselt välise (indutseeriva) footoni mõjul, siis moodustub uus footon, mille energia võrdub üleminekutasandite energiate erinevusega. Sellist kiirgust nimetatakse sunnitud .

Uus footon on emissiooni põhjustanud footoni "täpne koopia". Sellel on sama energia, sagedus ja faas. Aatom seda aga ei neela. Selle tulemusena on juba kaks footonit. Mõjutades teisi aatomeid, põhjustavad nad uute footonite edasist ilmumist.

Uue footoni kiirgab aatom indutseeriva footoni mõjul, kui aatom on ergastatud olekus. Ergastamata olekus aatom lihtsalt neelab indutseeriva footoni. Seetõttu on valguse võimendamiseks vajalik, et ergastatud aatomeid oleks rohkem kui ergastamata. Sellist seisundit nimetatakse rahvastiku inversioon.

Kuidas laser töötab

Laseri disain sisaldab 3 elementi:

1. Energiaallikas, mida nimetatakse laseri "pumpamismehhanismiks".

2. Laseri töökeha.

3. Peeglite süsteem ehk optiline resonaator.

Energiaallikad võivad olla erinevad: elektriline, termiline, keemiline, valgus jne. Nende ülesanne on "pumbata" laseri töökeha energiaga, et tekitada selles laseri valgusvoog. Energiaallikat nimetatakse mehhanismlaseri "pumpamine". . Nad võivad olla keemiline reaktsioon, muu laser, välklamp, elektriline sädemevahe jne.

töötav keha , või lasermaterjalid , nimetage aineid, mis täidavad funktsioone aktiivne keskkond. Laserikiir pärineb töökehast. Kuidas see juhtub?

Protsessi alguses on töövedelik termodünaamilises tasakaalus ja enamik aatomeid on normaalses olekus. Kiirguse tekitamiseks on vaja aatomitele mõjuda, et süsteem läheks olekusse rahvastiku inversioonid. Seda ülesannet täidab laserpumpamise mehhanism. Niipea, kui ühes aatomis ilmub uus footon, alustab see footonite tootmist teistes aatomites. See protsess muutub peagi laviiniks. Kõik toodetud footonid on sama sagedusega ja valguslained moodustavad tohutu võimsusega valguskiire.

Laserites kasutatakse aktiivkandjatena tahkeid, vedelaid, gaasilisi ja plasmaaineid. Näiteks 1960. aastal loodud esimeses laseris oli aktiivseks keskkonnaks rubiin.

Töövedelik asetatakse sisse optiline resonaator . Lihtsaim neist koosneb kahest paralleelsest peeglist, millest üks on poolläbipaistev. See peegeldab osa valgusest ja laseb osa läbi. Peeglitelt peegeldudes tuleb valgusvihk tagasi ja tugevneb. Seda protsessi korratakse mitu korda. Laseri väljundis tekib väga võimas valguslaine. Resonaatoris võib olla rohkem peegleid.

Lisaks kasutatakse laserites muid seadmeid - peegleid, mis võivad muuta pöördenurka, filtreid, modulaatoreid jne. Nende abiga saate muuta lainepikkust, impulsi kestust ja muid parameetreid.

Millal laser leiutati?

1964. aastal said laureaatideks vene füüsikud Aleksandr Mihhailovitš Prohhorov ja Nikolai Gennadievitš Basov ning Ameerika füüsik Charles Hard Towns. Nobeli preemia füüsikas, mille nad pälvisid ammoniaagil (maseril) kvantgeneraatori tööpõhimõtte avastamise eest, mille nad valmistasid üksteisest sõltumatult.

Aleksander Mihhailovitš Prohhorov

Nikolai Gennadievitš Basov

Peab ütlema, et maser loodi 10 aastat enne seda sündmust, 1954. aastal. See kiirgas koherentseid elektromagnetlaineid sentimeetri ulatuses ja sellest sai laseri prototüüp.

Esimese töötava optilise laseri autor on Ameerika füüsik Theodore Maiman. 16. mail 1960 sai ta esmakordselt punase laserkiire punaselt rubiinvardalt. Selle kiirguse lainepikkus oli 694 nanomeetrit.

Theodor Maiman

Kaasaegseid lasereid on erineva suurusega, alates mikroskoopilistest pooljuhtlaseritest kuni tohutute jalgpalliväljaku suuruste neodüümlaseriteni.

Laserite rakendamine

Ilma laserita võimatu kaasaegne elu. Lasertehnoloogiaid kasutatakse erinevates tööstusharudes: teaduses, tehnoloogias, meditsiinis.

Igapäevaelus kasutame laserprintereid. Kauplustes kasutatakse laser-vöötkoodilugejaid.

Laserkiirte abil tööstuses on võimalik teostada pinnatöötlust ülima täpsusega (lõikamine, pihustamine, legeerimine jne).

Laser võimaldas mõõta kaugust kosmoseobjektidest sentimeetri täpsusega.

Laserite tulek meditsiinis on palju muutnud.

Tänapäeva kirurgiat on raske ette kujutada ilma laserskalpellideta, mis tagavad kõrgeima steriilsuse ja lõikavad kudesid täpselt. Nende abiga tehakse peaaegu veretuid operatsioone. Laserkiire abil puhastatakse keha veresooned kolesterooli naastudest. Laserit kasutatakse laialdaselt oftalmoloogias, kus seda kasutatakse nägemise korrigeerimiseks, võrkkesta irdumise, katarakti jm raviks. Selle abil purustatakse neerukive. See on asendamatu neurokirurgias, ortopeedias, hambaravis, kosmetoloogias jne.

Sõjalistes küsimustes kasutatakse laseri asukoha- ja navigatsioonisüsteeme.

Laser- see on valgusallikas, mille omadused erinevad järsult kõigist teistest allikatest (hõõglambid, luminofoorlambid, leegid, looduslikud valgustid jne). Laserkiirel on mitmeid tähelepanuväärseid omadusi. See levib pikki vahemaid ja sellel on rangelt sirgjooneline suund. Kiir liigub väga kitsas kiires väikese lahknemisastmega (jõuab Kuuni sadade meetrite fookusega). Laserkiirel on suur kuumus ja see võib augu teha mis tahes materjali. Kiire valguse intensiivsus on suurem kui tugevaimate valgusallikate intensiivsus.
Laseri nimi on lühend ingliskeelsest fraasist: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER). valguse võimendamine stimuleeritud emissiooniga.
Kõik lasersüsteemid saab jagada rühmadesse sõltuvalt kasutatava aktiivse kandja tüübist. Kõige olulisemad laserite tüübid on:

tahkes olekus

pooljuht

vedel

gaas
Aktiivne keskkond on aatomite, molekulide, ioonide või kristallide kogum (pooljuhtlaser), mis valguse toimel võib omandada võimendavaid omadusi.

Seega on igal aatomil eraldiseisev energiatasemete komplekt. Põhiseisundis (minimaalse energiaga olek) oleva aatomi elektronid lähevad valguskvante neeldes üle kõrgemale energiatasemele - aatom ergastab; kui kiirgab valguskvant, juhtub kõik vastupidi. Veelgi enam, valguse emissioon, st üleminek madalamale energiatasemele (joonis 1b) võib toimuda spontaanselt (spontaanselt) või välise kiirguse toimel (sunnitud) (joonis 1c). Veelgi enam, kui spontaanseid emissioonikvante emiteeritakse juhuslikes suundades, siis stimuleeritud emissioonikvant kiirgub samas suunas kui selle kiirguse põhjustanud kvant, see tähendab, et mõlemad kvantid on täiesti identsed.

Joon.1 Laserkiirguse tüübid

Selleks, et energiakiirguse toimumise üleminekud (üleminekud ülemiselt energiatasemelt madalamale) jääksid kehtima, on vaja tekitada ergastatud aatomite või molekulide suurenenud kontsentratsioon (pööratud populatsiooni loomiseks). See toob kaasa ainele langeva valguse suurenemise. Aine olekut, milles tekib energiatasemete pöördpopulatsioon, nimetatakse aktiivseks ja sellisest ainest koosnevat keskkonda nimetatakse aktiivseks keskkonnaks.

Pöördtaseme populatsiooni loomise protsessi nimetatakse pumpamiseks. Ja veel üks laserite klassifikatsioon tehakse pumpamismeetodi järgi (optiline, termiline, keemiline, elektriline jne). Pumpamismeetodid sõltuvad laseri tüübist (tahklik, vedelik, gaas, pooljuht jne).
Pumpamisprotsessi peamist probleemi saab käsitleda kolmetasandilise laseri näitel (joonis 2)

Joonis 2 kolmetasandilise laseri skeem

Madalam laseri tase I energiaga E1 on süsteemi põhienergiatase, kus algselt asuvad kõik aktiivsed aatomid. Pumpamine ergastab aatomeid ja viib need vastavalt I maapinna tasemelt III tasemele energiaga E3. Aatomid, mis on tasemel III, kiirgavad valguskvante ja lähevad I tasemele või kiiresti ülemisele lasertasemele II. Ergastatud aatomite akumuleerimiseks ülemisel laseritasandil II energiaga E2 on vaja aatomite kiiret lõdvestumist III tasemest II tasemeni, mis peab ületama ülemise laseri taseme II lagunemiskiirust. Sel viisil loodud pöördpopulatsioon loob tingimused kiirguse võimendamiseks.

Põlvkonna tekkimiseks on aga vaja anda ka tagasisidet, st et stimuleeritud emissioon põhjustab kord juba tekkinud stimuleeritud emissiooni uusi tegusid. Sellise protsessi loomiseks asetatakse aktiivne keskkond optilisse resonaatorisse.

Optiline resonaator on kahe peegli süsteem, mille vahel on aktiivne keskkond (joonis 3). See tagab mitmekordse päritoluga valguslainete, mis levivad piki oma telge piki võimenduskeskkonda, mille tulemusel saavutatakse suur kiirgusvõimsus.

Joon.3 Laserskeem

Teatud võimsuse saavutamisel väljub kiirgus läbi poolläbipaistva peegli. Tänu resonaatori teljega paralleelsete kvantide genereerimise arendamisel osalemisele on efektiivsus. laserid tavaliselt ei ületa 1%. Mõnel juhul, ohverdades teatud omadused, K.P.D. saab suurendada kuni 30%.

Radiofüüsikast teadaolevalt võimendi abil elektromagnetlainete genereerimiseks on vaja tuua võimendi väljundsignaal selle sisendisse ja moodustada tagasisideahel. Optikas luuakse selline tagasiside Fabry-Perot interferomeetri abil, mis tekitab resonaatori. Joonis 1.11. on toodud laserseadme skemaatiline diagramm, mis koosneb: 1) aktiivsest keskkonnast pikkusega L, 2) pumpallikast, näiteks välklambist, 3) kahest peeglist peegeldusteguritega R 1 ja R 2, mis moodustavad Fabry-Perot interferomeeter.

Riis. 1.11. põhimõtteline optiline disain laser

Laseri genereerimiseks on vaja kolme tingimust:

1. aktiivse keskkonna olemasolu populatsiooni inversiooniga, 2. tagasiside olemasolu, 3. kasumi ületamine kadudest

Laseri genereerimine algab siis, kui aktiivse keskkonna võimendus kompenseerib selles tekkivad kaod, kiirguse võimendus aktiivses keskkonnas läbimise kohta (st väljund- ja sisendfootoni voo tiheduse suhe) on võrdne

exp (1,12)

Kui kaod resonaatoris on määratud ainult peeglite ülekandega, siis genereerimislävi saavutatakse tingimusel

R1R2exp = 1 (1,13)

See tingimus näitab, et lävi saavutatakse, kui populatsiooni inversioon läheneb kriitiline. Niipea, kui saavutatakse kriitiline inversioon, areneb põlvkond spontaansest emissioonist. Tõepoolest, footonid, mis eralduvad spontaanselt piki resonaatori telge, võimenduvad. See mehhanism on laseri genereerimise aluseks.

1.4.1. Meetodid pöördpopulatsiooni loomiseks.

Seni oleme kaalunud kahetasandilisi süsteeme, kuid sellistes süsteemides on laseri tegemine võimatu. Termodünaamilise tasakaalu seisundis N 1 > N 2, Seetõttu on elektromagnetväljaga kokkupuutel sunnitud üleminekute arv alt üles (1 -» 2) rohkem numbrit sunnitud üleminekud ülalt alla (2 -» 1): sel juhul väheneb alumise taseme elanikkond ja ülemise tasandi rahvaarv kasvab. Elektromagnetvälja piisavalt suure mahulise energiatiheduse korral saab tasapinnalisi populatsioone võrdsustada , kui sundüleminekute arvud 1 -» 2 ja 2 -» 1 on võrdsed, st. tekib dünaamiline tasakaal. Taseme populatsiooni võrdsustamise nähtust nimetatakse ülemineku küllastus. Seega saab kahetasandilises süsteemis elektromagnetvälja toimel saavutada ülemineku küllastumise, kuid mitte populatsiooni inversiooni.

1.4.1. kolmeastmeline süsteem.

Joonis 1.12. on näidatud skeem, mis näitab optiliselt pumbatava kolmetasandilise laseri (näiteks rubiin) tööd. Algolekus on lasermaterjalis kõik aatomid madalamal tasemel 1. Pumpamine viib aatomid madalamalt tasemelt 3. tasemele, mis koosneb paljudest alamtasanditest, mis moodustavad laia neeldumisriba. See tase võimaldab pumbana kasutada laia kiirgusspektriga allikat, näiteks välklambi. Enamik ergastatud aatomeid läheb kiiresti üle keskmine tase 2 ilma kiirguseta. Aga lõpuks kvantsüsteem naaseb footoni emissiooniga madalamale tasemele 1. See üleminek on laserüleminek.

Kui pumba intensiivsus on väiksem kui laseerimislävi, siis on aatomite üleminekuga 2. tasemelt 1. tasemele kaasnev kiirgus spontaanne. Kui pumba intensiivsus ületab genereerimisläve, muutub kiirgus stimuleerituks. See juhtub siis, kui 2. taseme populatsioon ületab taseme 1. Seda on võimalik saavutada, kui eluiga tasemel 2 on pikem kui lõõgastusaeg 3. tasemest 2. tasemeni, s.t.

Riis. 1.12. Kolmetasandilise laseri energiataseme diagramm.

N 3 aatomite arv E 3 tasemel on väike võrreldes teiste tasandite aatomite arvuga, s.t.

(1.15)

Kolmetasandilise süsteemi põhiidee seisneb selles, et aatomid pumbatakse tõhusalt tasemelt 1 metastabiilsele tasemele 2, läbides kiiresti 3. taseme. Sel juhul on süsteem esindatud ka kahetasandilise süsteemina. Genereerimiseks on vajalik, et 2. taseme populatsioon oleks suurem kui 1. taseme populatsioon. Seega on lasergenereerimise kolmetasandilises süsteemis vajalik, et üle poole madalama energiataseme 1 aatomitest oleks viidi üle metastabiilsele tasemele 2.

1.4.2. neljatasandiline süsteem.

Neljatasandiline lasersüsteem, mille skeemi järgi on suurem osa haruldaste muldmetallide ioonide poolt aktiveeritud lasereid klaasil ja kristallidel, on näidatud joonisel 1.13.

Riis. 1.13. Neljatasandilise laseri energiataseme diagramm

Tuleb märkida, et kolmetasandilises süsteemis toimub lasergenereerimine ergastatud 2. taseme ja madalama taseme 1 vahel, mis on alati asustatud. Ja neljatasandilises süsteemis viiakse laserüleminek läbi tasemele 1, mis on madalama taseme kohal ja mis ei pruugi olla üldse asustatud või asustatud, kuid palju vähem kui madalaim tase. Seega piisab pöördpopulatsiooni loomiseks väikese arvu aktiivsete aatomite ergastamisest, kuna need lähevad peaaegu kohe 2. tasemele. Neljatasemelise lasersüsteemi genereerimise künnis on palju madalam kui kolmetasemelisel.