Laser – definition och hur det fungerar: princip, typer och användning

Upptäck vad en laser är, hur den fungerar, dess principer, typer och användningar — en tydlig guide om ljusförstärkning, kollimering och tekniska tillämpningar.

Författare: Leandro Alegsa

08-02-2026 19:34

En laser är en maskin som producerar en förstärkt, enfärgad ljuskälla. Den använder speciella gaser eller kristaller för att göra ljuset med endast en enda färg. Gaserna får energi för att få dem att avge ljus. Sedan används speglar för att förstärka (göra ljuset starkare). I många lasrar färdas allt ljus i en riktning, så det förblir som en smal stråle av kollimerat ljus som inte blir bredare eller svagare som de flesta ljuskällor gör.

När den smala strålen riktas mot något bildar den en enda ljuspunkt. Ljusets energi stannar i den smala strålen i stället för att spridas ut som i en ficklampa.

Ordet "laser" är en akronym för "ljusförstärkning genom stimulerad strålningsemission". Både apparaten och dess namn utvecklades från den tidigare Maser.

Principen bakom laser

En laser bygger på tre grundläggande delar:

Aktivt medium (gain medium) – det material som avger ljus när det exciteras. Det kan vara en gas, ett fast material (kristall eller glas), en fiber eller en halvledare.
Pumpkälla – energi som tillförs för att excitera atomer eller molekyler i det aktiva mediet (elektriska urladdningar, lampor eller andra lasrar).
Optisk resonator – två eller flera speglar som reflekterar ljus fram och tillbaka genom mediet så att det stimulerade utsläppet förstärks; en av speglarna är delvis genomskinlig så att en del ljus kan lämna som utstrålad laserstråle.

Viktigast är fenomenet stimulerad emission: när en exciterad atom träffas av en foton med exakt samma energi kan den avge en andra foton som är i fas och har samma riktning – det skapar koherent, monochromatiskt och riktat ljus.

Olika typer av lasrar

Lasrar kategoriseras efter aktivt medium och driftläge. Några vanliga typer:

Gaslasrar – t.ex. helium-neon (He–Ne) och koldioxid (CO₂). CO₂-lasrar är vanliga inom industriell skärning och märkning.
Fasta tillståndslasrar – har ett fast kristall- eller glasmedium, till exempel Nd:YAG. Används i medicin och materialbearbetning.
Halvledarlasrar (diodelasrar) – kompakta och energisnåla, används i konsumentelektronik (CD/DVD/Blu-ray), fiberkommunikation och laserpekare.
Fiberlasrar – där det aktiva mediet är en dopad optisk fiber; högeffektiva och populära i industrin.
Färgämnes- och excimerlasrar – speciallasrar för forskning, medicin och fotolitografi.
Pulsade lasrar – levererar mycket korta och intensiva pulser (femtosekund till nanosekund) för precisionsbearbetning eller spektroskopi.

Användningsområden

Lasrar finns i en mängd tillämpningar tack vare deras precision och styrbara energi:

Industri – skärning, svetsning, borrning, märkning och mätning.
Medicin – ögonkirurgi (LASIK), hudbehandlingar, tumörborttagning och tandvård.
Telekommunikation – fiberoptiska system använder lasrar för att sända data långa sträckor.
Forskning – spektroskopi, kall atomforskning och partikeldetektion.
Militära och säkerhetsapplikationer – avståndsmätning (LIDAR), målinriktningssystem och sensorer.
Underhållning och konsumentprodukter – laserljusshower, skrivare, optiska skivor och skannrar.

Säkerhet och risker

Lasrar kan vara farliga om de inte hanteras rätt. Risker inkluderar ögonskador (även från korta blinkningar), hudbrännskador och brandrisk vid hög effekt. Lasrar klassificeras ofta enligt risknivå (t.ex. klass 1–4):

Klass 1 – ofarliga under normal användning.
Klass 2–3R – synrisk vid direkt exponering för ögat.
Klass 3B och 4 – kan orsaka allvarliga ögonskador och brännskador; klass 4 kan dessutom antända material.

Grundläggande säkerhetsåtgärder: använd skyddsglasögon som är avsedda för laserns våglängd, undvik att rikta strålen mot människor, använd skyddshöljen och följ aktuella föreskrifter och märkningskrav.

Sammanfattning

Laser är en teknik som ger ett mycket riktat, koherent och ofta monochromatiskt ljus. Genom att kombinera ett aktivt medium, en pumpkälla och en optisk resonator kan lasrar skapa ljus med egenskaper som gör dem ovärderliga inom industri, medicin, kommunikation och forskning. Samtidigt kräver de respekt för säkerhetsregler för att undvika skador.

Röd (660, 635nm), grön (532, 520nm) och blå (445, 405nm) laser.

Mekanism

En laser skapar ljus genom särskilda åtgärder som involverar ett material som kallas "optiskt förstärkningsmedium". Energi förs in i detta material med hjälp av en "energipump". Detta kan vara elektricitet, en annan ljuskälla eller någon annan energikälla. Energin får materialet att gå in i ett så kallat exciterat tillstånd. Detta innebär att elektronerna i materialet har extra energi, och efter en viss tid kommer de att förlora denna energi. När de förlorar energin kommer de att frigöra en foton (en ljuspartikel). Den typ av optiskt förstärkningsmedium som används kommer att ändra vilken färg (våglängd) som kommer att produceras. Att frigöra fotoner är den del av lasern som handlar om "stimulerad strålningsemission".

Många saker kan utstråla ljus, till exempel en glödlampa, men ljuset är inte organiserat i en riktning och fas. Genom att använda ett elektriskt fält för att styra hur ljuset skapas kommer detta ljus nu att vara av ett slag och gå i en riktning. Detta är "koherent strålning".

Vid denna tidpunkt är ljuset fortfarande svagt. Speglarna på vardera sidan skickar ljuset fram och tillbaka, och detta träffar andra delar av det optiska förstärkningsmediet, vilket gör att dessa delar också släpper ut fotoner och genererar mer ljus ("ljusförstärkning"). När hela det optiska förstärkningsmediet producerar ljus kallas detta för mättnad och skapar en mycket stark ljusstråle vid en mycket smal våglängd, som vi skulle kalla en laserstråle.

Laserskärning

Design

Ljuset rör sig genom mediet mellan de två speglarna som reflekterar ljuset fram och tillbaka mellan dem. En av speglarna reflekterar dock bara delvis ljuset, vilket gör att en del av ljuset kan komma ut. Det ljus som flyr utgör laserstrålen.

Detta är en enkel konstruktion; den typ av optiskt förstärkningsmedium som används definierar vanligtvis lasertypen. Det kan vara en kristall, exempel är rubin och en granatkristall gjord av yttrium och aluminium med sällsynta jordartsmetaller inblandade. Gaser kan användas för laser genom att använda helium, kväve, koldioxid, neon eller andra. Stora, kraftfulla lasrar är vanligtvis gaslasrar. En frielektronlaser använder en elektronstråle och kan ställas in så att den avger olika färger. Slutligen använder de minsta lasrarna halvledardioder för att producera ljuset. Dessa är den mest talrika sorten och används i elektronik.

Historia

Albert Einstein var den förste som fick idén om stimulerad emission som skulle kunna ge upphov till en laser. Därefter gick många år åt till att se om idén fungerade. Till en början lyckades man göra masrar och senare kom man på hur man kunde göra kortare synliga våglängder. Det var inte förrän 1959 som namnet laser myntades av Gordon Gould i en forskningsrapport. Den första fungerande lasern sattes ihop och användes av Theodore Maiman vid Hughes Research Laboratories 1960. Många började arbeta med lasrar vid denna tid, och frågan om vem som skulle få patentet på lasern avgjordes inte förrän 1987 (Gould vann rättigheterna).

Applikationer

Lasrar har funnit många användningsområden både i vardagen och inom industrin. Lasrar finns i CD- och DVD-spelare, där de läser koden från skivan som innehåller en låt eller film. En laser används ofta för att läsa streckkoder eller SQR-koder på saker som säljs i en butik, för att identifiera en produkt och ange dess pris. Lasrar används inom medicinen, särskilt vid LASIK-ögonkirurgi, där lasern används för att reparera hornhinnans form. Den används inom kemin med spektroskopi för att identifiera material, för att ta reda på vilken typ av gaser, fasta ämnen eller vätskor något är gjort av. Starkare lasrar kan användas för att skära metall.

Lasrar används för att mäta månens avstånd till jorden genom att reflektera på reflektorer som lämnats kvar av Apollo-uppdragen. Genom att mäta den tid det tar för ljuset att färdas till månen och tillbaka igen kan vi ta reda på exakt hur långt bort månen är.

Laserpekare används av människor för att peka på en plats på en karta eller ett diagram. De används till exempel av föreläsare. Många människor gillar också att leka med laserpekare. En del människor har riktat dem mot flygplan. Detta är farligt, och det är också olagligt i många länder. Människor har arresterats och åtalats för detta brott.

Datorer använder vanligtvis en optisk datormus som inmatningsenhet. Moderna laserpekare är för stora och kraftfulla för detta ändamål, så de flesta möss använder små VCSEL:er, eller "Vertical cavity surface-emitting lasers" för detta ändamål. Dessa lasrar används också i DVD- och cd-rom-enheter och för holografi.

Frågor och svar

F: Vad är en laser?

S: En laser är en maskin som skapar en koncentrerad, enfärgad ljusstråle med hjälp av speciella gaser eller kristaller som aktiveras för att avge ljus.

F: Hur skapar en laser sitt ljus?

S: Gaserna eller kristallerna i en laser aktiveras så att de avger ljus, som sedan förstärks eller görs starkare med hjälp av speglar.

F: Producerar en laser ljus i många färger?

S: Nej, en laser producerar ljus med endast en enda färg.

F: Vad är kollimerat ljus?

S: En smal, koncentrerad ljusstråle som inte blir bredare eller svagare när den färdas, till skillnad från de flesta andra ljuskällor.

F: Vad är innebörden av ordet laser?

S: Laser är en akronym som betyder "ljusförstärkning genom stimulerad emission av strålning".

F: Vad är skillnaden mellan en laserstråle och en ficklampstråle?

S: En laserstråle förblir koncentrerad i en smal stråle, medan en ficklampas stråle sprids ut och blir svagare.

F: Vad är sambandet mellan en laser och en maser?

S: Lasern utvecklades från en tidigare maskin som kallades maser, och båda enheterna använder liknande principer för att producera förstärkt ljus.

Sök