A lézerek veszélyességi osztályai

  • Upload
    malha

  • View
    40

  • Download
    2

Embed Size (px)

DESCRIPTION

A lézerek veszélyességi osztályai. Balesetek lézerekkel. A lézersugárzás biológiai hatása. A lézersugárzás átalakítása. Fókuszálás (és defókuszálás) Polarizáció Brewster-szögű ablakok Kettőstörő (anizotróp) kristályok Impulzusok lerövidítése Q-kapcsolás (Q-switching)  - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

  • A lzerek veszlyessgi osztlyai

  • Balesetek lzerekkel

  • A lzersugrzs biolgiai hatsa

  • A lzersugrzs talaktsaFkuszls (s defkuszls)PolarizciBrewster-szg ablakokKettstr (anizotrp) kristlyokImpulzusok lervidtseQ-kapcsols (Q-switching) Rezontorreg kirtse (Cavity dumping) Mdus sszezrs (Mode locking)Szinkron pumpls (Synchronous pumping) Sajtfzis modulci (Self-phase modulation, chirping) + Impulzus kompresszi (Pulse compression) FrekvenciakonverziLzeres: Festklzer, Ti:sapphire lzerRaman-eltoldsNemlineris optika: frekvencia-duplzs (frequency doubling, second harmonic generation, SHG), sszeg- s klnbsg-frekvencia generls (Sum and difference frequency mixing), Optikai parametrikus oszcillci (Optical Parametric Oscillation, OPO), frekvencia triplzs (third harm. g., THG)

  • FkuszlsAlkalmazs: pl. nemlineris optika/spektroszkpia, lzer mikroszkpok

  • A polarizci fbb tpusai skban polarizltcirkulrisan (-) polarizltcirkulrisan (+) polarizltelliptikusan (+) polarizlt

  • Polarizci Brewster-szg ablakkalFresnel s Snell trvnyekbl a prhuzamos komponens visszaverdse 0%(transzmisszi 100%), ha:Brewster-szgn1, n2: a kt kzeg (pl. vkuum/leveg, kvarc) trsmutatja

  • Polarizci kettstr kristllyal

  • Impulzusok lervidtseMdus sszezrsw, 2w, 3w klnbz fzisszggelw, 2w, 3w azonos fzisszggelw2w3w3w+2w+wIntenzits(amplitd ngyzet)

  • Impulzusok lervidtseMdus sszezrsFzisszgek sszehangolsa: nagyfrekvencis Q-kapcsols

  • Impulzusok lervidtseMdus sszezrs

  • Impulzusok lervidtse Mdus sszezrs + SzinkronpumplsMdus sszezrt lzerrel meghajtott festk lzer! A hullmcsomag rezontorregben val krbehaladsnak ideje ssze van hangolva a meghajt lzer nagyfrekvencijval:

  • Impulzusok lervidtseImpulzus kompressziSajtfzis modulciGyorsan vltoz intenzits esetn:Impulzus elejn vrseltolds impulzus vgn kkeltolds

    fny frekvenciatartomnyban kiszlestett (chirped) impulzuspl. szloptikn keresztlvezetve

  • Frekvenciakonverzi festklzerekkel

  • Frekvenciakonverzi Raman-eltolssalNd:YAGRaman-cellawbewbewStokes(1)rezgsi energiaszintekvirtulis energiaszintekwAnti-Stokes(1)Leggyakrabban hasznltanyagok

    H2: 4155 cm-1D2: 2987 cm-1CH4: 2917 cm-1Ba(NO)3: 1047 cm-1fmgzk

  • Frekvenciakonverzi nemlineris optikai elemekkelPolarizci (P): kls elektromos tr ltal egysgnyi trfogatban keltett diplusmomentum

    Els rendben (gyenge tr): P=ce0EE: trer c: elektromos szuszceptibilitse0: vkuum permittivits

    Ers trben:

    Elektromgneses hullm:

    A msodrend nemlineris polarizci hatsa:

  • Frekvenciakonverzi nemlineris optikai elemekkelFrekvencia ktszerezs (frequency doubling, second harmonic generation, SHG)ww2wKonverzi: 10-30%Kvetelmny: koherencia, hullm-vektor egyezs(wave-vector or index matching)

    Trsmutat hmrsklet s hullmhosszfgg vltoztathat frekvencia esetn kompenzl kristllyal nemlineris optikaikristlykompenzlkristly

  • Frekvenciakonverzi nemlineris optikai elemekkelsszegfrekvenciagenerls(Sum frequency mixing, SFM)wbe1wbe2wki=wbe1+wbe2Klnbsgfrekvenciagenerls(Difference frequency mixing, DFM)Optikai parametrikus oszcilltor(Optical parametric oscillation, OPO)wbe1wbe2wki=wbe1-wbe2wbewkiwmaradk (idler)

  • Optikai parametrikus oszcilltorNemlinerisoptikaikristlyHangol elem (pl. etalon, rcs)widlerwberszben-tereszt tkrkwkiFrekvenciakonverzi nemlineris optikai elemekkelNem felttlen

    szksges stimulci(seeding)

  • Leggyakrabban alkalmazott msodrend nemlineris optikai anyagokKristly Rgi (nm)

    LiB3O5LBO160-2600b-BaB2O4BBO190-2500BiB3O6BiBO286-2500KNbO3400-5500Ba2NaNb5O15400-5000KH2PO4KDP200-1400KTiOPO4KTP350-4400inverzis szimmetria nlkli kristlyokFrekvenciakonverzi nemlineris optikai elemekkel

  • Harmadrend nemlineris optikai konverzik Frekvenciakonverzi nemlineris optikai elemekkelww3wwMsodik felharmonikus generls(Third harmonic generation, THG)Ngysznkevers(Four wave mixing, FWM)

  • Frekvenciakonverzi nemlineris optikai elemekkel

  • Nd:YAG lzer alapfrekvencijnak konverzija369-570 nm185-285 nm266 nm383-389 nmFrekvenciakonverzi nemlineris optikai elemekkel

  • Frekvenciakonverzi nemlineris optikai elemekkel

  • Klnbz frekvencij sugrzsok elvlasztsa Pellin-Broca prizmaszrk: a) levg (cut-off filter) b) szlessv (broad-band filter)

    c) interferenciaszrtkr (dichroic mirror): bevonat adott tartomnyban tereszt, mshol visszaver

  • DetektorokTermikus detektorok, pl. piroelektromosFotoemisszis detektor, pl. fotdida, foton-sokszoroz cs (photomultiplier tube, PMT)Fnyrzkeny flvezetkDetektorsorok, pl. CCD (charge coupled device)Dinds sokszorozChanneltronMicro channel plate (MCP)Ionok/elektronok detektlsaFotonok detektlsa

  • Detektorokfoton-sokszoroz cs (photomultiplier tube, PMT)CCD

  • DetektorokMicro channel plate (MCP)ChanneltronDinds sokszoroz