Laser effect

  • View
    2.856

  • Download
    3

Embed Size (px)

DESCRIPTION

 

Transcript

  • 1. Efectul Laser
    Elevii: LupoiuCalinLiviu
    Sandu Filip Gabriel
    ogrdea Oana Cristina
    Profesor coordonator: Roioara Nela
  • 2.
  • 3. Cuprins
    Terminologie
    Istoric
    Tipuri de lasere
    Utilizari
  • 4. Terminologie
    DespreefectulLASER se cunoscdejafoartemulte. Aceastaramura a stiintei s-a dezvoltatfoartemult de la inceputurile sale (1955-1965) sipana in ziua de astazi. Desi bazele teoretice erau mai mult sau mai putin stabilite, primii care reusesc sa concretizeze toate teoriile si presupunerile au fost doi rusi si un american.
  • 5. CuvantulLASER, acronimcreat din initialelecuvintelorenglezesti Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation amintestemodul de producere al acesteiradiatii:amplificareaprinemisiestimulata.
    Un laser este un dispozitiv care emiteradiatiielectromagneticeprintr-un process numitamplificareoptica.Acestproces se bazeazapeemisiastimulata a fotonilor.
  • 6. In stiinta moderna prin lumina ne putem gandi si la lasere cu infrarosu, lasere ultraviolete, radiatii X etc.
    Dinpunct de vederetehnic, laserul este un oscilatoroptic.
  • 7. Istoric
    In ordine sunt prezentati Charles H. Townes (Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, MA, USA; nascut in 1915), Nicolay Gennadiyevich Basov (Lebedev Institute for Physics Akademija Nauk Moscow, URSS; nascut in 1922) si Aleksandr Mikhailovich Prokhorov (Lebedev Institute for Physics Akademija Nauk Moscow, URSS; nascut in 1916). Cei trei au impartit premiul Nobel atribuit in 1964 pentru "cercetarile fundamentale in domeniul electronicii cuantice care au condus la construirea oscilatoarelor si a amplificatorilor bazati pe principiul maser-laser.
  • 8. In anul 1917, Albert Einstein a publicatinformatiidespre laser si maser in ziarulOn the Quantum Theory of Radiation .
    Cel care a descoperitacestfenomen a fost Max Planck fiindbazatpelegileradiatieielectromagnetice.In 1928, Rudolf Landerburgconfirmaexistentaemisiei stimulate si a inversiei de populatie.
  • 9. In 1957 Charles Hard Townes si Arthur Leonard Schawlow au inceputstudiileaspuralaserului cu infrarosu.Peparcursacestia au abandonatradiatiileelectromagneticesi s-au axatmaimultefectulluminii.Originalacest concept se numea maser optic. Intr-o conferinta in anul 1959, Gordon Gould a publicattermenul de LASER in revistaLASERUL.Innotiteleacestuia se gasescinformatiidespreposibileaplicatii ale laseruluiprecum:spectrometria, radarulsifuziuneanucleara.Acontinuatsadezvolteacesteideisi a realizat o aplicatie in aprilie 1959.
  • 10. In 1960 a fostcreatprimul laser functionabil la Laboratoarele de cercetare Hughes in Malibu California. Acestafolosea un cristal de rubinpentru a emite laser de culoarerosu.
    Mai tarziu in 1960, iranianul Ali Javan a construitprimul laser cu gaz care foloseaheliusi neon acestafiindcapabilsaemitacontinuu raze infrarosu.
  • 11. Sistemul de excitareestenecesarpentruobtinerea de sistemeatomice cu mai multi atomiintr-o stare energeticasuperioara. Existamaimultemoduri de a realizaexcitareaatomilor din mediulactiv, in functie de naturamediului. Rezonatorul optic este un sistem de lentilesioglinzinecesarepentruprelucrareaoptica a radiatieiemise. Desi la iesirea din mediulactivrazele laser suntaproape perfect paralelerezonatorul optic estefolositpentrucolimareamultmaiprecisa, pentruconcentrarearazelorintr-un punctcalculat, pentrudispersiarazelorsaualteaplicatiinecesare.
  • 12. Partileconstituente ale unui laser sunt : mediulactiv, sistemul de excitaresirezonatorul optic. Parteaesentiala a unuidispozitiv laser o constituiemediulactiv, adica un mediu in care se gasescatomiiaflatiintr-o stare energeticasuperioaracelei de echilibru. In acestmediuactiv se produce amplificarearadiatieiluminoase (dacaavem o radiatieluminoasaincidenta) sauchiaremisiasiamplificarearadiatieiluminoase (daca nu avem o radiatieluminoasaincidenta).
  • 13. Tipuri de lasere
    Dupanaturamediuluiactivdeosebimmaimultetipuri de laser. Printreacestearegasimlaserul cu rubin, la care distingembara de rubintratatdreptmediulactiviaransamblulsursa de lumina plus oglinzipoartarolul de sistem de excitare. Laserul cu gazfolosesteamestecuri de gaze rare (He, Ne, Ar, Kr) sau CO2 dreptmediuactivsi o sursa de curent electric legata la doielectroziiaurolul de sistem de excitare.
  • 14. Laserul cu gaz
    Bazatpelaserul cu heliusi neon, laserul cu gaz a fostconceputpentru a amplificaluminacoerent.Multelasere de acest gen au fost create cu diferitescopuri cum arfilaboratoarele de cercetare.Altelaseresuntfolositepentru a taiasisuda.
  • 15. Laserulchimic
    Laserelechimicesuntalimentateprinreactiichimice care permit emiterea de particuleintr-un timpfoartescurt. Acestelaserefoarteputernicesuntfolosite in special in operatiunimilitaresi se realizeaza din combinatiahidrogenului cu deuterium.
  • 16.
  • 17. Laserul cu semiconductor
    La aplicareauneitensiunielectricepe o jonctiune p-n, are loc injectia de purtatori in jonctiune,recombinareaelectronilor cu golurilefacandu-se cu emisie de fotoni.
    Mediile active celemaifolositepentrulaserii cu semiconductorisunt: GaAs, GaAlAs , GaP, InSb.Liniileemise de diferitiilaseri cu semiconductori se intindintre 0,3-30 micrometri.
  • 18.
  • 19. Laserul cu microunde
    Acest laser a fostinventat de Townes siShawlow in 1954. Raza de amoniactreceprintr-un concentrator electrostatic pentru a separamoleculeleaflatepeniveleenergeticesuperioare.
    Nu este o coincidenta ca efectul laser a fostaplicatpentru prima oara in regiuneamicroundelor. Emisiilespontanesuntproportionale cu cubulfrecventei de tranzitie, fiindmici in aceastaportiune a spectrului, siputandfineglijate, in comparatie cu alteprocese ca emisiile stimulate siabsorptia. Din acestmotivinversiapopulatiilorsuntobtinuteusor cu o energie mica. Prima inversie a populatiilor a fostobtinuta in molecula de amoniac (NH3). Inversiapopulatiilor in moleculele de amoniac se obtineprinseparareafizica a particuleloraflatepeniveleenergeticesuperioare de celeaflatepeniveleenergeticeinferioare.
  • 20. Laserul cu rubinestealcatuit, in principal, dintr-un cristalcilindric de rubin, douaoglinziparalele, argintatesauauritesi un tub de desscarcare, in forma de spirala, umplut cu un gaznobilsiconectat la un condensator de mare capacitate . Dupa cum se stie, rubinuleste un oxid de aluminiu care continemicicantitati de ioni de crom. Cilindrul de rubinutilizat are lungimea de cativacentimetrisidiametrul de cativamilimetri.
    Laserul cu rubin
  • 21. Celedouaoglinzi plane siparalele, slefuite cu mare grija, suntargintatesauaurite in asafelincatunadintreeleestecompletopaca, iarcealalta partial transparenta, ca sapoatapermiterazelor laser saparaseascainstalatia. Elesuntasezate la capetelecilindrului de rubin, uneori se metalizeazachiarcapetelecilindrului. Tubul de descarcare, in forma de spirala, umplut cu neon, xenon sauamestecuri de neon sicriptonesteconectat la un condensatorsifunctioneazaasemenea blitz-urilor de la aparatelefotografice.
  • 22. Utilizari
    Tehnica laser se ntrebuineazpelargnchirurgieinterapie. Cu raza laser introdusprinpupil se sudeaz retina desprins de peglobulochiuluii se corecteazdefectele de vedere. Interveniilechirurgicaleefectuate cu bisturiul laser traumatizeazmaipuinesuturile vii. n plus, radiaia laser de micputeregrbetecicatrizarearniloriexercit o influenasemeneaacupuncturii. ningineriageneticinanotehnologii (tehnologii care opereaz cu obiecte de dimensiunile 10-9 m), cu ajutorullaserului se taiei se combinfragmente de gene, molecule biologiceiobiecte cu dimensiuni de ordinulmilionimilor de milimetru.
  • 23. Medicina
    Tehnica laser se ntrebuineazpelargnchirurgieinterapie. Cu raza laser introdusprinpupil se sudeaz retina desprins de peglobulochiuluii se corecteazdefectele de vedere. Interveniilechirurgicaleefectuate cu bisturiul laser traumatizeazmaipuinesuturile vii. n plus, radiaia laser de micputeregrbetecicatrizarearniloriexercit o influenasemeneaacupuncturii. ningineriageneticinanotehnologii (tehnologii care opereaz cu obiecte de dimensiunile 10-9 m), cu ajutorullaserului se taiei se combinfragmente de gene, molecule biologiceiobiecte cu dimensiuni de ordinulmilionimilor de milimetru.
  • 24. Analizauneiluminialbe care s