Laser lỏng

CÁC THÀNH VIÊN:

ĐẶNG HỮU TỴ

HUỲNH MAI THUẬN

ĐINH THỊ TUYẾT

NGUYỄN THỊ XUÂN TÍN

NGUYỄN THỊ TRANG

SEMINA

•LASER LỎNG

A. Khái quát về laser lỏng Khái niệm: Là loại laser trong đó môi trường

hoạt tính là chất lỏng Ưu điểm:

Không đòi hỏi gia công chính xác Dễ dàng tăng nồng độ tâm kích hoạt và

tăng khối lượng hoạt chất để tăng cường độ bức xạ như ý muốn

Dễ dàng làm lạnh hoạt chất Dễ dàng nghiên cứu vì dễ thay đổi hoạt

chất trong môn trường hoạt tính Nhược điểm+ Chất lỏng có hệ số dẫn nhiệt lớn nên hoạt

chất chóng nóng dẫn đến sự không ổn định về tần số và công suất phát

A. Khái quátB. Phân loại

2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ

3. Laser màuC. Ứng dụng1. Trong khoa học2. Trong công nghiệp3. Trong quân sự4. Trong thông tin quang5. Trong y học

B. Phân loại laser lỏng

Hiện nay người ta phân laser lỏng làm 3 loại

Laser Chelate hữu cơ – đất hiếm

Laser vô cơ Oxyd Chloride –

Neodym – Selen

Laser màu – Dyer Laser


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


1. Laser Chelate hữu cơ – đất hiếm

Laser Chelate hữu cơ – đất hiếma. Môi trường hoạt tínhb. Nguyên tắc hoạt động


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ



Trong Laser Chelate hữu cơ – đất hiếm người ta dùng Chelate là hợp chất hữu cơ – kim loại làm hoạt chất trong môi trường hoạt tính

Trong Chelate được phân thành hai thành phần: Ion đất hiếm và chất nền

Chelate điển hình là chất hợp thành từ Ion Benzoylacetonate hợp với Ion đất hiếm hóa trị 3

1963 Lampike và Samelan đã tìm ra laser Eu – Benzoylacetonate


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


a. Môi trường hoạt tính

1. Laser Chelate hữu cơ – đất hiếmA. Khái quátB. Phân loại

2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


b. Nguyên tắc hoạt động


Khi chiếu sáng Chelate các chất nền hấp thụ năng lượng chuyển từ trạng thái cơ bản 1 sang trạng thái cơ bản 2 rồi dịch chuyển không bứt xạ sang trạng thái 3 rồi tồn tại trong thời gian sau đó chuyển sang mức 4 của đất hiếm tạo ra sự nghịch đảo mật độ trong Ion đất hiếm.

Cuối cùng sự dịch chuyển từ mức 4 sang mức 5 trong Ion đất hiếm phát ra bứt xạ laser


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ



2. Laser vô cơ Oxyd Chloride – Neodym – Selen A. Khái quátB. Phân loại

2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ



Trong laser Chelate có nhược điểm là năng lượng kích thích đi qua các quá trình trung gian dẫn đến giảm hiệu suất laser

Để khắc phục trong Laser vô cơ Oxyd Chloride – Neodym – Selen người ta dùng dung dịch đệm có khối lượng phân tử nặng, các phân tử này không dao động ở mức năng lượng bằng năng lượng kích thích của Ion đất hiếm

Dung dịch đệm thường dùng là: được tạo thành bằng cách trộn và vào Oxid Chloride Selen

Laser vô cơ Oxyd Chloride – Neodym – Selen

Tương tự như laser chelate Khi chiếu sáng các chất nền hấp thụ

năng lượng chuyển từ trạng thái cơ bản 1 sang trạng thái cơ bản 2 rồi dịch chuyển không bứt xạ sang trạng thái 3 rồi tồn tại trong thời gian sau đó chuyển sang mức 4 của đất hiếm tạo ra sự nghịch đảo mật độ trong Ion đất hiếm.

Cuối cùng sự dịch chuyển từ mức 4 sang mức 5 trong Ion đất hiếm phát ra bứt xạ laser


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ



Laser màu (Dyer laser)


a. Môi trường

hoạt tính

b. Bơm quang

học cho

laser màu

c. Tính chất của

laser màu


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ



Laser màu sử dụng các hợp chất màu hữu cơ làm hoạt chất

Các hợp chất màu thường là chất hữu cơ phức tạp, hấp thụ mạnh ánh sáng từ vùng tử ngoại đến vùng khả kiến

Các hợp chất màu thường dùng trong laser màu là: Rodamin B, Rodamin 6G, Coumarin

Các hợp chất màu còn có nhóm trợ màu như N=N, NO2, OH

Các hợp chất màu có khả năng hấp thụ ánh sáng một cách chọn lọc


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ





2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ




Bơm quang học cho laser

màu

Nguồn bơm cho laser màu

Các phương pháp bơm


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


b. Bơm quang học cho laser màu


Nguồn bơm cho laser màu Điều kiện: Nguồn bơm cho laser màu

phải có cường độ đủ lớn như đèn xung hoặc các loại laser

Bước sóng của nguồn bơm phải nhỏ hơn bước sóng của bứt xạ của laser màu

Phổ bứt xạ của nguồn bơm phải phù hợp với phổ hấp thụ của laser màu

Các loại laser thường dùng làm nguồn bơm laser màu: laser rubi, laser YAG – Nd, Laser Nitơ, Laser Argon…


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ




Các phương

pháp bơm laser màu

Phương pháp bơm dọc: Nguồn bơm được bơm cùng phương với

bức xạ LASER

Phương pháp bơm ngang:

Nguồn bơm được bơm theo

phương vuông góc với phương

bức xạ LASER

Phương pháp bơm nghiêng:

Nguồn bơm được bơm theo

phương hợp với phương bức xạ

laser 1 góc 𝛼


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ



3. Laser màu (Dyer laser)

Tính chất quan trọng nhất của laser màu là dễ dàng điều chỉnh bước sóng của bức xạ laser bằng cách thay đổi hoạt chất màu

Sử dụng hoạt chất màu thích hợp có thể thay đổi bước sóng laser màu từ vùng tử ngoại đến vùng hồng ngoại gần

Có hệ số khuếch đại lớn, dễ chế tạo, dễ dàng thay đổi hoạt chất màu


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


c. Tính chất của laser màu

To be continue…

C. Ứng dụng của laser lỏng

Nhờ tính chất dễ dàng thay đổi bước sóng bức xạ laser nên laser màu có nhiều khả năng ứng dụng nhất:

Khả năng ứng dụng của Laser màu• Trong nghiên cứu khoa học• Trong công nghiệp • Trong quân sự • Trong thông tin quang• Trong y học


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


1. Trong nghiên cứu khoa học

Đây là ứng dụng hàng đầu của laser màu: Nhờ tính chất dễ dàng thay đổi bước sóng nên laser màu được ứng dụng nhiều nhất trong nghiên cứu khoa học:

a. Trong nghiên cứu

vũ trụ

b. Trong nghiên cứu quang phổ


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ



Sử dụng tia laser có công suất lớn để đun nóng và nghiên cứu vật chất khám phá nhiều hiện tượng thiên văn thu nhỏ, như sao băng mini, sao, những khối khí thể plasma có mật độ rất cao, những hiện tượng xảy ra bên trong các vì sao


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


a. Trong nghiên cứu vũ trụ

1. Trong nghiên cứu khoa họcA. Khái quátB. Phân loại

2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


a. Trong nghiên cứu vũ trụ Dùng laser bắn phá rác trên vũ trụ làm chúng

bay hơi hoàn toàn Tia laser có xung động ngắn tác động lên

thiên thạch trong thời gian dài có thể làm thiên thạch chệch hướng khỏi quỹ đạo

Đo khoảng cách từ Trái Đất đến Mặt Trăng chính xác đến từng milimet.

Dùng laser làm cầu nối giữa các vệ tinh.

1. Trong nghiên cứu khoa họcA. Khái quátB. Phân loại

2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


a. Trong nghiên cứu vũ trụ


Nhờ có đặc tính khi sử dụng hoạt chất màu thích hợp có thể thay đổi bước sóng laser màu từ vùng tử ngoại đến vùng hồng ngoại gần nên laser màu có thể nghiên cứu, phân tích quang phổ hấp thụ và phát xạ của nhiều chất khác nhau mà các loại laser khác không làm được.


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


b. Trong nghiên cứu quang phổ

2. Trong công nghiệp

Trong công nghiệp thì laser màu có thể được dùng trong các công việc:

a. Cắt

b. Hàn

c. Khoan

d. Đóng dấu


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


2. Trong công nghiệp

• Phương pháp đột biến về nhiệt.• Cắt bằng khoan: thường dùng cắt các vật cứng, có

nhiệt nóng chảy cao như: ceramic, thuỷ tinh…• Phương pháp đốt nóng chảy và thổi.• Phương pháp bay hơi.• Phương pháp cắt nguội

Phương pháp

• Cắt được hầu hết các loại vật liệu.• Rãnh cắt sắc cạnh, có độ chính xác cao.• Có thể cắt theo đường thẳng hay đường cong bất

kỳ.• Không biến dạng cơ học và biến dạng nhiệt ít.• Tốc độ cắt nhanh.• Dễ dàng áp dụng vào tự động hoá nâng cao năng

suất.• Không gây tiếng ồn, không gây ô nhiễm môi trường

Ưu điểm:

• Chiều dày cắt hạn chế 10 – 20 mm Nhược điểm:


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


a. Cắt

2. Trong công nghiệpA. Khái quátB. Phân loại

2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


a. Cắt


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


b. Hàn

• Sử dụng chùm laser làm nóng chảy hai phần tiếp xúc nhau để kết dính với nhau.

Phương pháp

• Độ tập trung năng lượng cao hàng chục KW vào một điểm có kích thước 0.2-0.3 mm

• Miền truyền nhiệt nhỏ, sự giảm nhiệt độ nhanh.• Giảm sự biến tính vật liệu do nhiệt trong quá trình

hàn.• Không cần gia công sau khi hàn.• Tốc độ hàn nhanh.

Ưu điểm

• Giá thành đầu tư cao.• Sự làm lạnh nhanh dễ gây ra sự nứt gãy.

Nhược điểm


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


b. Hàn


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


c. Khoan

• Sử dụng các xung laser ngắn để gia công các lỗ sâu.

• Phương pháp này dựa trên cơ sở lớp kim loại bay hơi do tác dụng của nhiệt gia công

• Tổng năng lượng xung kích sẽ quyết định kích thước lỗ.

Phương pháp

• Thời gian thực hiện nhanh, nâng cao năng suất.

• Khoan được những lỗ rất nhỏ mà các phương pháp gia công cơ học không thể làm được.

• Lỗ khoan đẹp, có độ chính xác cao

Ưu điểm


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


c. Khoan


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


d. Đóng dấu

• Sử dụng laser có bước sóng và cường độ thích hợp có thể đóng dấu trên các vật liệu khác nhau: Nhựa, Kim loại, Polime, Bán dẫn, Thủy tinh…

Phương pháp

• Độ tin cậy cao, thời gian làm việc lâu dài.

• Dấu không thể rửa.• Tốc độ nhanh.• Quá trình không tiếp xúc trực

tiếp với sản phẩm.• Có thể làm việc tự động hoá.• Hạ giá thành sản phẩm

Ưu điểm


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


d. Đóng dấu

3. Trong quân sựVới độ định hướng cao, cường độ, năng lượng lớn nên laser cũng được ứng dụng nhiều trong quân sự:

a. Trong hệ thống phòng

thủ laser ABL

b. Trong hệ thống điều

khiển vũ khí


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


3. Trong quân sự

Hệ thống phòng thủ laser ABL có thể tiêu diệt tên lửa đạn đạo chiến thuật và xuyên lục địa

Hệ thống có thể tiêu diệt các mục tiêu tên lửa ngay khi vừa phát hiện, có thể tiêu diệt được mục tiêu cách 600 km

Nhược điểm là chỉ tiêu diệt được các tên lửa dùng nhiên liệu lỏng


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


a. Trong hệ thống phòng thủ laser ABL

3. Trong quân sựA. Khái quátB. Phân loại

2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


a. Trong hệ thống phòng thủ laser ABL

3. Trong quân sự

Ban đầu hệ thống phát ra một laser dò tìm

Ngay sau khi laser dò tìm phát hiện ra mục tiêu hệ thống sẽ phát ra một laser cực mạnh đến mục tiêu, sức nóng từ tia laser khiến mục tiêu bị nổ tung

Do tấn công với tốc độ ánh sáng nên tỉ lệ thành công rất cao

Thời gian tấn công không quá 10s


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


a. Trong hệ thống điều khiển vũ khí

3. Trong quân sựA. Khái quátB. Phân loại

2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


a. Trong hệ thống điều khiển vũ khí

4. Trong thông tin quang

Nhờ có tính đơn sắc cao, độ định hướng cao, cường độ lớn, có thể thay đổi dễ dàng bước sóng phát ra từ vùng tử ngoại đến vùng hồng ngoại gần nên laser màu được dùng làm nguồn quang không thể thay thế trong thông tin quang, nhằm mục đích giảm độ suy hao, tán xạ đến mức nhỏ nhất


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


5. Trong y học

Laser màu có tiềm năng rất lớn để ứng dụng rỗng rãi trong y học vì tính chất có thể phát ra tất cả bước sóng từ tử ngoại đến hồng ngoại gần nên nó có thể làm được tất cả những điều mà các laser khác làm được. Trong y học laser màu có thể ứng dụng vào:

a. Trong điều trị bệnh

b. Trong thẩm mỹ


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


5. Trong y học

Bằng cách sử dụng các bước sóng khác nhau, với cường độ, năng lượng thích hợp laser màu có thể điều trị nhiều bệnh khác nhau: Ung thư Sỏi thận Thần kinh Các tật khúc xạ Da liễu


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ



5. Trong y họcA. Khái quátB. Phân loại

2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ



5. Trong y học

Bằng cách sử dụng các bước sóng khác nhau, với cường độ, năng lượng thích hợp laser màu có thể ứng dụng nhiều trong thẩm mỹ: Tẩy lông Làm liền sẹo Xóa vết xăm Điều trị mụn


2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


a. Trong thẩm mỹ

5. Trong y họcA. Khái quátB. Phân loại

2. Laser vô cơ

1. Laser hữu cơ


a. Trong thẩm mỹ

Successful !

Science

Laser lỏng