Лазеры Принципы работы и типы лазеров Основные

Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть полный документ!

Лазеры Принципы работы и типы лазеров

Основные принципы Лазер – квантовый генератор электромагнитных колебаний в оптическом (или околооптическом) диапазоне частот I. Принцип усиления света в веществе (Фабрикант) II. Принцип обратной связи (Таунс, Прохоров, Басов)

Что такое атом? I. Ядро состоит из протонов и нейтронов (ядерные силы) II. Электроны движутся вокруг ядра по «электронным орбитам» III. Квантовая теория -> существуют только особые орбиты, соответствующие дискретному ряду энергий www. howstuffworks. com

Поглощение света Если поместить атом в электромагнитное поле определенной частоты, то оно может раскачать электрон и перекинуть его на другую орбиту (с большей) энергией E 2 На самом деле поле – поток фотонов с энергией Eф = h n E 1 Если Eф = E 2 – E 1, то фотон поглотится, энергия поля уменьшится, а атома возрастет

Спонтанное излучение Если электрон на орбите, энергия которой не минимальна, то атом в возбужденном состоянии. Такой атом стремится понизить свою энергию и перейти на орбиту с минимально возможной для данного атома энергией (основное состояние) E 2 При этом энергия поля повышается, поскольку излучается фотон Eф = E 2 – E 1 Частота света, излученного при таком переходе n = (E 2 – E 1)/h

Вынужденное излучение Падающий на возбужденный атом фотон стимулирует переход на основной уровень При этом излучается фотон абсолютно идентичный первому (то же направление, та же частота) МЕХАНИЗМ УСИЛЕНИЯ СВЕТА!

Усилитель света Инверсия населенности Чтобы происходило усиление, а не ослабление число возбужденных атомов должно быть больше чем атомов в основном состоянии

Принцип обратной связи Сигнал с выхода подать на вход Тогда без сигнала на входе будет сигнал на выходе ГЕНЕРАТОР

Лазерный резонатор Резонатор обеспечивает положительную обратную связь и формирует лазерный луч

Типы лазеров Твердотельные лазеры: рубиновый (Cr. Al. O 3 ) – 694 nm Nd: YAG (Nd: Y 3 Al 5 O 12) – 1064 nm Накачка – криптоновые или ксеноновые лампы, полупроводниковые лазеры Импульсные и непрерывные Газовые лазеры гелий-неоновый (He. Ne) – 633 nm CO 2 – 10600 nm аргоновый – 514 nm Накачка – газовый разряд Импульсные и непрерывные

Типы лазеров Лазеры на красителях родамин 6 G – 570 -650 nm Накачка – гармоники Nd: YAG лазера Импульсные (ячейка) и непрерывные (струя) Эксимерные лазеры аргон-фтор (Ar. F) – 193 nm криптон-фтор (Kr. F) – 248 nm ксенон-хлор (Xe. Cl) – 308 nm Накачка – разряд Импульсные Полупроводниковые лазеры 680, 800, 1300, 1500 nm Накачка – ток через p-n переход Импульсные и непрерывные

Скачать презентацию Лазеры Принципы работы и типы лазеров Основные

LASERS_BASICS.PPT

Количество слайдов: 11