SPRAWOZDANIE NAUKOWE

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

Download "SPRAWOZDANIE NAUKOWE"

Transkrypt

1 P R O J E K T B A D A W C Z Y Z A M A W I A N Y PBZ-MiN-9/T11/23 Elementy i moduły optoelektroniczne do zastosowań w medycynie, przemyśle, ochronie środowiska i technice wojskowej SPRAWOZDANIE NAUKOWE 2.1 Opracowanie i wykonanie modułów generujących promieniowanie o długości fali 1.5µm do nadajników dalmierzy bezpiecznych dla wzroku Opracowanie i wykonanie impulsowych mikrolaserów Er,Yb:YAG i Er,Yb:szkło pobudzanych diodami półprzewodnikowymi Opracowanie i wykonanie monoimpulsowego lasera Er,Yb:szkło pobudzanego lampą błyskową Opracowanie i wykonanie generatora OPO wzbudzanego promieniowaniem o długości fali 1,6 μm z lasera pompowanego diodą półprzewodnikową. Kierownik: Dr hab. inż. Waldemar ŻENDZIAN Grupa tematyczna: II. Moduły laserowe do zastosowań w technice wojskowej, ochronie środowiska medycynie i przemyśle Wykonawca Części Wyodrębnionej: Instytut Optoelektroniki WAT Kierownik: Prof. dr hab. inż. Zygmunt MIERCZYK Warszawa 24-27

2 WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA INSTYTUT OPTOELEKTRONIKI SPRAWOZDANIE NAUKOWE z realizacji Projektu Badawczego Zamawianego p.t. Elementy i moduły optoelektroniczne do zastosowań w medycynie, przemyśle, ochronie środowiska i technice wojskowej w części realizowanej w ramach zadania 2.1 p.t. Opracowanie i wykonanie modułów generujących promieniowanie o długości fali 1.5 µm do nadajników dalmierzy bezpiecznych dla wzroku w latach Nr ewd.... Warszawa, październik 27 r.

3 Zespół autorski: Kierownik zadania 2.1 dr hab. inż. Waldemar Żendzian, prof. WAT Zadanie dr inż. Krzysztof Kopczyński mgr inż. Jarosław Młyńczak dr inż. Jerzy Sarnecki płk dr hab. inż. Zygmunt Mierczyk, prof. WAT mgr Jadwiga Mierczyk mgr inż. Józef Firak Zadanie dr inż. Roman Ostrowski dr inż. Jan Marczak dr inż. Wojciech Skrzeczanowski dr inż. Wiesław Pichola mgr inż. Józef Firak mgr inż. Antoni Rycyk mgr Jadwiga Mierczyk Jan Karczewski Jerzy Król Krzysztof Bijoch Marek Cendrowicz Zadanie dr inż. Waldemar Żendzian dr hab. inż. Jan Jabczyński dr inż. Jacek Kwiatkowski dr inż. Wiesław Pichola tech. Jan Karczewski tech. Ewa Wojciechowska mgr inż. Józef Firak 2

4 Spis treści Opracowanie i wykonanie impulsowych mikrolaserów Er,Yb:YAG i Er,Yb:szkło pobudzanych diodami półprzewodnikowymi Oferta Koncepcja realizacji zadania Wprowadzenie Ośrodki czynne mikrolaserów bezpiecznych dla wzroku Szkła erbowe Krystaliczne ośrodki czynne Nieliniowe absorbery Badania ośrodków czynnych i nieliniowych absorberów YAG:Co 2+, Co 2+ :YAG/YAG oraz ZnSe:Co Dielektryczne pokrycia cienkowarstwowe Demonstratory mikrolaserów 1.5 µm Badania spektroskopowe ośrodków czynnych Badania generacyjne mikrolaserów cw i quasi-cw Badania generacyjne mikrolasrów z pasywną modulacją dobroci Podsumowanie Opracowanie i wykonanie monoimpulsowego lasera Er,Yb:szkło pobudzanego lampą błyskową Wprowadzenie Wstępne wyniki badań Głowica laserowa GERD Moduł laserowy GERD Wyznaczenie strat dyssypacyjnych rezonatora Optymalizacja Wyniki badań Podsumowanie Opracowanie i wykonanie generatora OPO wzbudzanego promieniowaniem o długości fali 1.6 µm z lasera pompowanego diodą półprzewodnikową Oferta

5 Koncepcja generatora OPO generującego w zakresie bezpiecznym dla wzroku Demonstrator generatora IOPO pobudzanego wewnątrz lasera Nd:YAG z AO- modulacją dobroci rezonatora pompowanego diodą cw Głowica demonstratora generatora IOPO KTP Opis elementów głowicy generatora IOPO KTP Badania modelu demonstratora generatora parametrycznego IOPO KTP Demonstrator generatora IOPO pobudzanego w laserze Nd:YVO 4 z A-O modulacją dobroci rezonatora Generator IOPO pobudzany w laserze Nd:YLF z pasywną modulacją dobroci rezonatora Laser Nd:YLF pobudzany wzdłużnie diodą cw Badania generacji swobodnej Laser Nd:YLF z aktywną modulacją dobroci rezonatora Generator parametryczny IOPO pobudzany wewnątrz rezonatora lasera Nd:YLF z pasywnym modulatorem Cr:YAG Generator IOPO KTP pobudzany wewnątrz lasera Nd:YAG pompowanego poprzecznie matrycą diod o mocy szczytowej 6 W Głowica lasera Nd:YAG z pompą diodową 6 W Charakterystyka modułu pompującego Badania generacji swobodnej lasera Nd:YAG z pompą 6 W Badania generacji monoimpulsowej lasera Nd:YAG z pompą 6 W Badania charakterystyk energetyczno czasowych IOPO-KTP pobudzanego wewnątrz rezonatora lasera Nd:YAG pompowanego diodą 6 W Podsumowanie

6 Opracowanie i wykonanie impulsowych mikrolaserów Er,Yb:YAG i Er,Yb:szkło pobudzanych diodami półprzewodnikowymi Oferta Termin lasery eye-safe, czyli bezpieczne dla wzroku, pojawił się pod koniec lat osiemdziesiątych i związany był z wprowadzeniem nowej generacji dalmierzy laserowych z nadajnikami emitującymi promieniowanie o długości fali około 1.5 µm. Na początku lat dziewięćdziesiątych po raz pierwszy do generacji promieniowania laserowego eye safe zastosowano szkło fosforanowe erbowo-iterbowe. Układy laserowe ze szkłem fosforanowym znalazły szereg praktycznych zastosowań. Zainteresowanie laserami bezpiecznymi dla wzroku wynika również z korzystnych charakterystyk propagacyjnych promieniowania z zakresu powyżej 1.5 µm w różnych ośrodkach. Dla długości fali 1.55 µm występuje minimum absorpcji kwarcowych włókien światłowodowych, w zakresie µm transmisja atmosfery jest najwyższa, a pochłanianie ośrodków biologicznych i niektórych zanieczyszczeń atmosfery bardzo silne. W związku z tym potencjalne zastosowania laserów generujących promieniowanie bezpieczne dla wzroku obejmują takie obszary, jak telekomunikacja, radary optyczne, pomiary odległości, zdalna detekcja zanieczyszczeń i medycyna. Z uwagi na relatywnie niską odporność termiczną i mechaniczną ośrodków szklanych ciągle trwają poszukiwania nowych, zmodyfikowanych i bardziej odpornych matryc, w tym także ośrodków krystalicznych do laserów eye safe. Badania nieliniowych absorberów do impulsowych laserów generujących promieniowanie 1.5 µm koncentrują się wokół materiałów domieszkowanych trzema jonami: U 2+, Co 2+ i Er 3+. Z tej grupy materiałów najkorzystniejszymi parametrami spektroskopowymi (absorpcyjny przekrój czynny i energia nasycenia) charakteryzują się ośrodki domieszkowane jonami kobaltu: kryształ Co 2+ :MgAl 2 O 4 (Co 2+ :MALO); Co 2+ :LaMgAl 11 O 19 (Co 2+ :LMA), Co 2+ :ZnSe i ceramika Co 2+ :SiO 2 -ZnO-Al 2 O 3. Absorbery z dwuwartościowymi jonami kobaltu w położeniach tetraedrycznych charakteryzują się zróżnicowanymi parametrami spektroskopowymi. Zgodnie z ofertą w ramach zadania planowano opracowanie i wykonanie demonstratorów mikrolaserów 1.5 µm pobudzanych diodami laserowymi. Oferta obejmowała opracowanie i wykonanie dwóch mikrolaserów : I. mikrolaser cw Er 3+, Yb 3+ :szkło, Er 3+, Yb 3+ :YAG - długość fali generacji 1.5 µm - moc wyjściowa > 1 mw II. mikrolaser monoimpulsowy - długość fali generacji 1.5 µm - częstotliwość repetycji >5kHz - energie impulsów > 1 µj - czas trwania impulsów < 1 ns Koncepcja realizacji zadania Konstrukcja mikrolaserów eye safe jest identyczna z konstrukcją mikrolaserów 1.6 µm. Miniaturowe wymiary ok. 1 x 1 x 1 mm 3 pozwalają na łatwą integrację z pompującą diodą laserową i umożliwiają kompaktową budowę całego generatora. 5

7 W ramach realizacji zdania zaplanowano przeprowadzenie badań wpływu geometrii wzbudzania diodami półprzewodnikowymi laserowych ośrodków czynnych domieszkowanych Er 3+ i Yb 3+ na efektywność generacji ciągłej i impulsowej oraz przeprowadzenie badań nieliniowych absorberów na zakres 1.5 µm. Monolityczne struktury mikrolaserów impulsowych otrzymywane są dwoma różnymi technikami epitaksji z fazy ciekłej i łączenia termicznego (thermal bonding). Proponowane w zadaniu mikrolasery generujące promieniowanie bezpieczne dla wzroku wykonane mogą zostać również w postaci struktury typu sandwich utworzonej przez połączenie płytek ze szkła iterbowo-fosforanowego domieszkowanego erbem z nieliniowym absorberem z monokryształu Co 2+ :MALO. Do pobudzania takiego układu zastosowana zostanie dioda laserowa InGaAs (λ = 973 nm). Opracowane i wykonane zostaną pokrycia cienkowarstwowe zwierciadeł rezonatorów mikrolaserów w tym zwierciadła dichroiczne nanoszone na ośrodkach czynnych oraz dokonane zostaną badania i optymalizacja charakterystyk energetycznych, czasowych i przestrzennych mikrolaserów cw generujących promieniowanie 1.54 µm. Opracowane mikrolasery o częstotliwości repetycji powyżej 5 khz, energiach impulsów > 1 µj, czasie trwania < 1 ns mogą zostać wykorzystane w systemach dalmierzy pracujących z układami detekcji podszumowej i bezpośredniej. Mikrolasery impulsowe i ciągłego działania mogą być stosowane w wielu innych układach np. radarach optycznych, systemach detekcji zanieczyszczeń, telekomunikacji światłowodowej i urządzeniach medycznych. W pracy zastosowany zostanie jeden z prezentowanych na rys schematów budowy mikrolaserów. 2+ Co :MgAl2O4 1W InGaAs optyka Er,Yb:szkło Co :MgAl O Zwierciadło wyjściowe Rys Możliwe schematy budowy mikrolaserów 1.5 µm 6

8 Wprowadzenie Zakres spektralny promieniowania laserowego bezpiecznego dla wzroku wynika z charakterystyk optycznych oka. Główne zagrożenia wzroku związane z promieniowaniem laserowym dotyczą długości fal z zakresu 4 14 nm, w którym rogówka, soczewka, ciecz wodnista i ciało szkliste całkowicie przepuszcza promieniowanie. Wiązka laserowa jest skupiana przez soczewkę oka na siatkówce, gdzie osiąga znaczne gęstości mocy i energii. Absorbowana energia powoduje lokalne nagrzewanie i oparzenie zarówno nabłonka barwnikowego siatkówki, jak i sąsiadujących z nim światłoczułych czopków i pręcików. To oparzenie lub uszkodzenie może spowodować utratę widzenia trwałą lub nietrwałą, w zależności od czasu ekspozycji. Promieniowanie z zakresu długości fal poniżej 4 nm i powyżej 14 nm jest silnie absorbowane przez tkanki, dlatego nie wnika do wnętrza oka i nie powoduje uszkodzenia siatkówki. Na rys przedstawiono schematycznie mechanizmy oddziaływania i głębokości wnikania promieniowania laserowego do oka. UV <315 nm 315 nm Promieniowanie ultrafioletowe UVC (1 28 nm) i UVB ( nm) nie wnika do wnętrza oka, jest pochłaniane w rogówce, co prowadzić może do jej zapalnego uszkodzenia. Ultrafiolet UVA (315 4 nm) jest odpowiedzialny za procesy starzeniowe soczewki i powstawanie katarakty fotochemicznej. VIS 4 nm 1.4 µ m Nadmierna ekspozycja na promieniowanie z zakresu widzialnego VIS (4 78 nm) wywołuje fotochemiczne i termiczne uszkodzenia siatkówki. Podczerwień A (78 14 nm) przechodzi również do wnętrza oka powodując kataraktę i poparzenie siatkówki. IR 3 µ m >3 µ m Powyżej 14 nm jedynie rogówka jest narażona na szkodliwe efekty napromienienia: oparzenia, kataraktę, przymglenia. Powyżej 3 µm występuje wyłącznie oparzenie rogówki. Rys Mechanizmy oddziaływania i głębokości wnikania promieniowania laserowego do oka Długość fali 1.5 µm jest uważana za bezpieczną dla bezpośredniego patrzenia w wiązkę przy gęstościach energii 1 razy większych niż dla 1.6 µm (laser CO 2 ), oraz razy większych niż dla długości fali 1.6 µm (laser YAG:Nd 3+ ). 7

9 Ośrodki czynne mikrolaserów bezpiecznych dla wzroku Kryształy i szkła domieszkowane jonami Er 3+ stanowią atrakcyjne ośrodki czynne laserów generujących promieniowanie z zakresu µm. Historia badań laserów eye safe jest dość długa. Pierwszy, pompowany lampą wyładowczą, laser z ośrodkiem czynnym ze szkła krzemianowego zbudowano w 1965 r, zaledwie kilka lat po uruchomieniu pierwszego lasera przez T. H. Mainmana. Dynamiczny rozwój technologii półprzewodnikowych w latach 8-tych przyczynił się do wprowadzenia na rynek diod laserowych InGaAl generujących promieniowanie 975 nm i 94 nm o mocach pozwalających efektywnie pompować ośrodki czynne laserów 1.5 µm. W 1986 r powstał pierwszy, pompowany diodami, jednoczęstotliwościowy laser światłowodowy Er-Yb, a w 1991 r pierwszy, pompowany diodowo mikrolaser. Szerokie możliwości aplikacyjne wynikające z właściwości promieniowania oraz nowe technologie spowodowały renesans zainteresowań laserowymi źródłami promieniowania eye safe. Podstawowe aplikacje promieniowania 1.5 µm dotyczą zarówno techniki wojskowej ( lidary, dalmierze laserowe, zdalna detekcja ), jak i cywilnej (telekomunikacja, mikrochirurgia, mikroznakowarki ). Szybko rozwija się również technika detekcji promieniowania 1.5 µm, chociaż ciągle jeszcze wykrywalność krzemowych detektorów PIN jest kilkukrotnie wyższa od wykrywalności detektorów InGaAs. Prowadzone dzisiaj badania laserów eye safe dotyczą laserów światłowodowych i hybrydowych, laserów i mikrolaserów pompowanych diodowo, nowych materiałów, w tym ośrodków krystalicznych oraz technik modulacji i detekcji promieniowania Szkła erbowe Pierwsze prace dotyczące generacji promieniowania 1.54µm prowadzono wykorzystując krzemianowe szkło erbowe, jednakże bardzo szybko okazało się, że bardziej efektywne są szkła fosforanowe. Rozpoczęto intensywne badania nad optymalizacją szkieł erbowych mające na celu poprawę charakterystyk generacyjnych oraz zwiększenie wytrzymałości termiczno-mechanicznej. Prace obejmowały określenie optymalnego składu samej matrycy szklanej oraz optymalnej koncentracji jonów erbu. W celu zwiększenia efektywności pompowania zaczęto również poszukiwać odpowiednich jonów sensybilizujących. Na początku lat dziewięćdziesiątych po raz pierwszy zastosowano do generacji promieniowania laserowego o długości fali 1.5 μm szkło fosforanowe erbowo-iterbowe. Układy laserowe z tym materiałem znalazły szereg praktycznych zastosowań. Szkło erbowo-iterbowe dzięki swoim właściwościom spektralnym, laserowym i termiczno-mechanicznym może być stosowane w układach laserowych pobudzanych zarówno lampami wyładowczymi jak i diodami laserowymi. Szkła erbowe charakteryzują się szerokimi pasmami absorpcji i fluorescencji w obszarze 1.5 µm. Jest to spowodowane efektem Starka wywołanym lokalnym polem elektrycznym, który powoduje rozszczepienie górnego poziomu laserowego 4 I 13/2 na czternaście podpoziomów, a dolnego poziomu laserowego 4 I 15/2 na szesnaście podpoziomów. Dodatkowo wszystkie przejścia pomiędzy powstałymi w ten sposób poziomami są silnie niejednorodnie poszerzone, co sprawia, że widma nakładają się na siebie dając w efekcie widmo ciągłe. Inaczej jest w przypadku matryc krystalicznych gdzie własności pola sieci krystalicznej sprawiają, że linie starkowskie są bardzo wąskie i silnie odseparowane. Dla szkieł erbowych fluorescencja z wyższych stanów wzbudzonych jonu erbu jest gaszona przez bardzo szybkie procesy relaksacji bezpromienistej, które zachodzą z szybkością s -1. W związku z tym w matrycach szklanych, w przeciwieństwie do 8

10 matryc krystalicznych, występuje tylko jedno przejście na którym może zachodzić akcja laserowa. Wyjątek stanowią szkła tellurowe, które generują także na przejściu 4 I 11/2 4 I 13/2 (λ=2.7 µm). Sprawności kwantowe fluorescencji erbu są bliskie jedności, z wyjątkiem szkieł boranowych, a czasy życia poziomu fluorescencyjnego 4 I 13/2 są rzędu 1-2 s. W szkłach erbowych stężeniowe gaszenie luminescencji występuje dopiero przy koncentracjach erbu przekraczajacych 1*1 2 cm -3. Jednakże pojawiają się silne, nieliniowe procesy gaszenia luminescencji na skutek dużej ilości zanieczyszczeń w tym szczególnie grup hydroksylowych OH -. Aby procesy te można było uznać za znikome, koncentracja grup OH - musi być mniejsza od 3-5*1 18 cm -3. Wymusza to ostre wymagania na procesy technologii wytopu szkieł. W szkłach domieszkowanych erbem akcja laserowa na przejściu 4 I 13/2 4 I 15/2 zachodzi w układzie trójpoziomowym. Jednakże bezpośrednie pompowanie jonów erbu jest mało efektywne ze względu na ich słabe pasma absorpcji. Optymalna koncentracja jonów erbu mieści się w przedziale 1-1*1 19 cm -3, a zwiększanie koncentracji erbu prowadzi to do zwiększania progu generacji. W związku z tym optymalne jest pośrednie pompowanie erbu, poprzez transfer energii wzbudzenia z centrów donorowych zwanych sensybilizatorami. Najefektywniejszym sposobem zwiększenia absorpcji i sprawności pompowania jest współdomieszkowanie szkieł jonami iterbu Yb 3+, które mają silne pasmo absorpcji o szerokości 12 cm -1 w zakresie spektralnym 9-13 nm i kilkakrotnie większy absorpcyjny przekrój czynny dla promieniowania pompy rys σ a(yb) = 3 5 x σ a(er) Rys Schemat poziomów energetycznych i mechanizmu pompowania ośrodków domieszkowanych jonami Yb-Er Wzbudzanie jonów erbu zachodzi poprzez transfer energii od wzbudzonych jonów iterbu: Yb 3+ ( 2 F 5/2 ) + Er 3+ ( 4 I 15/2 ) Yb 3+ ( 2 F 7/2 ) + Er 3+ ( 4 I 11/2 ), które absorbują energię w paśmie w okolicy 98nm na przejściu 2 F 7/2 2 F 5/2. Jony erbu wzbudzone do poziomu 4 I 11/2 szybko relaksują do poziomu metastabilnego 4 I 13/2 (<1 µs) wskutek wielofononowych przejść bezpromienistych. Zgodnie z teorią procesów relaksacji wielofononowej bardzo dobrze rozwiniętą dla matryc krystalicznych, a następnie przystosowaną do matryc szklanych p szybkość procesu relaksacyjnego W nr jest odwrotnie proporcjonalna do ilości fononów p (rząd procesu) wymaganych do zbilansowania różnicy energii poziomów E między którymi zachodzi relaksacja. Zgodnie z tą teorią im większa jest energia fononu tym szybciej zachodzi proces relaksacji. Zatem szkła z dużymi energiami fononów charakteryzują się większym prawdopodobieństwem relaksacji wielofononowej i w związku z tym są lepszymi kandydatami na matryce dla układu jonów Er-Yb. Największymi energiami fononów (do 12 cm -1 ) charakteryzują się szkła fosforanowe. 9

11 Ta cecha czyni te szkła szczególnie przydatnymi do generacji promieniowania w obszarze 1.5 µm. W szkłach tych szybkość relaksacji poziomu 4 I 11/2 osiąga wartość rzędu 1 6 s -1, a sprawność kwantowa sensybilizacji jest równa jedności. Dla porównania energia fononów dla szkieł krzemianowych wynosi 11 cm -1. Ze względu na wąskie pasmo absorpcji jony iterbu nie w pełni nadają się do bezpośredniego pompowania lampą wyładowczą. Metodą zwiększającą efektywność pompowania jest zastosowanie dodatkowego jonu sensybilizującego. Jonem takim może być trójwartościowy jon neodymu Nd 3+. Jon neodymu posiada szerokie pasma absorpcji w zakresie widzialnym, z których relaksuje bardzo szybko do poziomu metastabilnego 4 F 3/2 ze sprawnością kwantową bliską jedności. Z tego poziomu następuje szybki transfer energii do iterbu na poziom 4 F 5/2, a stąd z kolei energia trafia do erbu na poziom 4 I 13/2. Optymalna koncentracja jonów neodymu powinna wynosić ok. 1-2*1 19 cm -3. Ze względu na absorpcję promieniowania 1.54 µm przez jony neodymu nie powinna ona przekraczać 5*1 19 cm -3. Badania generacji w szkłach domieszkowanych erbem, iterbem i neodymem wykazały, że dodatkowe straty związane z obecnością jonów neodymu powodują, że sensybilizacja jest mało wydajna. Oszacowano, że podczas pompowania w zakresie widzialnym wkład sensybilizacji neodymem do całkowitej energii zgromadzonej w materiale aktywnym wynosił tylko 15%, przy 65% udziale w generacji ciepła. Innym sensybilizatorem iterbu może być trójwartościowy jon chromu Cr 3+. Jon chromu posiada dwa szerokie pasma absorpcji w obszarze 45nm i 65nm oraz szerokie pasmo emisyjne na długości fali 76nm. Z tego ostatniego energia jest przekazywana do jonu iterbu na poziom 2 F 5/2 a stąd do jonu erbu na poziom 4 I 11/2. Po raz pierwszy jon chromu został wprowadzony przez firmę KIGRE. Jon chromu podobnie jak jon neodymu w znacznym stopniu przyczynia się do magazynowania ciepła w ośrodku aktywnym. Sprawność kwantowa transferu energii z chromu do iterbu jest mała i wynosi.5-.7 ze względu na szybką relaksację wielofononową stanów wzbudzonych jonów chromu. Dodatkowo razem z jonami Cr 3+ w szkłach fosforanowych pojawiają się jony Cr 2+, które przyczyniają się do gaszenia fluorescencji z poziomu 2 F 5/2 jonów iterbu. W szkłach erbowych istnieje jeszcze szereg dodatkowych mechanizmów, które zmniejszają sprawność magazynowania energii i w efekcie końcowym do pogorszenia sprawności generacji laserowej. Jednym z nich jest absorpcja ze stanów wzbudzonych jonów erbu na długości fali emisji. Powodem tej absorpcji jest niewielka różnica w energii przejścia laserowego 4 I 13/2 4 I 15/2 (65 cm -1 ) i energii przejścia absorpcyjnego 4 I 13/2 4 I 9/2 (61 cm -1 ). Absorpcję ze stanów wzbudzonych można opisać następująco: Er 3+ ( 4 I 13/2 ) + Er 3+ ( 4 I 13/2 ) Er 3+ ( 4 I 9/2 ) + Er 3+ ( 4 I 15/2 ). Następuje wtedy nieliniowe gaszenie fluorescencji erbu gdyż wzbudzone jony do poziomu 4 I 9/2 relaksują na skutek wielofononowych przejść do stanu podstawowego z pominięciem stanu metastabilnego 4 I 13/2 lub przekazują energię z powrotem do iterbu. Absorpcja ze stanów wzbudzonych objawia się intensywniej w ośrodkach o większej koncentracji erbu powyżej 8*1 19 cm -3. Sprawność generacji obniżają również procesy upkonwersji (rys ), które objawiają się świeceniem szkła w obszarze pasma zielonego i czerwonego. Proces ten można opisać następująco: Yb 3+ ( 2 F 5/2 ) + Er 3+ ( 4 I 11/2 ) Yb 3+ ( 2 F 7/2 ) + Er 3+ ( 4 F 7/2 ). Jony erbu wzbudzone do poziomu 4 I 11/2 są dalej wzbudzane do poziomu 4 F 7/2 za pośrednictwem bezpromienistego transferu energii od innych wzbudzonych jonów iterbu. Na skutek relaksacji wielofononowej z poziomu 4 F 7/2 obsadzane są dwa poziomy wzbudzone 2 H 11/2, i 4 S 3/2. Z tych poziomów zachodzą przejścia w paśmie zielonym do stanu podstawowego : 2 H 11/2 4 I 15/2, i 4 S 3/2 4 I 15/2 na długościach fal 53nm i 554nm oraz do stanu metastabilnego 4 S 3/2 4 I 13/2 na długości fali 85nm. Na skutek relaksacji bzpromienistej z poziomu 4 S 3/2 może dojść jeszcze do obsadzenia poziomu 4 F 9/2. Przejście z poziomu 4 F 9/2 do poziomu 4 I 15/2 jest odpowiedzialne za pojawienie się emisji na długości fali 66nm 1

12 (czerwonej). Efekty upkonwersji są szczególnie obserwowane w układach z dużym poziomem pompowania takich jak mikrolasery czy lasery światłowodowe. E [ 1 3 cm -1 ] 2 UC1 UC2 4 F 7/2 2 H 11/2 4 S 3/2 4 F 9/2.55µ m 4 I 9/2 1 2 F 5/2 4 I 11/ µ m 1µ m.98µ m UC3 4 I 13/2 1.5µ m 2 F 7/2 Yb 3+ Er 3+ 4 I 15/2 Rys Schemat poziomów energetycznych i mechanizmów up-konwersji ośrodków domieszkowanych jonami Yb-Er. UC1 procesy up-konwersji w jonach Yb; UC2, UC3 procesy up- konwersji w jonach Er Wśród wielu opracowanych przez różnych producentów szkieł (szkła serii QE, QEX, LGE, LGS, PEY) na szczególną uwagę zasługują szkła typu SELG (Strong Erbium Laser Glass) i szkła o podwyższonej koncentracji jonów iterbu (concentrated glass) opracowane w Laser Material and Technology Research Center General Physics Institute w Moskwie. Ich głównym przeznaczeniem są aplikacje mikrolaserowe. Aby osiągnąć wysokie wartości współczynnika absorpcji miniaturowych ośrodków mikrolaserów należy zwiększać koncentrację jonów iterbu do najwyższego, technologicznie możliwego poziomu. Głównym ograniczeniem jest proces rekrystalizacji związany z wysoką koncentracją iterbu. W Instytucie Fizyki w Moskwie udało się opracować szkło wzbogacone iterbem o ponad dwukrotnie większej koncentracji domieszki (4.2*1 21 cm -3 ) niż w zwykłych szkłach komercyjnych. Maksymalna wartość współczynnika absorpcji wynosi 35 cm -1. Pozwala to na efektywne pompowanie ośrodków o grubości ok. 2-3 µm. Koncentracja erbu może się zmieniać w zakresie od 3*1 19 do 2*1 2 cm -3 w zależności od konfiguracji lasera i możliwości pompy bez znacznego wpływu na efektywność szkła. W tabeli przedstawiono porównanie parametrów szkła wzbogaconego iterbem i szkła SELG z parametrami komercyjnego szkła QX/Er. Szkło SELG posiada mniejszy współczynnik rozszerzalności termicznej, wyższą temperaturę deformacji oraz znacznie większą twardość w porównaniu ze szkłem QX/Er. Jest znacznie odporniejsze na szoki i uszkodzenia termiczne. Odporność na uszkodzenia termiczne szkieł może być również zwiększona poprzez powierzchniowe utwardzenie ośrodka. Utwardzenie uzyskuje się wprowadzając dodatkowe naprężenia ściskające na powierzchni dokonując, w procesie dyfuzji, powierzchniowej wymiany jonów litu (dodawanych do szkieł w fazie wytapiania) na jony sodu i potasu o znacznie większej średnicy. 11

13 W szkłach wzbogaconych iterbem udało się uzyskać koncentrację jonów iterbu na poziomie 4.2*1 21 cm -3 przy zachowaniu dobrych parametrów termo-optycznych i wytrzymałościowych. Tabela Parametry szkła wzbogaconego iterbem i szkła SELG w porównaniu z parametrami szkła QX/Er Parametr QX/Er szkło wzbogacone szkło α T - współczynnik temperaturowej rozszerzalności liniowej (2-4 C) (*1-7 K -1 ) W - współczynnik termo-optyczny (3 C) W o =dn/dt+α(n-1) o (*1-7 K -1 ) iterbem SELG dn/dt (2-4 C) (*1-7 K -1 ) ρ - gęstość (g/cm 3 ) 2,9 3,3 2,83 κ - współczynnik przewodnictwa cieplnego (W/m*K),85,62,83±,4 Twardość (kgf/mm 2 ) ±3 Temperatura deformacji ( C) Odporność na uszkodzenia termiczne (szkło bez wzmocnienia poprzez wymianę jonów) Odporność na uszkodzenia termiczne (szkło wzmocnione poprzez wymianę jonów) Koncentracja jonów iterbu w szkle typu SELG wynosi 1.7*1 21 cm -3, a koncentracja jonów erbu wynosić może 7-2*1 19 cm -3. Zakres ten bardzo dobrze pasuje do zastosowań w mikrolaserach. W układzie mikrolasera impulsowego szkło SELG doskonale odpowiada parametrom nieliniowego absorbera Co 2+ :MgAl 2 O 4. Współczynnik rozszerzalności temperaturowej Co 2+ :MgAl 2 O 4 wynosi 6*1-7 K -1 i jest porównywalny ze współczynnikiem rozszerzalności szkła SELG, a duży współczynnik przewodnictwa cieplnego nieliniowego absorbera 13.8 J/K*cm*s zapewnia dodatkowe chłodzenie ośrodka czynnego i dobre odprowadzania ciepła Krystaliczne ośrodki czynne Badania dotyczące kryształów dla laserów eye safe są ciągle prowadzone i nie znaleziono jeszcze ośrodka spełniającego wszystkie stawiane wymagania. Materiałami generującymi w zakresie bezpiecznym dla wzroku są kryształy domieszkowane jonami Cr 4+ (m.in. Y 3 Al 5 O 12, MgSiO 3, Mg 2 SiO 4, LiAlO 4, LiGaO 2 ). Szerokie pasmo luminescencji jonów Cr 4+ w zakresie µm pozwala na uzyskanie przestrajanej generacji w tym obszarze spektralnym, natomiast absorpcja w obszarze 9 11 nm stwarza możliwość pompowania przy pomocy diody laserowej 98 nm lub lasera neodymowego 164 nm. Pompowanie YAG:Cr 4+ laserem półprzewodnikowym 98 nm prowadzi do przestrajalnej generacji w obszarze nm z maksimum 145 nm. Drugą grupę kryształów stosowanych w układach generacji promieniowania bezpiecznego dla wzroku, są ośrodki aktywne domieszkowane jonami Er 3+ (m.in. Y 3 Al 5 O 12, YAlO 3, KY(WO 4 ) 2, K 2 YF 5, SrLaGa 3 O 7, Ca 2 Al 2 SiO 7, Ca 2 MgSi 2 O 7 ). W przypadku kryształów znalezienie efektywnego ośrodka stało się dość dużym problemem ze względów technologicznych. Generację promieniowania 1.5 μm uzyskano w następujących kryształach domieszkowanych jonami Er 3+ i Yb 3+ : Y 3 Al 5 O 12 (YAG), Y 2 SiO 5 (YSO), SrY 4 (SiO 4 ) 3 O (SYS), KY(WO 4 ) 2 (KYW), YVO 4 (YVO), Ca 2 Al 2 SiO 7 (CAS), YCa 4 O(BO 3 ) 3 (YCOB), GdCa 4 O(BO 3 ) 3 (GdCOB). 12

14 Kryształ YAG jest ośrodkiem, który charakteryzuje się bardzo dobrą przewodnością cieplną oraz łatwą i doskonale opanowaną technologią hodowli. Jest on najpowszechniej wykorzystywaną matrycą krystaliczną. Kryształy granatów oprócz jonów iterbu Yb 3+ można dodatkowo domieszkować jonami chromu Cr 3+ działającymi jako efektywny sensybilizator jonów Er 3+. Kryształy YSO charakteryzują się słabymi własnościami termiczno-mechanicznymi w porównaniu z najlepszymi szkłami, mają lepsze natomiast parametry transferu energii Yb Er, niż kryształy YAG. Matryca CAS wydaje się szczególnie odpowiednia do osadzania w niej małych jonów lantanowców takich jak Yb 3+, Er 3+ czy Tm 3+. Dobra jakość optyczna osiągana jest nawet przy dużych zawartościach domieszek sięgających 1 21 cm -3. Dzięki zaburzeniu struktury krystalicznej w wyniku domieszkowania występuje szerokie pasmo absorpcji w zakresie długości fal nm. Sprawny transfer energii w układzie Yb-Er i duża energia fononów wpływają z kolei na efektywne obsadzanie górnego poziomu laserowego 4 I 13/2 jonu Er 3. Ułatwia to znacznie osiąganie inwersji obsadzeń. Aby przyspieszyć relaksację między poziomami 4 I 11/2 i 4 I 13/2 w jonie Er 3+ do kryształu CAS często dodatkowo wprowadza się trzeci jon domieszki jon ceru Ce 3+. Uzyskuje się dzięki temu znaczne zmniejszenie progu generacji, którego wartość porównywalna jest z wartością dla erbowych szkieł fosforanowych, a sprawność różniczkowa wzrasta dwukrotnie. Zaletą matrycy YVO jest szybka relaksacja wielofononowa poziomu 4 I 11/2 jonu Er 3+ dająca w wyniku tego krótki czas życia wynoszący zaledwie 27μs. Dzięki temu zachodzi efektywne obsadzanie górnego poziomu laserowego 4 I 13/2. Jednak występują tu także procesy absorpcji ze stanów wzbudzonych i upkonwersji prowadzące do pogorszenia charakterystyk generacji. Należy dodać, że dla generacji promieniowania o długości fali w okolicy 1.5μm konieczne jest wymuszenie stanu polaryzacji σ, dla której przekrój czynny na emisję wymuszoną jest mniejszy od tego dla polaryzacji π, będącej właściwą dla długości fali około 1.6 μm. Mimo to uzyskana sprawność generacji promieniowania w obszarze 1.5μm w ośrodkach YAG, YSO, CAS oraz YVO domieszkowanych Er 3+ i Yb 3+ wynosiła nie więcej niż 7%. Jest to kilkakrotnie mniej niż w przypadku szkieł fosforanowych. Powodem tego jest fakt, że te ośrodki mają znacznie dłuższy czas życia poziomu 4 I 11/2 jonu erbu niż szkła. Ośrodki, które mogą stanowić efektywne matryce dla laserów domieszkowanych jonami Er i Yb powinny charakteryzować się układem poziomów energetycznych dla których czas życia elektronów na podpoziomach multipletu 4 I 11/2 powinien być krótki ( µs ), a czas życia podpoziomów multipletu 4 I 13/2 długi ( ms ). Najczęściej stosowane ośrodki podzielić można na dwie grupy: - matryce charakteryzujące się długimi czasami życia poziomów 4 I 13/2, 4 I 11/2, ( np. YAG, YVO 4, KGW/KYW, CAS) - cechuje je niski próg generacji i niska sprawność różniczkowa - matryce charakteryzujące się krótkimi czasami życia poziomów 4 I 13/2, 4 I 11/2, ( np. LSB, GdCOB/YCOB ) - cechuje je wysoki próg generacji i wysoka sprawność różniczkowa. W tabeli przedstawiono wartości czasów życia poziomów 4 I 13/2 i 4 I 11/2 najczęściej stosowanych ośrodków. Poszukiwania ośrodków aktywnych do laserów eye safe spełniających optymalne wymagania dotyczące czasów życia poziomów energetycznych stanowią zasadniczy cel prowadzonych badań materiałowych. W dalszym ciągu szkła domieszkowane jonami Er i Yb posiadają w tym zakresie najkorzystniejsze parametry. Stosowane początkowo szkła krzemianowe, trwałe i odporne chemicznie mają od 2 do 4 razy dłuższy od szkieł fosforanowych czas życia poziomu 4 I 11/2. Istotnie obniża to efektywność pompowania i zdecydowanie preferuje szkła fosforanowe w technice laserowej. Ośrodki krystaliczne domieszkowane jonami Er-Yb charakteryzują lepsze 13

15 parametry termo-optyczne i wytrzymałościowe jednak ich sprawności generacji ciągle ustępują wartościom osiąganym dla szkieł. Tab Czasy życia poziomów 4 I 13/2, 4 I 11/2 jonów Er 3+ dla wybranych matryc Ośrodek τ Er ( 4 I 11/2 ) [µs] τ Er ( 4 I 13/2 ) [ms] LSB <.5.7 GdCOB/YCOB < LaBO Szkło fosforanowe CAS YSO 16 8 KGW/KYW YVO YAG Kryształy jednoosiowe SYS, charakteryzują się dobrymi własnościami chemicznymi i termiczno-mechanicznymi, można je hodować o dużych rozmiarach z zachowaniem zadowalającej jednorodności optycznej. Dla akcji laserowej w obszarze 1.55μm, ze względu na emisyjny przekrój czynny, korzystniejszy jest stan polaryzacji π. Tutaj także obserwuje się zieloną fluorescencję wynikającą z występowania procesów upkonwersji odpowiedzialnych za zmniejszenie efektywności obsadzenie górnego poziomu laserowego, prowadzących ostatecznie do wzrostu progu i malenia sprawności generacji. W przypadku kryształów KYW sprawność generacji była niewiele większa od sprawności w matrycy SYS i wynosiła ok. 1%. Bardzo obiecująca wydaje się być matryca krystaliczna YCOB. Zaletą tego kryształu jest przede wszystkim łatwość hodowli, brak higroskopijności, dobre własności mechaniczne i lepsza w porównaniu ze szkłami przewodność cieplna. Mała odległość między jonami domieszek prowadzi do silnego oddziaływania jonów Er 3+ i Yb 3+ i efektywnego transferu energii. Dodatkowo bardzo duża energia fononów powoduje szybką relaksację bezpromienistą z poziomu 4 I 11/2 do poziomu 4 I 13/2 w jonie erbu, dającą w efekcie sprawne obsadzanie tego drugiego. Kryształ Er 3+,Yb 3+ :YCOB charakteryzuje się szerokim pasmem widma fluorescencji wynoszącym ponad 3 nm. Wynika stąd dodatkowa zaleta polegająca na możliwości uzyskania przestrajalnej generacji. Ponadto wiązka wyjściowa z takiego lasera jest naturalnie spolaryzowana. Jest to kryształ na którym po raz pierwszy uzyskano stosunkowo efektywną generację promieniowania w obszarze 1.5 μm biorąc pod uwagę ośrodki krystaliczne domieszkowane Er 3+ i Yb 3+. Sprawność różniczkowa wynosiła 26.8% podczas pompowania diodą laserową. Jednakże próg generacji jest tu stosunkowo duży co można wyjaśnić krótkim czasem życia górnego poziomu laserowego ok. 1.2 ms. W ostatnim czasie uzyskano generację w zupełnie nowym ośrodku jakim jest GdCOB domieszkowany Er 3+ i Yb 3+. Zaletą tego materiału w porównaniu z kryształem YCOB jest niższa temperatura topnienia (148 C dla GdCOB bez domieszki oraz 151 C dla YCOB). Mimo, że ta różnica to tylko 3 C to jednak znacząco upraszcza proces hodowli ponieważ pozwala to na zastosowanie platynowego tygla zamiast irydowego. W jednym z badanych kryształów zastosowano domieszkę Cr w celu zwiększenia efektywności pompowania jednak takiego efektu nie zaobserwowano. Chociaż uzyskana sprawność różniczkowa jest porównywalna ze szkłami (15%) to zbyt duży próg generacji powoduje, że uzyskuje się 14

16 mniejszą moc generacji dla tej samej mocy pompującej. Dodatkowo pompowanie diodą laserową wymaga dostrajania się temperaturowego diody ze względu na wąską linię absorpcji kryształu w obszarze 976nm. Jednakże możliwe staje się pompowanie w obszarze 9nm, który jest znacznie szerszy. Zaletą tego kryształu jest niewątpliwie lepsza odporność termiczna na uszkodzenia ze względu na jego wysoką przewodność cieplną. Można przyjąć, że jeżeli w krysztale energia tracona na przejścia bezpromieniste jest mała to czasy życia na poszczególnych poziomach są długie (na poziomie 4 I 13/2 są to czasy rzędu 7-8 ms, natomiast na poziomie 4 I 11/2 >1μs). Występuje wtedy bardzo wysoka sprawność kwantowa dla luminescencji z poziomu 4 I 13/2 jonu erbu. Ośrodki takie charakteryzują się niskim progiem generacji oraz niską sprawnością różniczkową. Przykładem tutaj są kryształy YAG, YSO, CAS, SYS, KYW oraz YVO. Uzyskane sprawności różniczkowe wynoszą odpowiednio: 7%, 5,6%, 5,5%,,4%, 1%, a dla YVO uzyskano 4mW mocy promieniowania dla mocy pompy 1,8W. W przeciwieństwie do powyższych ośrodków kryształy zawierające grupę BO 3 takie jak YCOB oraz GdCOB posiadające wysoką energię fononów charakteryzują się krótkimi czasami życia na poszczególnych poziomach. Czas życia jonów Er 3+ na poziomie 4 I 11/2 jest mniejszy niż 1μs. W związku z tym sprawność różniczkowa takich laserów może być wysoka i porównywalna ze szkłami. Dla YCOB sprawność ta wynosiła 27%, natomiast dla GdCOB 15%. Jednakże krótki czas życia poziomu 4 I 13/2 jonów Er 3+ ok.,6-1,2 ms w tych materiałach powoduje zwiększenie progu generacji Nieliniowe absorbery Poszukiwania nieliniowych absorberów do laserów generujących promieniowanie 1.5 µm koncentrują się wokół materiałów domieszkowanych trzema jonami: U 2+, Co 2+ i Er 3+. Podstawowe parametry spektroskopowe tych nieliniowych absorberów zestawiono w tabeli Absorbery z dwuwartościowymi jonami kobaltu w położeniach tetraedrycznych charakteryzują się zróżnicowanymi parametrami spektroskopowymi. Kryształy YAG:Co 2+ i YSGG:Co 2+ są tzw. szybkimi absorberami o czasach relaksacji około 1 ns, natomiast ZnSe:Co 2+ jest wolnym absorberem o czasie relaksacji 29 µs Tabela Porównanie podstawowych parametrów spektroskopowych nieliniowych absorberów domieszkowanych jonami U 2+, Co 2+ i Er 3+ ; σ a - absorpcyjny przekrój czynny (λ=1535 nm), τ - czas życia na poziomie wzbudzonym Lp. Absorber τ σ a [cm 2 ] 1. BaF 2 :U µs CaF 2 :U 2+ 5 µs SrF 2 :U µs Ca 5 (PO 4 ) 3 F:Er ms Sr 5 (VO 4 ) 3 F:Er ms YAG:Er ms

17 7. CaF 2 :Er 3+ 1 ms YSGG:Co 2+ 1 ns YAG:Co 2+ 1 ns ZnSe:Co µs MgAl 2 O 4 :Co ns LaMgAl 11 O 19 :Co 2+ 4 ns LaGaO 3 :Co µs SiO 2 -ZnO-Al 2 O 3 :Co 2+ < 1 ns MgO-Al 2 O 3 -SiO 2 -TiO 2 :Co ns LiGa 5 O 8 :Co ns ZnSe:Cr 2+ 8 µs 4.9 x 1-19 Po raz pierwszy pasywną modulację dobroci rezonatora lasera generującego 1.5 μm przedstawił Denker. Jako nieliniowego absorbera użyto szkła fosforanowego i borokrzemiano-fosforanowego silnie domieszkowanych jonami Er 3+. Generację monoimpulsów otrzymano również wykorzystując laser na szkle erbowym oraz silnie domieszkowane jonami erbu kryształy fluoroapatytów Sr 5 (VO 4 ) 3 F (SVAP) i Ca 5 (PO 4 ) 3 F (FAP) oraz fluorku wapnia CaF 2. Kryształy Er 3+ :CaF 2 charakteryzują się krótszym czasem życia w porównaniu z kryształami Er 3+ :FAP oraz Er 3+ :SVAP, co spowodowane jest silnymi oddziaływaniami typu jon-jon, które prowadzą do szybszej nie wykładniczej relaksacji poziomu wzbudzonego 4 I 13/2. Zasadniczą wadą tych materiałów jest słaba odporność energetyczna i niska wartość absorpcyjnego przekroju czynnego, który dla fluoroapatytów FAP i SVAP osiąga wartość odpowiednio 3,3*1-21 cm 2 i 1,7*1-21 cm 2, natomiast dla fluorku wapnia jest równy 1,4*1-2 cm 2. Ponieważ emisyjne przekroje czynne ośrodków aktywnych stosowanych w układach laserowych generujących promieniowanie o długości fal z zakresu bezpiecznego dla oka osiągają wartości ok.,8*1-2 cm 2 (szkło erbowe KIGRE QE-7S), stąd efektywności generacji monoimpulsów z wykorzystaniem tych kryształów są niewielkie. Stąd aby uzyskać skuteczne przełączanie dobroci należy ogniskować wiązkę laserową w modulatorze. Na uwagę zasługuje także kryształ YAG domieszkowany Er 3+. Kryształ ten charakteryzuje się prawie o rząd wielkości mniejszym przekrojem czynnym na absorpcję ESA w porównaniu z przekrojem na absorpcję GSA. Przekroje te wynoszą odpowiednio,3*1-2 cm 2 i 1,4*1-2 cm 2. W związku z tym podobnie jak i dla poprzednich kryształów efektywności generacji monoimpulsów są niewielkie. Zatem należy ogniskować wiązkę laserową w modulatorze. Dużym zainteresowaniem cieszą się także kryształy dwufluorków metali ziem alkalicznych domieszkowanych dwuwartościowymi jonami uranu U 2+ :CaF 2, U 2+ :SrF 2, U 2+ :BaF 2. Ze względu na długie czasy życia poziomu wzbudzonego są to wolno relaksujące absorbery jednakże na tyle szybkie że po emisji impulsu nie następuje 16

18 wzbudzanie się generacji swobodnej. Dodatkowym atutem jest fakt, że ze względu na duże absorpcyjne przekroje czynne w porównaniu do przekroju czynnego na emisję wymuszoną w erbie następuje efektywna modulacja bez konieczności ogniskowania wiązki w modulatorze. Spośród tych trzech kryształów kryształ U 2+ :SrF 2 charakteryzuje się największym progiem uszkodzenia, natomiast kryształ U 2+ :BaF 2 najmniejszym. Największym zainteresowaniem cieszą się nieliniowe absorbery wykonane z materiałów domieszkowanych jonami kobaltu Co 2+. Ze względu na silne oddziaływanie pola krystalicznego na zewnętrzną powłokę elektronową 3d jon kobaltu Co 2+ o konfiguracji elektronowej 3d 7 posiada szerokie pasma absorpcyjne w podczerwieni. Absorberami, dla których można otrzymać bardzo dobre charakterystyki generacyjne, okazały się również kryształy selenku cynku domieszkowane jonami kobaltu Co 2+ :ZnSe. Materiały te charakteryzują się długimi czasami relaksacji i dużymi absorpcyjnymi przekrojami czynnymi dzięki czemu energia nasycenia jest bardzo mała. Wówczas nie ma potrzeby ogniskowania promieniowania na nieliniowym absorberze. Absorpcja ze stanów wzbudzonych jest znikoma a przekrój czynny dla ESA jest o rząd wielkości mniejszy od przekroju dla GSA. Pod koniec ubiegłego stulecia pojawiły się nowe absorbery. Są to kryształy Co 2+ :MgAl 2 O 4 (MALO), oraz Co 2+ :LaMgAl 11 O 19 (LMA). Materiały te posiadają bardzo dobre właściwości mechaniczne, duże przekroje czynne na absorpcję oraz długie czasy relaksacji. Sprawia to, że są one wolnymi absorberami. W krysztale MALO przekrój czynny dla GSA jest o ponad rząd wielkości większy od przekroju czynnego na ESA. Dodatkową zaletą jest fakt, że dzięki niskiej intensywności nasycenia, ok. 2 MW/cm 2, nie trzeba ogniskować wiązki promieniowania na nieliniowym absorberze w celu efektywnej generacji monoimpulsów. Dużym zainteresowaniem jako nieliniowym absorberem cieszy się także kryształ LiGa 5 O 8 (LGO). Przekroje czynne na absorpcję GSA dla modulatorów LGO, LMA oraz MALO wynoszą odpowiednio 2,5*1-19 cm 2, 1,2*1-19 cm 2, 3,5*1-19 cm 2, natomiast stosunki ESA/GSA są równe.2,.7,.3. Czasy życia na poziomie wzbudzonym tych modulatorów oszacowano na 13 ns, 21 ns, 35 ns. Biorąc to pod uwagę można wnioskować, że najkorzystniejszymi parametrami spektroskopowymi charakteryzuje się kryształ MALO. Pojawiły się także próby domieszkowania jonami Co 2+ ceramik. Przykładem mogą tu być dwie ceramiki: Co 2+ :SiO 2 -ZnO-Al 2 O 3 oraz Co 2+ :MgO-Al 2 O 3 - SiO 2 -TiO 2 (MAS). Pierwsza ceramika charakteryzuje się bardzo krótkim czasem życia na poziomie wzbudzonym i dlatego nie nadaje się do generacji monoimpulsów promieniowania. Natomiast MAS posiada parametry spektroskopowe podobne do kryształu MALO. Porównując wszystkie nieliniowe absorbery zdecydowanie najlepszymi parametrami i uzyskanymi wynikami charakteryzuje się kryształ MALO. Posiada on bardzo dobre właściwości mechaniczne oraz duży próg uszkodzenia co sprawia, że jest szczególnie pożądany w mikrolaserach. Kryształ ten łączy w sobie wystarczająco duży absorpcyjny przekrój czynny (3*1-19 cm 2 ) z odpowiednim czasem życia na poziomie wzbudzonym (35 ns) i pomijalnie małą absorpcją ze stanów wzbudzonych. Nowym typem nieliniowych absorberów są struktury SESAM - półprzewodnikowe wysycalne zwierciadła absorpcyjne. Struktury te charakteryzują się dobrymi właściwościami umożliwiającymi ich zastosowanie do przełączania dobroci (reżim nano- i pikosekundowy) oraz do synchronizacji modów (reżim piko- i femtosekundowy). Zupełnie nowym rodzajem nieliniowych absorberów są cienkie warstwy epitaksjalne. Wytwarza się je stosując technikę zwaną epitaksją z fazy ciekłej (LPE). Po raz pierwszy ta technika została zastosowana przez Fulberta w celu wytworzenia cienkich 17

19 warstw nieliniowego absorbera Cr 4+ :YAG. W Polsce po raz pierwszy zaczęto pracować nad mikrolaserami wytwarzanymi techniką LPE w Instytucie Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie gdzie pracowano głównie nad granatami domieszkowanymi pierwiastkami ziem rzadkich. Udało się uzyskać warstwy epitaksjalne Cr 4+ :YAG oraz Cr 4+ :GGG na podłożach aktywnych Nd:YAG oraz Nd:GGG. Sukcesy w tych badaniach skłoniły autorów do opracowania cienkich warstw epitaksjalnych Co 2+ :YAG z zamiarem wykorzystania ich do modulacji dobroci laserów generujących promieniowanie 1.5 µm Badania ośrodków czynnych i nieliniowych absorberów YAG:Co 2+, Co 2+ :YAG/YAG oraz ZnSe:Co 2+ Przeprowadzono badania własności optycznych i spektroskopowych kryształów YAG i KGW domieszkowanych jonami erbu (Er 3+ ) i iterbu (Yb 3+ ). Monokryształy Er,YB:YAG otrzymywane zostały metodą Czochralskiego, a monokryształy Er,Yb:KGW metodą topienia strefowego. Wyznaczono widma absorpcji w zakresie spektralnym nm za pomocą spektrofotometru Lambda9. Badano również widma luminescencji wzbudzonej promieniowaniem 97 nm emitowanym przez lampę ksenonową w układzie spektrofluorymetru FS9. Otrzymane widma przedstawiono na rys a) YAG:Yb,Er(9%Yb;,9%Er) 8 Współczynnik absorpcji [1/cm] YAG:Yb,Er(5%Yb;,5%Er) YAG:Er(1,5%Er) Współczynnik absorpcji [1/cm] KGW:Yb,Er(5%Yb;1%Er) KGW:Yb,Er(2%Yb;,5%Er) Długość fali [nm] Długość fali [nm] b) 7,E+3 1,6E+4 6,E+3 YAG:Er(1,5%Er) 1,4E+4 YAG:Yb,Er(5%Yb;,5%Er) 5,E+3 YAG:Yb,Er(9%Yb;,9%Er) 1,2E+4 KGW:Yb,Er(5%Yb;1%Er) Jednostki względne 4,E+3 3,E+3 Jednostki względne 1,E+4 8,E+3 6,E+3 KGW:Yb,Er(2%Yb;,5%Er) 2,E+3 4,E+3 1,E+3 2,E+3,E Długość fali [nm],e Długość fali [nm] Rys Widma absorpcji (a) i luminescencji (b) kryształów YAG i KGW domieszkowanych Er 3+ i Yb 3+ w zakresie 2 17 nm 18

20 W widmach absorpcji badanych kryształów występują charakterystyczne dla jonów Er 3+ i Yb 3+ grupy pasm. W widmie absorpcji jonów Er 3+ wyróżnić można następujące przejścia kwantowe z poziomu podstawowego 4 I 15/2 do poziomów wzbudzonych: 4 G 11/2 i 2 G 9/2 (36 nm), 2 H 9/2 (38 nm), 4 F 5/2 i 4 F 3/2 (45 nm), 4 F 7/2 (45 nm), 2 H 11/2 (485 nm), 4 S 3/2 (52 nm), 4 F 9/2 (65 nm), 4 I 9/2 (79 nm), 4 I 11/2 (965 nm), 4 I 13/2 (153 nm). W widmie absorpcji jonów Yb 3+ występują przejścia z poziomu podstawowego 2 F 7/2 do poziomu wzbudzonego 2 F 5/2 (914 nm, 941 nm 968 nm i 13 nm). Pasma absorpcji jonów Yb 3+ w obszarze nm pokazują możliwość efektywnego pompowania kryształów diodą laserową 94 nm i 98 nm. Pomiarów widm luminescencji dokonano na spektrofluorymetrze FS 9. Kryształy YAG i KGW domieszkowane jonami Er 3+ i Yb 3+ posiadają bogate widmo luminescencji. W przedziale 145 nm do 167 nm można wyróżnić szereg pasm wykazujących wysoką intensywność. Najbardziej intensywne są pasma związane z przejściami kwantowymi 4 I 13/2 4 I 15/2 (maksimum 153 nm) i 4 S 3/2 4 I 9/2 (maksimum 162 nm). Wysoką intensywność posiadają pasma 1475 nm, 1515 nm i 157 nm. W celu wyznaczenia widma absorpcji nieliniowych absorberów przeprowadzono pomiary transmisji badanych próbek YAG:Co 2+, Co 2+ :YAG/YAG oraz ZnSe:Co 2+ w funkcji długości fali. Pomiary wykonano w zakresie widmowym 2 32 nm ( λ=1 nm) na spektrofotometrze LAMBDA-9 firmy PERKIN ELMER. Pozwoliło to na określenie optymalnych warunków wzrostu w celu uzyskania odpowiedniej koncentracji jonów Co 2+ i odpowiedniego współczynnika absorpcji. YAG:Co 2+ YAG:Co 2+ /Y Współczynnik absorpcji [1/cm] 12 1 Co,4 %at. Co,6 %at. 8 Co,8 %at. Co 1,2 %at. 6 Co 1,27 %at. 4 Co 1,6 %at Długość fali [nm] Współczynnik absorpcji [1/cm] P1 P2 P Długość fali [nm] ZnSe:Co 2+ Współczynnik absorpcji [1/cm] 2 próbka 1 15 próbka 2 próbka Długość fali [nm] Rys Widma absorpcji kryształów YAG:Co 2+, Co 2+ :YAG/YAG oraz ZnSe:Co 2+ 19

21 Fot Fotografia cienkowarstwowych struktur Co,Si:YAG/YAG o różnych koncentracjach jonów Co 2+ Wyniki pomiaru zmian transmisji w funkcji gęstości mocy promieniowania uzyskane dla badanych próbek YAG:Co 2+ oraz Co,Si:YAG/YAG o różnej koncentracji jonów Co 2+ przedstawiono odpowiednio na rys Transmisja YAG:Co 2+ Co,4 %at. Co,6 %at. Co,8 %at. Co 1,2 %at. Co 1,27 %at. Co 1,6 %at Gęstość mocy [MW] Transmisja YAG:Co 2+ /YAG P1 P2 P Gęstość mocyi [MW] 1 ZnSe:Co 2+.9 Transmisja Próbka 1 Próbka 2 Próbka Gęstość energii [J/cm2] Rys Wyniki pomiaru zmian transmisji w funkcji gęstości mocy promieniowania nieliniowych absorberów YAG:Co 2+, Co 2+ :YAG/YAG oraz ZnSe:Co 2+ Ponieważ czas relaksacji kryształu YAG:Co 2+ oraz Co,Si:YAG/YAG jest krótszy (ok.1 ns) od czasu trwania impulsu diagnostycznego (25 ns) analizę wyników pomiarów zależności transmisji w funkcji gęstości mocy padającego promieniowania przeprowadzono dla modelu szybkiego absorbera (przybliżenie intensywnościowe) z wykorzystaniem funkcji LambertW. Do analizy wyników pomiarowych dla monokryształów ZnSe:Co 2+, które są wolnymi absorberami (czas relaksacji 29 µs) zastosowano równanie Avizonis-Grotbeck a zakładając absorpcyjny przekrój czynny z poziomu wzbudzonego σ ESA równy zero. Wyniki dokonanej analizy przedstawiono w tabelach

22 Tab Parametry spektroskopowe kryształów YAG:Co 2+ oszacowane na podstawie analizy komputerowej Próbka d [mm] T [%] T obl [%] T num [%] σ GSA*1-19 [cm 2 ] N 1 17 [cm -3 ] Co,4 %at. 1,52 71,48 84,85 82,6 8,18 19,9 Co,6 %at. 1,48 66,73 79,27 77,25 8,6 27,5 Co,8 %at. 1,63 48,91 58,22 56,71 8,79 57,89 Co 1,2 %at. 1,88 4,7 47,74 46,88 7,95 85,48 Co 1,27 1,96 31,36 37,38 4,8 8,7 111,26 %at. Co 1,6 %at. 1,97 32,5 38,74 42,9 7,44 116,19 Tab Parametry spektroskopowe kryształów Co,Si:YAG/YAG oszacowane na podstawie analizy komputerowej Próbka d [µm] T [%] T obl [%] T num [%] σ GSA*1-19 [cm 2 ] N 1 17 [cm -3 ] P1 6 77, 91,33 86,23 9,95 151,91 P2 1 69,27 82,26 8,83 1, 195,28 P ,11 62,1 6,73 9,96 299,87 Tab Zestawienie wyników pomiarów i oszacowań podstawowych parametrów spektroskopowych badanych próbek ZnSe:Co 2+ Próbka d [mm] T [%] T obl [%] σ GSA *1-19 [cm 2 ] N 1 17 [cm -3 ] α [cm -1 ] 1 1,22 41,44 61,4 9,68 44, ,15 38,4 56,99 9,69 57, ,9 27,96 41,71 9,64 79,49.1 Na rys przedstawiono oscylogram generowanych impulsów laserowych z wykorzystaniem nieliniowego modulatora Co,Si:YAG/YAG. Rys Oscylogram zarejestrowanego przebiegu impulsów laserowych 21

Ogólne cechy ośrodków laserowych

Ogólne cechy ośrodków laserowych Ogólne cechy ośrodków laserowych Gazowe Cieczowe Na ciele stałym Naturalna jednorodność Duże długości rezonatora Małe wzmocnienia na jednostkę długości ośrodka czynnego Pompowanie prądem (wzdłużne i poprzeczne)

Bardziej szczegółowo

Fizyka Laserów wykład 11. Czesław Radzewicz

Fizyka Laserów wykład 11. Czesław Radzewicz Fizyka Laserów wykład 11 Czesław Radzewicz Lasery na ciele stałym (prócz półprzewodnikowych) matryca + domieszki izolatory=kryształy+szkła+ceramika metale przejściowe metale ziem rzadkich Matryca: kryształy

Bardziej szczegółowo

VI. Elementy techniki, lasery

VI. Elementy techniki, lasery Światłowody VI. Elementy techniki, lasery BERNARD ZIĘTEK http://www.fizyka.umk.pl www.fizyka.umk.pl/~ /~bezet a) Sprzęgacze czołowe 1. Sprzęgacze światłowodowe (czołowe, boczne, stałe, rozłączalne) Złącza,

Bardziej szczegółowo

w obszarze linii Podziały z różnych punktów widzenia lasery oscylatory (OPO optical parametric oscillator)

w obszarze linii Podziały z różnych punktów widzenia lasery oscylatory (OPO optical parametric oscillator) Rodzaj przestrajania Lasery przestrajalne dyskretne wybór linii widmowej wyższe harmoniczne w obszarze linii szerokie szerokie pasmo Podziały z różnych punktów widzenia lasery oscylatory (OPO optical parametric

Bardziej szczegółowo

Lasery budowa, rodzaje, zastosowanie. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

Lasery budowa, rodzaje, zastosowanie. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego. Lasery budowa, rodzaje, zastosowanie Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego. Budowa i zasada działania lasera Laser (Light Amplification by Stimulated

Bardziej szczegółowo

Recenzja rozprawy doktorskiej mgr inż. Łukasza Gorajka p.t. Analiza pompowanego koherentnie lasera Cr 2+ :ZnSe

Recenzja rozprawy doktorskiej mgr inż. Łukasza Gorajka p.t. Analiza pompowanego koherentnie lasera Cr 2+ :ZnSe Prof. dr hab. Maciej Bugajski Instytut Technologii Elektronowej Centrum Nanofotoniki Al. Lotników 32/46 02 668 Warszawa Warszawa, 29.11.2014 Recenzja rozprawy doktorskiej mgr inż. Łukasza Gorajka p.t.

Bardziej szczegółowo

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 8 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Anna Grochola, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2014/15

Bardziej szczegółowo

Niezwykłe światło. ultrakrótkie impulsy laserowe. Piotr Fita

Niezwykłe światło. ultrakrótkie impulsy laserowe. Piotr Fita Niezwykłe światło ultrakrótkie impulsy laserowe Laboratorium Procesów Ultraszybkich Zakład Optyki Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego Światło Fala elektromagnetyczna Dla światła widzialnego długość

Bardziej szczegółowo

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Część I: Optyka, wykład 7 wykład: Piotr Fita pokazy: Andrzej Wysmołek ćwiczenia: Anna Grochola, Barbara Piętka Wydział Fizyki Uniwersytet Warszawski 2014/15

Bardziej szczegółowo

Osiągnięcia. Uzyskane wyniki

Osiągnięcia. Uzyskane wyniki Osiągnięcia Zebranie krzywych świecenia termicznie i optycznie stymulowanej luminescencji domieszkowanych i niedomieszkowanych kryształów ortokrzemianów lutetu itru i gadolinu. Stwierdzenie różnic we własnościach

Bardziej szczegółowo

Sprzęganie światłowodu z półprzewodnikowymi źródłami światła (stanowisko nr 5)

Sprzęganie światłowodu z półprzewodnikowymi źródłami światła (stanowisko nr 5) Wojciech Niwiński 30.03.2004 Bartosz Lassak Wojciech Zatorski gr.7lab Sprzęganie światłowodu z półprzewodnikowymi źródłami światła (stanowisko nr 5) Zadanie laboratoryjne miało na celu zaobserwowanie różnic

Bardziej szczegółowo

Przemysłowe urządzenia elektrotermiczne działające w oparciu o pozostałe metody nagrzewania elektrycznego Prof. dr hab. inż.

Przemysłowe urządzenia elektrotermiczne działające w oparciu o pozostałe metody nagrzewania elektrycznego Prof. dr hab. inż. Studia Podyplomowe EFEKTYWNE UŻYTKOWANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ w ramach projektu Śląsko-Małopolskie Centrum Kompetencji Zarządzania Energią Przemysłowe urządzenia elektrotermiczne działające w oparciu o

Bardziej szczegółowo

Przejścia promieniste

Przejścia promieniste Przejście promieniste proces rekombinacji elektronu i dziury (przejście ze stanu o większej energii do stanu o energii mniejszej), w wyniku którego następuje emisja promieniowania. E Długość wyemitowanej

Bardziej szczegółowo

Wykład XIV: Właściwości optyczne. JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych

Wykład XIV: Właściwości optyczne. JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych Wykład XIV: Właściwości optyczne JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych Treść wykładu: Treść wykładu: 1. Wiadomości wstępne: a) Załamanie

Bardziej szczegółowo

Zagrożenia powodowane przez promieniowanie laserowe

Zagrożenia powodowane przez promieniowanie laserowe Zagrożenia powodowane przez promieniowanie laserowe Zagrożenia powodowane przez promieniowanie laserowe Laser, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, wzmacniacz kwantowy dla światła,

Bardziej szczegółowo

1.3. Poziom ekspozycji na promieniowanie nielaserowe wyznacza się zgodnie z wzorami przedstawionymi w tabeli 1, przy uwzględnieniu:

1.3. Poziom ekspozycji na promieniowanie nielaserowe wyznacza się zgodnie z wzorami przedstawionymi w tabeli 1, przy uwzględnieniu: Załącznik do rozporządzenia Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 27 maja 2010 r. Wyznaczanie poziomu ekspozycji na promieniowanie optyczne 1. Promieniowanie nielaserowe 1.1. Skutki oddziaływania

Bardziej szczegółowo

Badania spektroskopowe i generacyjne kryształów CrTmHo:YAG

Badania spektroskopowe i generacyjne kryształów CrTmHo:YAG BIULETYN WOJSKOWEJ AKADEMII TECHNICZNEJ Rok XLII, nr 9 (493), wrzesień 1993 r., pp. 3-9 3 KRZYSZTOF KOPCZYŃSKI SŁAWOMIR MAKSYMILIAN KACZMAREK ZYGMUNT MIERCZYK Badania spektroskopowe i generacyjne kryształów

Bardziej szczegółowo

Przewaga klasycznego spektrometru Ramana czyli siatkowego, dyspersyjnego nad przystawką ramanowską FT-Raman

Przewaga klasycznego spektrometru Ramana czyli siatkowego, dyspersyjnego nad przystawką ramanowską FT-Raman Porównanie Przewaga klasycznego spektrometru Ramana czyli siatkowego, dyspersyjnego nad przystawką ramanowską FT-Raman Spektroskopia FT-Raman Spektroskopia FT-Raman jest dostępna od 1987 roku. Systemy

Bardziej szczegółowo

Badania generacyjne mikrolaserów Glass:Er 3+,Yb 3+ /Co 2+ :MgAl 2 O 4

Badania generacyjne mikrolaserów Glass:Er 3+,Yb 3+ /Co 2+ :MgAl 2 O 4 BIULETYN WAT VOL. LVII, NR, 8 Badania generacyjne mikrolaserów Glass:Er +,Yb + /Co + :MgAl O JAROSŁAW MŁYŃCZAK, KRZYSZTOF KOPCZYŃSKI, ZYGMUNT MIERCZYK Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki,

Bardziej szczegółowo

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL PL 217542 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 217542 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 395085 (22) Data zgłoszenia: 01.06.2011 (51) Int.Cl.

Bardziej szczegółowo

II. WYBRANE LASERY. BERNARD ZIĘTEK IF UMK www.fizyka.umk.pl/~ /~bezet

II. WYBRANE LASERY. BERNARD ZIĘTEK IF UMK www.fizyka.umk.pl/~ /~bezet II. WYBRANE LASERY BERNARD ZIĘTEK IF UMK www.fizyka.umk.pl/~ /~bezet Laser gazowy Laser He-Ne, Mechanizm wzbudzenia Bernard Ziętek IF UMK Toruń 2 Model Bernard Ziętek IF UMK Toruń 3 Rozwiązania stacjonarne

Bardziej szczegółowo

Właściwości optyczne. Oddziaływanie światła z materiałem. Widmo światła widzialnego MATERIAŁ

Właściwości optyczne. Oddziaływanie światła z materiałem. Widmo światła widzialnego MATERIAŁ Właściwości optyczne Oddziaływanie światła z materiałem hν MATERIAŁ Transmisja Odbicie Adsorpcja Załamanie Efekt fotoelektryczny Tradycyjnie właściwości optyczne wiążą się z zachowaniem się materiałów

Bardziej szczegółowo

Lasery półprzewodnikowe historia

Lasery półprzewodnikowe historia Lasery półprzewodnikowe historia GaAs typu p GaAs typu n zasilanie prądem 1962 homozłącze w pokojowej temperaturze progowy prąd - dziesiątki ka/cm 2 bez zastosowania AlGaAs p AlGaAs n Cienka warstwa GaAs

Bardziej szczegółowo

Widmo promieniowania

Widmo promieniowania Widmo promieniowania Spektroskopia Każde ciało wysyła promieniowanie. Promieniowanie to jest składa się z wiązek o różnych długościach fal. Jeśli wiązka światła pada na pryzmat, ulega ono rozszczepieniu,

Bardziej szczegółowo

Lasery półprzewodnikowe. przewodnikowe. Bernard Ziętek

Lasery półprzewodnikowe. przewodnikowe. Bernard Ziętek Lasery półprzewodnikowe przewodnikowe Bernard Ziętek Plan 1. Rodzaje półprzewodników 2. Parametry półprzewodników 3. Złącze p-n 4. Rekombinacja dziura-elektron 5. Wzmocnienie 6. Rezonatory 7. Lasery niskowymiarowe

Bardziej szczegółowo

Źródła promieniowania optycznego problemy bezpieczeństwa pracy. Lab. Fiz. II

Źródła promieniowania optycznego problemy bezpieczeństwa pracy. Lab. Fiz. II Źródła promieniowania optycznego problemy bezpieczeństwa pracy Lab. Fiz. II Reakcje w tkankach wywołane przez promioniowanie optyczne (podczerwień, widzialne, ultrafiolet): Reakcje termiczne ze wzrostem

Bardziej szczegółowo

Źródła światła: Lampy (termiczne) na ogół wymagają filtrów. Wojciech Gawlik, Metody Optyczne w Medycynie 2010/11 - wykł. 3 1/18

Źródła światła: Lampy (termiczne) na ogół wymagają filtrów. Wojciech Gawlik, Metody Optyczne w Medycynie 2010/11 - wykł. 3 1/18 Źródła światła: Lampy (termiczne) na ogół wymagają filtrów Wojciech Gawlik, Metody Optyczne w Medycynie 2010/11 - wykł. 3 1/18 Lampy: a) szerokopasmowe, rozkład Plancka 2hc I( λ) = 5 λ 2 e 1 hc λk T B

Bardziej szczegółowo

Metody optyczne w medycynie

Metody optyczne w medycynie Metody optyczne w medycynie Podstawy oddziaływania światła z materią E i E t E t = E i e κ ( L) i( n 1)( L) c e c zmiana amplitudy (absorpcja) zmiana fazy (dyspersja) Tylko światło pochłonięte może wywołać

Bardziej szczegółowo

WPŁYW PARAMETRÓW KONSTRUKCYJNYCH PASYWNEGO MODULATORA DOBROCI REZONATORA LASERA YAG : Nd 3+ NA JEGO WŁASNOŚCI GENERACYJNE

WPŁYW PARAMETRÓW KONSTRUKCYJNYCH PASYWNEGO MODULATORA DOBROCI REZONATORA LASERA YAG : Nd 3+ NA JEGO WŁASNOŚCI GENERACYJNE BIULETYN WOJSKOWEJ AKADEMII TECHNICZNEJ IM. J. DĄBROWSKIEGO Rok XXXV, nr 4(404), kwiecień, 1986 r. ZYGMUNT MIERCZYK SŁAWOMIR KACZMAREK JERZY CZESZKO WPŁYW PARAMETRÓW KONSTRUKCYJNYCH PASYWNEGO MODULATORA

Bardziej szczegółowo

PODSTAWY FIZYKI LASERÓW Wstęp

PODSTAWY FIZYKI LASERÓW Wstęp PODSTAWY FIZYKI LASERÓW Wstęp LASER Light Amplification by Stimulation Emission of Radiation Składa się z: 1. ośrodka czynnego. układu pompującego 3.Rezonator optyczny - wnęka rezonansowa Generatory: liniowe

Bardziej szczegółowo

Promieniowanie rentgenowskie. Podstawowe pojęcia krystalograficzne

Promieniowanie rentgenowskie. Podstawowe pojęcia krystalograficzne Promieniowanie rentgenowskie Podstawowe pojęcia krystalograficzne Krystalografia - podstawowe pojęcia Komórka elementarna (zasadnicza): najmniejszy, charakterystyczny fragment sieci przestrzennej (lub

Bardziej szczegółowo

Spektroskopia modulacyjna

Spektroskopia modulacyjna Spektroskopia modulacyjna pozwala na otrzymanie energii przejść optycznych w strukturze z bardzo dużą dokładnością. Charakteryzuje się również wysoką czułością, co pozwala na obserwację słabych przejść,

Bardziej szczegółowo

Fotoelementy. Symbole graficzne półprzewodnikowych elementów optoelektronicznych: a) fotoogniwo b) fotorezystor

Fotoelementy. Symbole graficzne półprzewodnikowych elementów optoelektronicznych: a) fotoogniwo b) fotorezystor Fotoelementy Wstęp W wielu dziedzinach techniki zachodzi potrzeba rejestracji, wykrywania i pomiaru natężenia promieniowania elektromagnetycznego o różnych długościach fal, w tym i promieniowania widzialnego,

Bardziej szczegółowo

I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE

I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE - lata '90 XIX wieku WSTĘP Widmo promieniowania elektromagnetycznego zakres "pokrycia" różnymi rodzajami fal elektromagnetycznych promieniowania zawartego w danej wiązce. rys.i.1.

Bardziej szczegółowo

CHARAKTERYSTYKA WIĄZKI GENEROWANEJ PRZEZ LASER

CHARAKTERYSTYKA WIĄZKI GENEROWANEJ PRZEZ LASER CHARATERYSTYA WIĄZI GENEROWANEJ PRZEZ LASER ształt wiązki lasera i jej widmo są rezultatem interferencji promieniowania we wnęce rezonansowej. W wyniku tego procesu powstają charakterystyczne rozkłady

Bardziej szczegółowo

OTRZYMYWANIE KRÓTKICH IMPULSÓW LASEROWYCH

OTRZYMYWANIE KRÓTKICH IMPULSÓW LASEROWYCH OTRZYMYWANIE KRÓTKICH IMPULSÓW LASEROWYCH Impulsowe lasery na ciele stałym są najbardziej ważnymi i szeroko rozpowszechnionymi systemami laserowymi. Np laser Nd:YAG jest najczęściej stosowany do znakowania,

Bardziej szczegółowo

Wytwarzanie niskowymiarowych struktur półprzewodnikowych

Wytwarzanie niskowymiarowych struktur półprzewodnikowych Większość struktur niskowymiarowych wytwarzanych jest za pomocą technik epitaksjalnych. Najczęściej wykorzystywane metody wzrostu: - epitaksja z wiązki molekularnej (MBE Molecular Beam Epitaxy) - epitaksja

Bardziej szczegółowo

UMO-2011/01/B/ST7/06234

UMO-2011/01/B/ST7/06234 Załącznik nr 9 do sprawozdania merytorycznego z realizacji projektu badawczego Szybka nieliniowość fotorefrakcyjna w światłowodach półprzewodnikowych do zastosowań w elementach optoelektroniki zintegrowanej

Bardziej szczegółowo

Własności optyczne materii. Jak zachowuje się światło w zetknięciu z materią?

Własności optyczne materii. Jak zachowuje się światło w zetknięciu z materią? Własności optyczne materii Jak zachowuje się światło w zetknięciu z materią? Właściwości optyczne materiału wynikają ze zjawisk: Absorpcji Załamania Odbicia Rozpraszania Własności elektrycznych Refrakcja

Bardziej szczegółowo

Przejścia optyczne w strukturach niskowymiarowych

Przejścia optyczne w strukturach niskowymiarowych Współczynnik absorpcji w układzie dwuwymiarowym można opisać wyrażeniem: E E gdzie i oraz f są energiami stanu początkowego i końcowego elektronu, zapełnienie tych stanów opisane jest funkcją rozkładu

Bardziej szczegółowo

Rezonatory ze zwierciadłem Bragga

Rezonatory ze zwierciadłem Bragga Rezonatory ze zwierciadłem Bragga Siatki dyfrakcyjne stanowiące zwierciadła laserowe (zwierciadła Bragga) są powszechnie stosowane w laserach VCSEL, ale i w laserach z rezonatorem prostopadłym do płaszczyzny

Bardziej szczegółowo

Materiałoznawstwo optyczne CERAMIKA OPTYCZNA

Materiałoznawstwo optyczne CERAMIKA OPTYCZNA Materiałoznawstwo optyczne CERAMIKA OPTYCZNA Szkło optyczne i fotoniczne, A. Szwedowski, R. Romaniuk, WNT, 2009 POLIKRYSZTAŁY - ciała stałe o drobnoziarnistej strukturze, które są złożone z wielkiej liczby

Bardziej szczegółowo

Bezpieczeństwo pracy z laserami

Bezpieczeństwo pracy z laserami Bezpieczeństwo pracy z laserami Oddziaływania: cieplne, fotochemiczne, nieliniowe. Grupy: UV-C (0 280 nm), UV-B (280 315 nm), UV-A (315 00 nm), IR-A (780 00 nm), IR-B (100 3000 nm), IR-C (3000 nm 1 mm).

Bardziej szczegółowo

Wzbudzony stan energetyczny atomu

Wzbudzony stan energetyczny atomu LASERY Wzbudzony stan energetyczny atomu Z III postulatu Bohra kj E k E h j Emisja spontaniczna Atom absorbuje tylko określone kwanty energii przechodząc ze stanu podstawowego do wzbudzonego. Zaabsorbowana

Bardziej szczegółowo

Funkcja rozkładu Fermiego-Diraca w różnych temperaturach

Funkcja rozkładu Fermiego-Diraca w różnych temperaturach Funkcja rozkładu Fermiego-Diraca w różnych temperaturach 1 f FD ( E) = E E F exp + 1 kbt Styczna do krzywej w punkcie f FD (E F )=0,5 przecina oś energii i prostą f FD (E)=1 w punktach odległych o k B

Bardziej szczegółowo

BEZPIECZE STWO PRACY Z LASERAMI

BEZPIECZE STWO PRACY Z LASERAMI BEZPIECZE STWO PRACY Z LASERAMI Szkodliwe dzia anie promieniowania laserowego dotyczy oczu oraz skóry cz owieka, przy czym najbardziej zagro one s oczy. Ze wzgl du na kierunkowo wi zki zagro enie promieniowaniem

Bardziej szczegółowo

Pomiar drogi koherencji wybranych źródeł światła

Pomiar drogi koherencji wybranych źródeł światła Politechnika Gdańska WYDZIAŁ ELEKTRONIKI TELEKOMUNIKACJI I INFORMATYKI Katedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych Pomiar drogi koherencji wybranych źródeł światła Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego

Bardziej szczegółowo

Wielomodowe, grubordzeniowe

Wielomodowe, grubordzeniowe Wielomodowe, grubordzeniowe i z plastykowym pokryciem włókna. Przewężki i mikroelementy Multimode, Large-Core, and Plastic Clad Fibers. Tapered Fibers and Specialty Fiber Microcomponents Wprowadzenie Włókna

Bardziej szczegółowo

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE LASERY I ICH ZASTOSOWANIE Laboratorium Instrukcja do ćwiczenia nr 13 Temat: Biostymulacja laserowa Istotą biostymulacji laserowej jest napromieniowanie punktów akupunkturowych ciągłym, monochromatycznym

Bardziej szczegółowo

7. Wyznaczanie poziomu ekspozycji

7. Wyznaczanie poziomu ekspozycji 7. Wyznaczanie poziomu ekspozycji Wyznaczanie poziomu ekspozycji w przypadku promieniowania nielaserowego jest bardziej złożone niż w przypadku promieniowania laserowego. Wynika to z faktu, że pracownik

Bardziej szczegółowo

Wzmacniacze optyczne ZARYS PODSTAW

Wzmacniacze optyczne ZARYS PODSTAW Wzmacniacze optyczne ZARYS PODSTAW REGENERATOR konwertuje sygnał optyczny na elektryczny, wzmacnia sygnał elektryczny, a następnie konwertuje wzmocniony sygnał elektryczny z powrotem na sygnał optyczny

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie 1 LABORATORIUM ELEKTRONIKI POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH

Ćwiczenie 1 LABORATORIUM ELEKTRONIKI POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH LABORAORUM ELEKRONK Ćwiczenie 1 Parametry statyczne diod półprzewodnikowych Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie statycznych charakterystyk podstawowych typów diod półprzewodnikowych oraz zapoznanie

Bardziej szczegółowo

Ponadto, jeśli fala charakteryzuje się sferycznym czołem falowym, powyższy wzór można zapisać w następujący sposób:

Ponadto, jeśli fala charakteryzuje się sferycznym czołem falowym, powyższy wzór można zapisać w następujący sposób: Zastosowanie laserów w Obrazowaniu Medycznym Spis treści 1 Powtórka z fizyki Zjawisko Interferencji 1.1 Koherencja czasowa i przestrzenna 1.2 Droga i czas koherencji 2 Lasery 2.1 Emisja Spontaniczna 2.2

Bardziej szczegółowo

LASEROWA OBRÓBKA MATERIAŁÓW

LASEROWA OBRÓBKA MATERIAŁÓW LASEROWA OBRÓBKA MATERIAŁÓW Cechy laserowych operacji technologicznych Promieniowanie laserowe umożliwia wykonanie wielu dokładnych operacji technologicznych Na różnych materiałach: o Trudno obrabialnych

Bardziej szczegółowo

LASEROWA OBRÓBKA MATERIAŁÓW

LASEROWA OBRÓBKA MATERIAŁÓW LASEROWA OBRÓBKA MATERIAŁÓW Promieniowanie laserowe umożliwia wykonanie wielu dokładnych operacji technologicznych na różnych materiałach: o trudno obrabialnych takich jak diamenty, metale twarde, o miękkie

Bardziej szczegółowo

Instrukcja dla użytkownika Ver

Instrukcja dla użytkownika Ver Instrukcja użytkownika Ver. 01.08 Instrukcja Badawcza Promieniowanie optyczne nielaserowe. EKOHIGIENA APARATURA Ryszard Putyra Sp.j. Ul. Strzelecka 19 55300 Środa Śląska Tel.: 0713176850 Fax: 0713176851

Bardziej szczegółowo

Jan Drzymała ANALIZA INSTRUMENTALNA SPEKTROSKOPIA W ŚWIETLE WIDZIALNYM I PODCZERWONYM

Jan Drzymała ANALIZA INSTRUMENTALNA SPEKTROSKOPIA W ŚWIETLE WIDZIALNYM I PODCZERWONYM Jan Drzymała ANALIZA INSTRUMENTALNA SPEKTROSKOPIA W ŚWIETLE WIDZIALNYM I PODCZERWONYM Światło słoneczne jest mieszaniną fal o różnej długości i różnego natężenia. Tylko część promieniowania elektromagnetycznego

Bardziej szczegółowo

Politechnika Gdańska, Inżynieria Biomedyczna. Przedmiot: BIOMATERIAŁY. Metody pasywacji powierzchni biomateriałów. Dr inż. Agnieszka Ossowska

Politechnika Gdańska, Inżynieria Biomedyczna. Przedmiot: BIOMATERIAŁY. Metody pasywacji powierzchni biomateriałów. Dr inż. Agnieszka Ossowska BIOMATERIAŁY Metody pasywacji powierzchni biomateriałów Dr inż. Agnieszka Ossowska Gdańsk 2010 Korozja -Zagadnienia Podstawowe Korozja to proces niszczenia materiałów, wywołany poprzez czynniki środowiskowe,

Bardziej szczegółowo

Katedra Fizyki Ciała Stałego Uniwersytetu Łódzkiego. Ćwiczenie 1 Badanie efektu Faraday a w monokryształach o strukturze granatu

Katedra Fizyki Ciała Stałego Uniwersytetu Łódzkiego. Ćwiczenie 1 Badanie efektu Faraday a w monokryształach o strukturze granatu Katedra Fizyki Ciała Stałego Uniwersytetu Łódzkiego Ćwiczenie 1 Badanie efektu Faraday a w monokryształach o strukturze granatu Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest pomiar kąta skręcenia płaszczyzny polaryzacji

Bardziej szczegółowo

PIEZOELEKTRYKI I PIROELEKTRYKI. Krajewski Krzysztof

PIEZOELEKTRYKI I PIROELEKTRYKI. Krajewski Krzysztof PIEZOELEKTRYKI I PIROELEKTRYKI Krajewski Krzysztof Zjawisko piezoelektryczne Zjawisko zachodzące w niektórych materiałach krystalicznych, polegające na powstawaniu ładunku elektrycznego na powierzchniach

Bardziej szczegółowo

ZASTOSOWANIE LASERÓW W OCHRONIE ŚRODOWISKA

ZASTOSOWANIE LASERÓW W OCHRONIE ŚRODOWISKA ZASTOSOWANIE LASERÓW W OCHRONIE ŚRODOWISKA W tym przypadku lasery pozwalają na prowadzenie kontroli stanu sanitarnego Powietrza, Zbiorników wodnych, Powierzchni i pokrycia terenu. Stosowane rodzaje laserów

Bardziej szczegółowo

Systemy laserowe. dr inż. Adrian Zakrzewski dr inż. Tomasz Baraniecki

Systemy laserowe. dr inż. Adrian Zakrzewski dr inż. Tomasz Baraniecki Systemy laserowe dr inż. Adrian Zakrzewski dr inż. Tomasz Baraniecki Lasery półprzewodnikowe Charakterystyka lasera półprzewodnikowego pierwszy laser półprzewodnikowy został opracowany w 1962 r. zastosowanie

Bardziej szczegółowo

WPŁYW POSTĘPU TECHNICZNEGO NA WYDAJNOŚĆ SYSTEMÓW FOTOWOLTAICZNYCH ML SYSTEM S.A.

WPŁYW POSTĘPU TECHNICZNEGO NA WYDAJNOŚĆ SYSTEMÓW FOTOWOLTAICZNYCH ML SYSTEM S.A. WPŁYW POSTĘPU TECHNICZNEGO NA WYDAJNOŚĆ SYSTEMÓW FOTOWOLTAICZNYCH ML SYSTEM S.A. Anna Warzybok Z-ca Dyrektora ds. Badań i Rozwoju ML SYSTEM S. A. Rzeszów, 25.04.2017 ML SYSTEM S.A. ML SYSTEM S.A. ZAPOTRZEBOWANIE

Bardziej szczegółowo

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32 Spis treści 5 Spis treści Przedmowa do wydania czwartego 11 Przedmowa do wydania trzeciego 13 1. Wiadomości ogólne z metod spektroskopowych 15 1.1. Podstawowe wielkości metod spektroskopowych 15 1.2. Rola

Bardziej szczegółowo

(półprzewodnikowego) lasera Katana LaserSoft w chirurgii refrakcyjnej

(półprzewodnikowego) lasera Katana LaserSoft w chirurgii refrakcyjnej Zastosowanie stałokrystalicznego (półprzewodnikowego) lasera Katana LaserSoft w chirurgii refrakcyjnej Matteo Piovella, Fabrizio I. Camesasca i Barbara Kusa Zastosowanie techniki laserowej w chirurgii

Bardziej szczegółowo

Studia Podyplomowe EFEKTYWNE UŻYTKOWANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ Moduł 5: Efektywność energetyczna w urządzeniach elektrotermicznych

Studia Podyplomowe EFEKTYWNE UŻYTKOWANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ Moduł 5: Efektywność energetyczna w urządzeniach elektrotermicznych Studia odyplomowe EFEKTYWNE UŻYTKOWANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ w ramach projektu Śląsko-Małopolskie Centrum Kompetencji Zarządzania Energią Efektywność energetyczna w urządzeniach elektrotermicznych dr hab.

Bardziej szczegółowo

Politechnika Wrocławska Wydział Podstawowych Problemów Techniki

Politechnika Wrocławska Wydział Podstawowych Problemów Techniki Politechnika Wrocławska Wydział Podstawowych Problemów Techniki specjalność FOTONIKA 3,5-letnie studia stacjonarne I stopnia (studia inżynierskie) FIZYKA TECHNICZNA Charakterystyka wykształcenia: - dobre

Bardziej szczegółowo

POTENCJALNE ZAGROŻENIA WYNIKAJĄCE Z NIEWŁAŚCIWEGO KORZYSTANIA Z LASERÓW

POTENCJALNE ZAGROŻENIA WYNIKAJĄCE Z NIEWŁAŚCIWEGO KORZYSTANIA Z LASERÓW 1 Prof. Dr Halina Abramczyk Technical University of Lodz, Faculty of Chemistry Institute of Applied Radiation Chemistry Poland, 93-590 Lodz, Wroblewskiego 15 Phone:(+ 48 42) 631-31-88; fax:(+ 48 42) 684

Bardziej szczegółowo

Ekspansja plazmy i wpływ atmosfery reaktywnej na osadzanie cienkich warstw hydroksyapatytu. Marcin Jedyński

Ekspansja plazmy i wpływ atmosfery reaktywnej na osadzanie cienkich warstw hydroksyapatytu. Marcin Jedyński Ekspansja plazmy i wpływ atmosfery reaktywnej na osadzanie cienkich warstw hydroksyapatytu. Marcin Jedyński Metoda PLD (Pulsed Laser Deposition) PLD jest nowoczesną metodą inżynierii powierzchni, umożliwiającą

Bardziej szczegółowo

IV. Transmisja. /~bezet

IV. Transmisja.  /~bezet Światłowody IV. Transmisja BERNARD ZIĘTEK http://www.fizyka.umk.pl www.fizyka.umk.pl/~ /~bezet 1. Tłumienność 10 7 10 6 Tłumienność [db/km] 10 5 10 4 10 3 10 2 10 SiO 2 Tłumienność szkła w latach (za A.

Bardziej szczegółowo

ELEMENTY ELEKTRONICZNE

ELEMENTY ELEKTRONICZNE AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki ELEMENTY ELEKTRONICZNE dr inż. Piotr Dziurdzia paw. C-3,

Bardziej szczegółowo

Czym jest prąd elektryczny

Czym jest prąd elektryczny Prąd elektryczny Ruch elektronów w przewodniku Wektor gęstości prądu Przewodność elektryczna Prawo Ohma Klasyczny model przewodnictwa w metalach Zależność przewodności/oporności od temperatury dla metali,

Bardziej szczegółowo

OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki

OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki c Adam Bechler 2006 Instytut Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego Absorpcja promieniowania w ośrodku Promieniowanie elektromagnetyczne przy przejściu przez ośrodek

Bardziej szczegółowo

Nauka o Materiałach. Wykład XI. Właściwości cieplne. Jerzy Lis

Nauka o Materiałach. Wykład XI. Właściwości cieplne. Jerzy Lis Nauka o Materiałach Wykład XI Właściwości cieplne Jerzy Lis Nauka o Materiałach Treść wykładu: 1. Stabilność termiczna materiałów 2. Pełzanie wysokotemperaturowe 3. Przewodnictwo cieplne 4. Rozszerzalność

Bardziej szczegółowo

Pomiar tłumienności światłowodów włóknistych

Pomiar tłumienności światłowodów włóknistych LABORATORIUM OPTOELEKTRONIKI Ćwiczenie 4 Pomiar tłumienności światłowodów włóknistych Cel ćwiczenia: Zapoznanie studentów z parametrem tłumienności światłowodów oraz ze sposobem jego pomiaru Badane elementy:

Bardziej szczegółowo

Spektroskopia ramanowska w badaniach powierzchni

Spektroskopia ramanowska w badaniach powierzchni Spektroskopia ramanowska w badaniach powierzchni z Efekt Ramana (1922, CV Raman) I, ν próbka y Chandra Shekhara Venketa Raman x I 0, ν 0 Monochromatyczne promieniowanie o częstości ν 0 ulega rozproszeniu

Bardziej szczegółowo

Oddziaływanie cząstek z materią

Oddziaływanie cząstek z materią Oddziaływanie cząstek z materią Trzy główne typy mechanizmów reprezentowane przez Ciężkie cząstki naładowane (cięższe od elektronów) Elektrony Kwanty gamma Ciężkie cząstki naładowane (miony, p, cząstki

Bardziej szczegółowo

Systemy laserowe. dr inż. Adrian Zakrzewski dr inż. Tomasz Baraniecki

Systemy laserowe. dr inż. Adrian Zakrzewski dr inż. Tomasz Baraniecki Systemy laserowe dr inż. Adrian Zakrzewski dr inż. Tomasz Baraniecki Lasery światłowodowe Źródło: www.jakubduba.pl Światłowód płaszcz n 2 n 1 > n 2 rdzeń n 1 zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia Źródło:

Bardziej szczegółowo

PL B1. INSTYTUT TECHNOLOGII ELEKTRONOWEJ, Warszawa, PL INSTYTUT FIZYKI POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Warszawa, PL

PL B1. INSTYTUT TECHNOLOGII ELEKTRONOWEJ, Warszawa, PL INSTYTUT FIZYKI POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Warszawa, PL PL 221135 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 221135 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 399454 (22) Data zgłoszenia: 06.06.2012 (51) Int.Cl.

Bardziej szczegółowo

Badanie schematu rozpadu jodu 128 J

Badanie schematu rozpadu jodu 128 J J8A Badanie schematu rozpadu jodu 128 J Celem doświadczenie jest wyznaczenie schematu rozpadu jodu 128 J Wiadomości ogólne 1. Oddziaływanie kwantów γ z materią (1,3) a/ efekt fotoelektryczny b/ efekt Comptona

Bardziej szczegółowo

MATERIAŁY SUPERTWARDE

MATERIAŁY SUPERTWARDE MATERIAŁY SUPERTWARDE Twarde i supertwarde materiały Twarde i bardzo twarde materiały są potrzebne w takich przemysłowych zastosowaniach jak szlifowanie i polerowanie, cięcie, prasowanie, synteza i badania

Bardziej szczegółowo

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS Zagadnienia teoretyczne. Spektrofotometria jest techniką instrumentalną, w której do celów analitycznych wykorzystuje się przejścia energetyczne zachodzące

Bardziej szczegółowo

Konstrukcja i parametry lasera argonowego

Konstrukcja i parametry lasera argonowego Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki WYDZIAŁ ELEKTRONIKI i TECHNIK INFORMACYJNYCH POLITECHNIKA WARSZAWSKA ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa Konstrukcja i parametry lasera argonowego Przygotowali:

Bardziej szczegółowo

Grafen materiał XXI wieku!?

Grafen materiał XXI wieku!? Grafen materiał XXI wieku!? Badania grafenu w aspekcie jego zastosowań w sensoryce i metrologii Tadeusz Pustelny Plan prezentacji: 1. Wybrane właściwości fizyczne grafenu 2. Grafen materiał 21-go wieku?

Bardziej szczegółowo

Badanie schematu rozpadu jodu 128 I

Badanie schematu rozpadu jodu 128 I J8 Badanie schematu rozpadu jodu 128 I Celem doświadczenie jest wyznaczenie schematu rozpadu jodu 128 I Wiadomości ogólne 1. Oddziaływanie kwantów γ z materią [1,3] a) efekt fotoelektryczny b) efekt Comptona

Bardziej szczegółowo

Wzmacniacze optyczne

Wzmacniacze optyczne Wzmacniacze optyczne Wzmocnienie sygnału optycznego bez konwersji na sygnał elektryczny. Prezentacja zawiera kopie folii omawianych na wykładzie. Niniejsze opracowanie chronione jest prawem autorskim.

Bardziej szczegółowo

Teoria pasmowa. Anna Pietnoczka

Teoria pasmowa. Anna Pietnoczka Teoria pasmowa Anna Pietnoczka Opis struktury pasmowej we współrzędnych r, E Zmiana stanu elektronów przy zbliżeniu się atomów: (a) schemat energetyczny dla atomów sodu znajdujących się w odległościach

Bardziej szczegółowo

Monochromatyzacja promieniowania molibdenowej lampy rentgenowskiej

Monochromatyzacja promieniowania molibdenowej lampy rentgenowskiej Uniwersytet Śląski Instytut Chemii Zakładu Krystalografii ul. Bankowa 14, pok. 133, 40 006 Katowice tel. (032)359 1503, e-mail: izajen@wp.pl, opracowanie: dr Izabela Jendrzejewska Laboratorium z Krystalografii

Bardziej szczegółowo

Teoria pasmowa ciał stałych

Teoria pasmowa ciał stałych Teoria pasmowa ciał stałych Poziomy elektronowe atomów w cząsteczkach ulegają rozszczepieniu. W kryształach zjawisko to prowadzi do wytworzenia się pasm. Klasyfikacja ciał stałych na podstawie struktury

Bardziej szczegółowo

1 Źródła i detektory. I. Badanie charakterystyki spektralnej nietermicznych źródeł promieniowania elektromagnetycznego

1 Źródła i detektory. I. Badanie charakterystyki spektralnej nietermicznych źródeł promieniowania elektromagnetycznego 1 I. Badanie charakterystyki spektralnej nietermicznych źródeł promieniowania elektromagnetycznego Cel ćwiczenia: Wyznaczenie charakterystyki spektralnej nietermicznego źródła promieniowania (dioda LD

Bardziej szczegółowo

PL B1. Sposób i układ do modyfikacji widma sygnału ultraszerokopasmowego radia impulsowego. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL

PL B1. Sposób i układ do modyfikacji widma sygnału ultraszerokopasmowego radia impulsowego. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL PL 219313 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 219313 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 391153 (51) Int.Cl. H04B 7/00 (2006.01) H04B 7/005 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej

Bardziej szczegółowo

PRACOWNIA CHEMII. Wygaszanie fluorescencji (Fiz4)

PRACOWNIA CHEMII. Wygaszanie fluorescencji (Fiz4) PRACOWNIA CHEMII Ćwiczenia laboratoryjne dla studentów II roku kierunku Zastosowania fizyki w biologii i medycynie Biofizyka molekularna Projektowanie molekularne i bioinformatyka Wygaszanie fluorescencji

Bardziej szczegółowo

Skończona studnia potencjału

Skończona studnia potencjału Skończona studnia potencjału U = 450 ev, L = 100 pm Fala wnika w ściany skończonej studni długość fali jest większa (a energia mniejsza) Teoria pasmowa ciał stałych Poziomy elektronowe atomów w cząsteczkach

Bardziej szczegółowo

Czujniki. Czujniki służą do przetwarzania interesującej nas wielkości fizycznej na wielkość elektryczną łatwą do pomiaru. Najczęściej spotykane są

Czujniki. Czujniki służą do przetwarzania interesującej nas wielkości fizycznej na wielkość elektryczną łatwą do pomiaru. Najczęściej spotykane są Czujniki Ryszard J. Barczyński, 2010 2015 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Czujniki Czujniki służą do przetwarzania interesującej

Bardziej szczegółowo

Właściwości światła laserowego

Właściwości światła laserowego Właściwości światła laserowego Cechy charakterystyczne światła laserowego: rozbieżność (równoległość) wiązki, pasmo spektralne, gęstość mocy spójność (koherencja). Równoległość wiązki Dyfrakcyjną rozbieżność

Bardziej szczegółowo

2. STRUKTURA RADIOFONICZNYCH SYGNAŁÓW CYFROWYCH

2. STRUKTURA RADIOFONICZNYCH SYGNAŁÓW CYFROWYCH 1. WSTĘP Radiofonię cyfrową cechują strumienie danych o dużych przepływnościach danych. Do przesyłania strumienia danych o dużych przepływnościach stosuje się transmisję z wykorzystaniem wielu sygnałów

Bardziej szczegółowo

UWAGI OGÓLNE. Bezpieczeństwo pracy z laserami 1

UWAGI OGÓLNE. Bezpieczeństwo pracy z laserami 1 Bezpieczeństwo pracy z laserami UWAGI OGÓLNE Szkodliwe działanie promieniowania laserowego dotyczy oczu oraz skóry człowieka, przy czym najbardziej zagrożone są o czy. Ze względu na kierunkowość wiązki

Bardziej szczegółowo

Fizyka i technologia złącza PN. Adam Drózd 25.04.2006r.

Fizyka i technologia złącza PN. Adam Drózd 25.04.2006r. Fizyka i technologia złącza P Adam Drózd 25.04.2006r. O czym będę mówił: Półprzewodnik definicja, model wiązań walencyjnych i model pasmowy, samoistny i niesamoistny, domieszki donorowe i akceptorowe,

Bardziej szczegółowo

Charakterystyki spektroskopowe i odpornościowe przeciwlaserowych filtrów ochronnych

Charakterystyki spektroskopowe i odpornościowe przeciwlaserowych filtrów ochronnych BIULETYN WAT VOL. LVI, NR 1, 2007 Charakterystyki spektroskopowe i odpornościowe przeciwlaserowych filtrów ochronnych ZYGMUNT MIERCZYK, MIROSŁAW KWAŚNY, JADWIGA MIERCZYK, JAN KUBICKI Wojskowa Akademia

Bardziej szczegółowo