LASERY SĄ WSZĘDZIE...

Podobne dokumenty
Lasery. Własności światła laserowego Zasada działania Rodzaje laserów

Właściwości światła laserowego

n n 1 2 = exp( ε ε ) 1 / kt = exp( hν / kt) (23) 2 to wzór (22) przejdzie w następującą równość: ρ (ν) = B B A / B 2 1 hν exp( ) 1 kt (24)

Ogólne cechy ośrodków laserowych

Trzy rodzaje przejść elektronowych między poziomami energetycznymi

Własności światła laserowego

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

GŁÓWNE CECHY ŚWIATŁA LASEROWEGO

Lasery. Własności światła laserowego Zasada działania Rodzaje laserów

III.3 Emisja wymuszona. Lasery

!!!DEL są źródłami światła niespójnego.

Lasery. Własności światła laserowego Zasada działania Rodzaje laserów

Wzbudzony stan energetyczny atomu

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

Optyka. Wykład XII Krzysztof Golec-Biernat. Dyfrakcja. Laser. Uniwersytet Rzeszowski, 17 stycznia 2018

Niezwykłe światło. ultrakrótkie impulsy laserowe. Piotr Fita

Sprzęganie światłowodu z półprzewodnikowymi źródłami światła (stanowisko nr 5)

LASERY NA CIELE STAŁYM BERNARD ZIĘTEK

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

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

Podstawy fizyki kwantowej i budowy materii

VI. Elementy techniki, lasery

ASER. Wykład 18: M L. Dr inż. Zbigniew Szklarski. Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok.321.

SYLABUS DOTYCZY CYKLU KSZTAŁCENIA / /20 (skrajne daty)

Problemy optyki falowej. Teoretyczne podstawy zjawisk dyfrakcji, interferencji i polaryzacji światła.

Metody optyczne w medycynie

II. WYBRANE LASERY. BERNARD ZIĘTEK IF UMK /~bezet

LASERY W BUDOWNICTWIE DROGOWYM. Wykonał: Tomasz Kurc

Laser pikselowy i frakselowy różnice i zastosowanie w kosmetologii. Barbara Kierlik Gr. 39Z

Technologia Laserów: nowe trendy w biologii i medycynie. Gabriela Mianowska Karolina Pasieka FM rok IV, DIE

Zagrożenia powodowane przez promieniowanie laserowe

Lasery Inne oblicze optyki

A21, B21, B12 współczynniki wprowadzone przez Einsteina w 1917 r.

Klasyfikacja laserów. Klasa lasera 1 Lasery w tej klasie w żadnych okolicznościach nie spowodują uszkodzeń oczu lub skóry.

OTRZYMYWANIE KRÓTKICH IMPULSÓW LASEROWYCH

Technika laserowa, otrzymywanie krótkich impulsów Praca impulsowa

Rezonatory ze zwierciadłem Bragga

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Temat: Promieniowanie atomu wodoru (teoria)

Lasery półprzewodnikowe. przewodnikowe. Bernard Ziętek

WYZNACZANIE STAŁEJ PLANCKA Z POMIARU CHARAKTERYSTYK PRĄDOWO-NAPIĘCIOWYCH DIOD ELEKTROLUMINESCENCYJNYCH. Irena Jankowska-Sumara, Magdalena Krupska

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

Wzmacniacze optyczne ZARYS PODSTAW

Wprowadzenie do optyki (zjawisko załamania światła, dyfrakcji, interferencji, polaryzacji, laser) (ćw. 9, 10)

Wzmacniacze optyczne

PODSTAWY FIZYKI LASERÓW Wstęp

CHARAKTERYSTYKA WIĄZKI GENEROWANEJ PRZEZ LASER

Wykład IV. Dioda elektroluminescencyjna Laser półprzewodnikowy

Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.

1. FALE ELEKTROMAGNETYCZNE: WŁASNOŚCI I PARAMETRY.

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Metody Optyczne w Technice. Wykład 5 Lasery i światłowody

Technika laserowa. dr inż. Sebastian Bielski. Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej PG

OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki

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

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE

Lasery półprzewodnikowe na złączu p-n. Laser półprzewodnikowy a dioda świecąca

39 DUALIZM KORPUSKULARNO FALOWY.

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL

UNIWERSYTET MARII CURIE-SKŁODOWSKIEJ W LUBLINIE

LASER RUBINOWY mgr.inż Antoni Boglewski

Badanie dynamiki rekombinacji ekscytonów w zawiesinach półprzewodnikowych kropek kwantowych PbS

Źródła światła w technice światłowodowej - podstawy

Techniki analityczne. Podział technik analitycznych. Metody spektroskopowe. Spektroskopia elektronowa

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Informacje ogólne. 45 min. test na podstawie wykładu Zaliczenie ćwiczeń na podstawie prezentacji Punkty: test: 60 %, prezentacja: 40 %.

PODSTAWY FIZYCZNE MEDYCZNYCH ZASTOSOWAŃ LASERÓW

ELEMENTY SIECI ŚWIATŁOWODOWEJ

Podsumowanie W11. Nierównowagowe rozkłady populacji pompowanie optyczne (zachowanie krętu atom-pole EM)

LASERY PODSTAWY FIZYCZNE część 1

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

Pomiar drogi koherencji wybranych źródeł światła

Elementy optoelektroniczne. Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego.

Technika laserowa, ośrodek czynny. Moc (bezpieczeństwo) Sposób pracy (ciągłe, impulsowe) Długość fali Ośrodek czynny Zastosowania

Podsumowanie W9. Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2003/04. wykład 12 1

Spis treści. Lasery Inne oblicze optyki. Kryteria podziału laserów. Kryteria podziału laserów... dr inż. Ireneusz Owczarek

WYZNACZENIE STAŁEJ PLANCKA NA PODSTAWIE CHARAKTERYSTYKI DIODY ELEKTROLUMINESCENCYJNEJ

Projekt NCN DEC-2013/09/D/ST8/ Kierownik: dr inż. Marcin Kochanowicz

Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki Politechniki Warszawskiej. Zakład Optoelektroniki

ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS

Natura światła. W XVII wieku ścierały się dwa, poglądy na temat natury światła. Isaac Newton

Inne oblicze optyki Lasery. Kryteria podziału laserów. Kryteria podziału laserów... Parametry laserów. Notatki. Notatki. Notatki.

interferencja, dyspersja, dyfrakcja, okna transmisyjne Interferencja

Optyka. Optyka geometryczna Optyka falowa (fizyczna) Interferencja i dyfrakcja Koherencja światła Optyka nieliniowa

Ćwiczenie 12 (44) Wyznaczanie długości fali świetlnej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej

I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE

Technologie laserowe w przemyśle:

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

Diody LED w samochodach

Światło fala, czy strumień cząstek?

OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki

POTENCJALNE ZAGROŻENIA WYNIKAJĄCE Z NIEWŁAŚCIWEGO KORZYSTANIA Z LASERÓW

Kryształy w życiu człowieka. Paulina Jamrozowicz kl. 3 Gimnazjum im. por. Andrzeja Buchmana ps. Korsak w Barcicach

Fizykochemiczne metody w kryminalistyce. Wykład 7

Badanie zjawisk optycznych przy użyciu zestawu Laser Kit

Laser półprzewodnikowy

Laserowe przyrządy pomiarowe w wygodny sposób zrewolucjonizowały budowanie, prace renowacyjne i konserwacyjne

Wielomodowe, grubordzeniowe

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Transkrypt:

LASERY wprowadzenie

LASERY SĄ WSZĘDZIE...

TROCHĘ HISTORII 1917 Einstein postuluje obecność procesów emisji wymuszonej (i kilka innych rzeczy ) 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

TROCHĘ HISTORII 1954 Townes uzyskuje po raz pierwszy generację i wzmocnienie fal EM na drodze emisji wymuszonej (MASER) 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

TROCHĘ HISTORII 1958 Townes i Schawlow pokazują teoretyczną możliwość akcji laserowej 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

TROCHĘ HISTORII 1960 Maiman uruchamia pierwszy LASER (rubinowy) 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

TROCHĘ HISTORII 1960 Ali Javan uruchamia pierwszy laser gazowy pracujący w sposób ciągły (He-Ne) 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

TROCHĘ HISTORII 1962 Robert Hall buduje pierwszy laser półprzewodnikowy 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

TROCHĘ HISTORII 1964 Kumar Patel uruchamia pierwszy laser CO 2 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

TROCHĘ HISTORII 1969 wykorzystanie lasera do pomiaru odległości Ziemia-Księżyc w czasie misji Apollo 11 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

TROCHĘ HISTORII 1970 Zhores Alferov - pierwszy heterozłączowy laser półprzewodnikowy 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

TROCHĘ HISTORII 1987 wzmacniacz światłowodowy EDFA (Desurvire, Giles and Payne, ORC Southampton) 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

TROCHĘ HISTORII 1996 Shuji Nakamura blue laser niebieski laser półprzewodnikowy 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

TROCHĘ HISTORII 2009 Mikhail Noginov pierwszy SPASER - Surface Plasmon Amplification by Stimulated Emission of Radiation 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

TROCHĘ HISTORII 2013 Uruchomienie lasera do fuzji jądrowej Lawrence Livermore National Laboratory 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

LASER nazwa mówi sama za siebie: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation czyli: Wzmacnianie Światła poprzez Wymuszoną Emisję Promieniowania kluczowe dla działania lasera są: ŚWIATŁO oraz EMISJA WYMUSZONA

ŚWIATŁO

ŚWIATŁO promień, fala czy cząstka? cząstka Isaac Newton (1642-1727) fala Christiaan Huygens (1629-1695) dualizm Louis de Broglie (1892-1987)

ŚWIATŁO Większość naukowców jest zgodna co do tego, że jest to promieniowanie elektromagnetyczne o długościach fal z zakresu od 1 nm to 1000 um, zakres widzialny to zaledwie 300 nm (pomiędzy 400 a 700 nm). DUV: 1-200 nm, UV: 200-400 nm, VIS: 400-700, NIR: 700-10000 nm, FIR: 10-1000 um

ODDZIAŁYWANIE ŚWIATŁA Z MATERIĄ planetarny model Bohra

ODDZIAŁYWANIE ŚWIATŁA Z MATERIĄ ABSORPCJA Kwant promieniowania o energii równej różnicy pomiędzy energiami poziomów energetycznych może zostać zaabsorbowany przez atom, który przechodzi w stan wzbudzony

ODDZIAŁYWANIE ŚWIATŁA Z MATERIĄ EMISJA SPONTANICZNA Atom w stanie wzbudzonym wypromieniowuje w sposób przypadkowy kwant światła o energii równej różnicy pomiędzy energiami poziomów energetycznych. Emitowane promieniowanie ma przypadkowy kierunek i fazę.

ODDZIAŁYWANIE ŚWIATŁA Z MATERIĄ EMISJA WYMUSZONA Atom w stanie wzbudzonym emituje pod wpływem kwantu promieniowania o energii równej różnicy pomiędzy energiami poziomów energetycznych kwant IDENTYCZNY z pobudzającym. Specyficzny efekt oddziaływania promieniowania z materią, przewidziany przez Einsteina w 1917, a potwierdzony eksperymentalnie w 1954.

ELEMENTY LASERA ośrodek aktywny rezonator optyczny dostarczanie energii

WŁAŚCIWOŚCI PROMIENIOWANIA LASEROWEGO 1. Kierunkowość emitowana wiązka promieniowania jest silnie kierunkowa, równoległa (prawie, bo podlega ograniczeniom dyfrakcyjnym) i niewidoczna z boku (przynajmniej teoretycznie)

WŁAŚCIWOŚCI PROMIENIOWANIA LASEROWEGO 2. Monochromatyczność emitowana wiązka promieniowania jest jednobarwna, szerokość spektralna linii typowych laserów wynosi od 1MHz (10 6 Hz) do 1GHz (10 9 Hz), szerokość pasma promieniowania słonecznego jest rzędu 10 15 Hz

WŁAŚCIWOŚCI PROMIENIOWANIA LASEROWEGO 3. Spójność (koherencja) stała zależność fazowa pomiędzy falami wyemitowanymi w różnych chwilach (spójność czasowa) oraz z różnych punktów źródła (spójność przestrzenna) określa zdolność do interferencji promieniowania koherencja brak koherencji

WŁAŚCIWOŚCI PROMIENIOWANIA LASEROWEGO 3. Spójność (koherencja) c.d. spójność czasowa spójność przestrzenna

WŁAŚCIWOŚCI PROMIENIOWANIA LASEROWEGO 3. Spójność (koherencja) c.d. Laser jest jedynym źródłem światła zachowującym spójność czasową i przestrzenną! Charakterystyczny, plamkowy charakter światła laserowego (z ang. speckle pattern) wynika właśnie ze spójności przestrzennej...

WŁAŚCIWOŚCI PROMIENIOWANIA LASEROWEGO 4. Gęstość mocy w ognisku lasera Laser CW o mocy 100 W, po skupieniu na powierzchni 10 um 2 daje gęstość mocy 10 TW/m 2, Słońce 1 kw/m 2 Laser impulsowy o energii 100 mj i impulsie 10 ns, daje moc w impulsie na poziomie 10 MW, która po skupieniu na powierzchni 10 um 2 daje gęstość mocy 1 EW/m 2 1 EW (eksawat) = 10 18 W = 1 000 000 000 000 000 000 (trylion) W! Taka moc wystarczy do wywołania przebicia elektrycznego powietrza czyli minipioruna w laboratorium...

RODZAJE LASERÓW LASERY GAZOWE Energia dostarczana do ośrodka aktywnego poprzez wyładowanie elektryczne laser He-Ne linie w zakresie podczerwieni i widzialnym, niewielka moc optyczna na poziomie kilkuset miliwatów laser argonowy linie w zakresie UV i niebiesko-zielonej części VIS, moce typowo na poziomie kilkunastu-kilkudziesięciu watów laser argonowo-kryptonowy linie RGB światło białe moce typowo na poziomie kilkunastu watów laser CO 2 akcja laserowa w zakresie podczerwieni 10.6 um moce na poziomie kw laser azotowy zakres UV, praca impulsowa, duże moce w impulsie (kw)

RODZAJE LASERÓW LASERY GAZOWE

RODZAJE LASERÓW LASERY CIECZOWE Pobudzane optycznie promieniowaniem laserowym laser barwnikowy barwniki organiczne (rodamina, fluoresceina, kumaryna itp.) w rozpuszczalnikach (glikol, alkohol metylowy, itp.) przestrajalne w szerokim zakresie spektralnym moce optyczne na poziomie pojedynczych watów,

RODZAJE LASERÓW LASERY PÓŁPRZEWODNIKOWE Energia dostarczana przepływem prądu elektrycznego przez złącze p-n spolaryzowane w kier. przewodzenia

RODZAJE LASERÓW LASERY PÓŁPRZEWODNIKOWE Parametry: moce od miliwatów do dziesiątek watów szeroki zakres spektralny szeroki zakres szerokości linii emisyjnych sprawności na poziomie kilkudziesięciu % Zastosowania: wyświetlacze, systemy oświetleniowe telekomunikacja (WDM) drukowanie, poligrafia obróbka materiałów układy pomiarowe, badania naukowe zapis informacji (CD,DVD, HD-DVD etc.) pompowanie optyczne medycyna czytniki kodów paskowych wskaźniki, poziomowanie, geodezja

RODZAJE LASERÓW LASERY PÓŁPRZEWODNIKOWE

RODZAJE LASERÓW LASERY CIAŁA STAŁEGO Ośrodek aktywny - dielektryk domieszkowany jonami aktywnymi, pobudzany optycznie lasery objętościowe wąskie linie w zakresie podczerwieni i widzialnym, moce optyczne CW od miliwatów do kilowatów, przestrajalne i nieprzestrajalne, lasery włóknowe akcja laserowa typowo w zakresie podczerwieni i VIS, moce optyczne CW na poziomie kilowatów, wysokie sprawności, mikrolasery akcja laserowa typowo w zakresie podczerwieni i VIS, moce optyczne CW na poziomie do setek miliwatów, wysokie sprawności,

RODZAJE LASERÓW LASERY CIAŁA STAŁEGO Źródła pompujące zwykle lasery półprzewodnikowe (pojedyncze lub całe panele laserów)

RODZAJE LASERÓW LASERY CIAŁA STAŁEGO

RODZAJE LASERÓW inne, mniej lub bardziej egzotyczne

RODZAJE LASERÓW inne, mniej lub bardziej egzotyczne NAJWIĘKSZY laser na świecie

RODZAJE LASERÓW inne, mniej lub bardziej egzotyczne NAJWIĘKSZY laser na świecie 192 wiązki!!! 2 MJ energii!!!

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ