Efectul laser
- 1. EFECTUL LASEREFECTUL LASER REFERAT LA FIZICREFERAT LA FIZIC REALIZAT DE SIMIONESCU RZVAN CLASA A XII-A TIIN鄭E PROFESOR COORDONATOR : GHI鄭 APOSTOL
- 2. Laserul este un dispozitiv optic care genereaz un fascicul coerent de lumin. Fasciculele laser au mai multe propriet i care le diferen iaz de lumina incoerent produs de exemplu de Soare sau de becul cu incandescen : monocromaticitate un spectru 樽n general foarte 樽ngust de lungimi de und; direc ionalitate proprietatea de a se propaga pe distan e mari cu o divergen foarte mic i, ca urmare, capacitatea de a fi focalizate pe o arie foarte mic; intensitate unii laseri sunt suficient de puternici pentru a fi folosi i la tierea metalelor. La origine termenul laser este acronimul LASER format 樽n limba englez de la denumirea light amplification by stimulated emission of radiation (amplificare a luminii prin stimularea emisiunii radia iei), denumire construit pe modelul termenului maser care 樽nseamn un dispozitiv similar, func ion但nd 樽n domeniul microundelor.
- 3. Principiile de func ionare ale laserului au fost enun ate 樽n 1916 de Albert Einstein, printr-o evaluare a consecin elor legii radia iei a lui Max Planck i introducerea conceptelor de emisie spontan i emisie stimulat. Aceste rezultate teoretice au fost uitate 樽ns p樽n dup cel de-al doilea rzboi mondial. n 1953 fizicianul american Charles Townes i, independent, Nikolai Basov i Aleksandr Prohorov din Uniunea Sovietic au reu it s produc primul maser, un dispozitiv asemntor cu laserul, dar care emite microunde 樽n loc de radia ie laser, rezultat pentru care cei trei au fost rsplti i cu Premiul Nobel pentru Fizic 樽n 1964. Primul laser func ional a fost construit de Theodore Maiman 樽n 1960 i avea ca mediu activ un cristal sintetic de rubin pompat cu pulsuri de flash. Primul laser cu gaz a fost construit de fizicianul iranian Ali Javan 樽n 1960 folosind un amestec de heliu i neon, care producea un fascicul cu lungimea de und de 1,15 亮m (infraro ul apropiat), spre deosebire de laserii actuali cu He-Ne care emit 樽n general 樽n domeniul vizibil, la 633 nm. Rom但nia a fost a patra ar din lume 樽n care s-au realizat laseri, 樽n urma unor cercetri 樽ntreprinse de un colectiv condus de Ion I. Ag但rbiceanu (fiul scriitorului Ion Ag但rbiceanu). Rezultatul lor a fost raportat 樽n 1961.
- 4. Primul laser
- 5. Laserul este un dispozitiv complex ce utilizeaz un mediu activ laser, ce poate fi solid, lichid sau gazos, i o cavitate optic rezonant. Mediul activ, cu o compozi ie i parametri determina i, prime te energie din exterior prin ceea ce se nume te pompare. Pomparea se poate realiza electric sau optic, folosind o surs de lumin (flash, alt laser etc.) i duce la excitarea atomilor din mediul activ, adic aducerea unora din electronii din atomii mediului pe niveluri de energie superioare. Fa de un mediu aflat 樽n echilibru termic, acest mediu pompat ajunge s aib mai mul i electroni pe strile de energie superioare, fenomen numit inversie de popula ie . Un fascicul de lumin care trece prin acest mediu activat va fi amplificat prin dezexcitarea stimulat a atomilor, proces 樽n care un foton care interac ioneaz cu un atom excitat determin emisia unui nou foton, de aceea i direc ie, lungime de und, faz i stare de polarizare. Astfel este posibil ca pornind de la un singur foton, generat prin emisie spontan, s se ob in un fascicul cu un numr imens de fotoni, to i av 但nd acelea i caracteristici cu fotonul ini ial. Acest fapt determin caracteristica de coeren a fasciculelor laser.
- 6. Rolul cavit ii optice rezonante, format de obicei din dou oglinzi concave aflate la capetele mediului activ, este acela de a selecta fotonii genera i pe o anumit direc ie (axa optic a cavit ii) i de a-i recircula numai pe ace tia de c樽t mai multe ori prin mediul activ. Trecerea fotonilor prin mediul activ are ca efect dezexcitarea atomilor i deci mic orarea factorului de amplificare optic a mediului. Se ajunge astfel la un echilibru activ, 樽n care numrul atomilor excita i prin pompare este egal cu numrul atomilor dezexcita i prin emisie stimulat, punct 樽n care laserul ajunge la o intensitate constant. Av樽nd 樽n vedere c 樽n mediul activ i 樽n cavitatea optic exist pierderi prin absorb ie, reflexie par ial, 樽mpr tiere, difrac ie, exist un nivel minim, de prag, al energiei care trebuie furnizat mediului activ pentru a se ob ine efectul laser. n func ie de tipul mediului activ i de modul 樽n care se realizeaz pomparea acestuia laserul poate func iona 樽n und continu sau 樽n impulsuri. Primul maser i primul laser func ionau 樽n regim de impulsuri. Caracteristicile fasciculului laser: Intensitate Monocromaticitate Direc ionalitate
- 7. Primul LASER cu gaz din Rom但nia
- 8. Utilizare: Metrologie Holografie Geologie, seismologie i fizica atmosferei Spectroscopie Fotochimie Fuziune nuclear Microscopie Aplica ii militare Medicin: bisturiu cu laser, 樽nlturarea tatuajelor, stomatologie, oftalmologie, acupunctur Industrie i comer : prelucrri de metale si materiale textile, cititoare de coduri de bare, imprimare Aplicatii industriale: sudarea cu laser, tierea cu laser, gravarea cu laser, marcare cu laser, crestarea cu laser, sinterizarea selectiv cu laser, sinterizarea prin sc但nteie cu laser. Comunica ii prin fibr optic nregistrarea i redarea CD-urilor i DVD-urilor