7/25/2019 Proiect fizica Laser

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-fizica-laser 1/8

LASERUL

 

Bîlu Gabriela – MădălinaGrupa 1711 C

  Academia Navală Mircea cel Bătrn

7/25/2019 Proiect fizica Laser

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-fizica-laser 2/8

La!erul e!te un di!p"#itiv "ptic care $enerea#ă un %a!cicul c"erent de lumină& 'a!ciculele la!er au maimulte pr"prietă i care le di%eren ia#ă de lumina inc"erentă pr"du!ă de e(emplu deț ț  S"are !au de beculcu incande!cen ăț )

•

m"n"cr"maticitate * un !pectru în $eneral %"arte în$u!t de lun$imi de undă+• direc i"nalitate * pr"prietatea de a !e pr"pa$a pe di!tan e mari cu " diver$en ă %"arte mică i,ț ț ț ș

ca urmare, capacitatea de a %i %"cali#ate pe " arie %"arte mică+• inten!itate * unii la!eri !unt !u%icient de puternici pentru a %i %"l"!i i la tăierea metalel"r&ț

La "ri$ine termenul la!er e!te acr"nimul LASER  %"rmat în limba en$le#ă de la denumirea Li$-tAmpli%icati"n b. Stimulated Emi!!i"n "% Radiati"n /0ampli%icare a luminii prin !timularea emi!iuniiradia iei2, denumire c"n!truită pe m"delul termenuluiț MASER  care în!eamnă un di!p"#itiv !imilar,%unc i"nnd în d"meniulț  micr"undel"r &

3n limba r"mnă %"rma de plural rec"mandată de dic i"nare e!teț  la!ere+ cercetăt"rii implica i înț

ace!t d"meniu pre%eră în!ă pluralul la!eri&

4!t"ric

5rincipiile de %unc i"nare ale la!erului au %"!t enun ate înț ț  161 de Albert Ein!tein, printr8"evaluare a c"n!ecin el"r le$ii radia iei a luiț ț  Ma( 5lanc9   i intr"ducerea c"nceptel"r deș  emi!ie!p"ntană  iș  emi!ie !timulată& Ace!te re#ultate te"retice au %"!t uitate în!ă pînă după cel de8al d"ileară#b"i m"ndial&

3n 16:; %i#icianul american C-arle! <"=ne!  i independent,ș   Ni9"lai Ba!"v  iș  Ale9!andr 

5r"-"r"v din Uniunea S"vietică au reu it !ă pr"ducă primul ma!er, un di!p"#itiv a!emănăt"r cu la!erul,ș

dar care emite micr"unde în l"c de radia ie la!er, re#ultat pentru care cei trei au %"!t ră!plăti iț ț

cu 5remiul N"bel pentru 'i#ică în 16>&

5rimul la!er %unc i"nal a %"!t c"n!truit deț  <-e"d"re Maiman în 16?  i avea ca mediu activ un cri!talș

!intetic de rubin p"mpat cu pul!uri de %la!-&

5rimul la!er cu $a# a %"!t c"n!truit de %i#icianul iranian Ali @avan în 16? %"l"!ind un ame!tecde -eliu  iș  ne"n, care pr"ducea un %a!cicul cu lun$imea de undă de 1,1: m / in%rar" ulș  apr"piat2, !prede"!ebire de la!erii actuali cu e8Ne care emit în $eneral în d"meniul vi#ibil, la ;; nm&

R"mnia a %"!t a patra ară din lume în care !8au reali#at la!eri,în urma un"r cercetăriț

întreprin!e de un c"lectiv c"ndu! de 4"n 4& A$rbiceanu /%iul !criit"rului 4"n A$rbiceanu2& Re#ultatull"r a %"!t rap"rtat în 161&

5rincipiul %unc i"nării la!eruluiț

1

7/25/2019 Proiect fizica Laser

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-fizica-laser 3/8

La!erul e!te un di!p"#itiv c"mple( ce utili#ea#ă un mediu activ la!er , ce p"ate%i !"lid, lic-id !au $a#"!, i "ș  cavitate "pticăre#"nantă& Mediul activ, cu " c"mp"#i ie i parametriț ș

determina i, prime te ener$ie din e(teri"r prin ceea ce !e nume teț ș ș  p"mpare& 5"mparea !e p"ate reali#aelectric !au "ptic, %"l"!ind " !ur!ă de lumină /%la!-, alt la!er etc&2 i duce la e(citarea at"mil"r dinș

mediul activ, adică aducerea un"ra din electr"nii din at"mii mediului pe niveluri de ener$ie !uperi"are&'a ă de un mediu a%lat înț  ec-ilibru termic, ace!t mediu p"mpat aun$e !ă aibă mai mul i electr"ni peț

!tările de ener$ie !uperi"are, %en"men numit inver!ie de p"pula ieț &Un %a!cicul de lumină care trece prin ace!t mediu activat va %i ampli%icat prin de#e(citarea!timulată a at"mil"r, pr"ce! în care un %"t"n care interac i"nea#ă cu un at"m e(citat determină emi!iaț

unui n"u %"t"n, de aceea i direc ie, lun$ime de undă, %a#ă i !tare de p"lari#are& A!t%el e!te p"!ibil caș ț ș

 p"rnind de la un !in$ur %"t"n, $enerat prin emi!ie !p"ntană, !ă !e "b ină un %a!cicul cu un număr imen!ț

de %"t"ni, t" i avînd acelea i caracteri!tici cu %"t"nul ini ial& Ace!t %apt determină caracteri!tica deț ș ț

c"eren ă a %a!ciculel"r la!er&ț

 R"lul cavită ii "ptice re#"nante, %"rmată de "bicei din d"uă "$lin#i c"ncave a%late la capeteleț

mediului activ, e!te acela de a !electa %"t"nii $enera i pe " anumită direc ie /ț ț a(a "ptică a cavită ii2 i deț ș

a8i recircula numai pe ace tia de cît mai multe "ri prin mediul activ& <recerea %"t"nil"r prin mediulș

activ are ca e%ect de#e(citarea at"mil"r i deci mic "rarea %act"rului de ampli%icare "ptică a mediului&ș ș

Se aun$e a!t%el la un ec-ilibru activ, în care numărul at"mil"r e(cita i prin p"mpare e!te e$al cuț

numărul at"mil"r de#e(cita i prin emi!ie !timulată, punct în care la!erul aun$e la " inten!itateț

c"n!tantă& Avînd în vedere că în mediul activ i în cavitatea "ptică e(i!tă pierderi prin ab!"rb ie,ș ț

re%le(ie par ială, împră tiere, di%rac ie, e(i!tă un nivel minim, de pra$, al ener$iei care trebuie %urni#atăț ș ț

mediului activ pentru a !e "b ine e%ectul la!er&ț

3n %unc ie de tipul mediului activ i de m"dul în care !e reali#ea#ă p"mparea ace!tuia la!erulț ș

 p"ate %unc i"na în undă c"ntinuă !au în impul!uri& 5rimulț  ma!er   i primul la!er %unc i"nau în re$im deș ț

impul!uri&

<ipuri de la!ere

Ba#ate pe %elul mediului %"l"!it,la!erele,!unt in $eneral cla!i%icate ca !"lide, $a#"a!e,!emic"nduct"are, !au lic-ide&

 La!ere !"lide

Cele mai c"mune la!ere au la "ri$inea l"r %ibrele de cri!tale de rubin !i ne"dim& Mănunc-iul de%ibre e!te %a!"nat la capete, prin !upra%eDe paralele !i ac"perite cu " pelicula nemetalică re%lectantă&

2

7/25/2019 Proiect fizica Laser

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-fizica-laser 4/8

La!ere !emic"nduct"are

Sunt cele mai c"mpacte la!ere, care !unt %"rmate din "ncDiuni intre !emic"nduct"are cu

 pr"pietăDi electrice di%erite& Ar!enidiu de $aliu e!te cel mai c"mun !emic"nduct"r %"l"!it& Mediul!emic"nduct"arel"r e!te e(citat prin aplicarea directă de8a lun$ul "ncDiunii&

Ace!te tipuri de la!er, "%eră cea mai mare putere la ieire in impul!uri de lumină /cu durata 1F 1?81:!ecunde2 i !unt %"l"!ite în !tudiul %en"menel"r %i#ice de durată !curtă& E(citarea at"mil"r din mediulla!er !"lid !e %ace prin de!cărcări electrice în tub cu (en"n, arcuri electrice !au lămpi cu vap"ri demetal& Gama de %recvenDa a lumini la!erului, trece de la in%rar"u la vi"let&

La!ere $a#"a!e

3

7/25/2019 Proiect fizica Laser

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-fizica-laser 5/8

Mediul activ al un"r a!t%el de la!ere p"ate %i din $a#e pure, ame!tec de $a#e !au c-iar vap"ri demetale, într–un tub cilindric de !ticlă !au de Huart#, cu d"uă "$lin#i paralele a%late la capetele tubului&Ga#ul la!erului e!te e(citat prin lumina ultra vi"letă, %a!cic"le de electr"ni, curent electric !au prinreacDii c-imice& La!erul cu mediu $a#"! de -eliu – ne"n e!te cel mai cun"!cut pentru înalta i !tabila lui%recvenDă, puritatea cul"rii i pentru cel mai !ubDire pr"%il al %a!cic"lului de lumină& La!erul cu mediul$a#"! de di"(id de carb"n e!te %"arte e%icient i e %"arte apreciat pentru cea mai puternică !i c"ntinuă

ra#a la!er& I met"dă ce permite " cretere de randament, e!te aceea de a m"nta vertical la!ereminiatură, în circuite electr"nice& I a!t%el de aplicaDie e!te %"l"!ită în te-nica vide" !i audi" di$itală/c"mpact di!92 i la imprimante la!er&

La!ere lic-ide

Cele mai utili#ate medii la!er lic-ide !unt mediile an"r$anice& Ele !unt e(citate cu lămpi %la!-,

în m"d pul!at"riu, !au cu la!ere cu $a#, cu %a!cicul c"ntinuu&

La!ere cu electr"ni liberi

4

7/25/2019 Proiect fizica Laser

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-fizica-laser 6/8

Ace!te la!ere %"l"!e!c electr"ni neataaDi de at"mi ce !unt e(citaDi prin unde ma$netice& Studiulace!tui tip de la!er a %"!t de#v"ltat încă din 1677 i a devenit un imp"rtant in!trument de cercetare&<e"retic a!t%el de la!ere, p"t ac"peri între$ !pectrul, de la in%rar"u la ra#e i !unt capabile !ă pr"ducăra#e de putere %"arte mare&

Aplica Dii

• 4ndu!trie

Ra#ele la!er puternice p"t %i %"cali#ate în !p"turi mici cu den!itate de putere en"rmă, ce p"t u"r încăl#i, t"pii !au vap"ri#a materiale intr8" manieră %"arte preci!ă& La!erele !unt %"l"!ite, de e(emplu în prelucrarea diamantel"r, a !culel"r !i di!p"#itivel"r !peciale, în micr"electr"nică, la !inteti#area un"r materiale i c-iar la c"ntr"lul %u#iunii nucleare& La!erele pul!ative %ac p"!ibilă %"t"$ra%ierea cu un timpde e(punere de cateva mili"nimi de !ecundă i p"t %i %"l"!ite la m"nit"ri#area depla!ării !c"arDeitere!tre, c"n!tituind aparaturi e%icace în determinarea p"luării aerului i in mă!urarea di!tanDel"r&

• Cercetare tinDi%ică

Jat"rită luminii m"n"cr"matice bine directi"nate, la!erele !unt %"l"!ite în te!tarea <e"riil"r 

RelativitaDii, în accelerat"arele de particule i prin mă!urarea !c-imbării !tăril"r materiei, !e p"t !tudia!tructuri at"mice i m"leculare& Cu aut"rul la!erel"r a putut %i determinată cu e(actitate vite#a luminii!i ! 8au e(ecutat reacDii c-imice %ără precedent&

• KtiinDă

Je"arece lumina la!erel"r e!te m"n"cr"matică i %"arte bine direcDi"nabilă,ele !unt %"l"!ite in!tudiul m"lecular al materiei,iar e(i!tenDa un"r materiale %"arte %ine p"ate %i a!t%el u"r determinată&

5

7/25/2019 Proiect fizica Laser

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-fizica-laser 7/8

• C"municaDiiLumina la!erului p"ate parcur$e " di!tanDă %"arte mare %ără !ă îi piardă din inten!itatea !emnalului&

Jin cau#a %recvenDei !ale,lumina la!erului p"ate tran!mite de e(emplu,de 1??? de "ri mai multe canalede televi#iune dect cele tran!mi!e de micr"unde&Au %"!t create %ibre "ptice capabile !ă tran!mităla!erul în indu!tria tele%"nică !au cea a c"mputerel"r&Mai !unt utili#ate i în indu!tria CJ pla.erel"r i aunităDil"r de !criere a in%"rmaDiei pe !up"rt multimedia JJ, BluRa. Ji!c&

•

MedicinăI ra#ă inten!ă de la!er p"ate tăia !au cauteri#a anumite De!uturi ,%ără a le a%ecta pe cele!ănăt"a!e&Au %"!t %"l"!ite în tratarea retinei i în cauteri#area va!el"r de !n$e rupte&<e-nicile pe ba#ala!erului au %"!t utili#ate pe!ntru te!te de lab"rat"r pe mici m"n!tre bi"l"$ice&

• ArmatăSi!temele de $-idare a rac-etel"r,a navel"r i a !ateliDil"r au la ba#ă la!erul& Utili#area undel"r la!er 

au %"!t %"l"!ite în di!tru$erea rac-etel"r dumane de către !i!temul de%en!iv al lui R"land Re$an din16;&Abilitatea re$lării la!erel"r p"ate de!c-ide n"i per!pective în !epararea i."t"pil"r în c"n!trucDiade arme nucleare&

Caracteri!ticile %a!ciculului la!er 

• 4nten!itate3n %unc ie de tipul de la!er i de aplica ia pentru care a %"!t c"n!truit, puterea tran!p"rtată deț ș ț

%a!cicul p"ate %i %"arte di%erită& A!t%el, dacă di"dele la!er %"l"!ite pentru citirea di!curil"r c"mpacte e!tede "rdinul a numai : m, la!erii cu CIF %"l"!i i în aplica ii indu!triale de tăiere a metalel"r p"t avea înț ț

m"d curent între 1?? i ??? & 3n m"d e(perimental !au pentru aplica ii !peciale unii la!eri aun$ș ț

la puteri mult mai mari+ cea mai mare putere rap"rtată a %"!t în 166 de 1,F: 5 /peta=att, 1?1: 2&• M"n"cr"maticitateMa"ritatea la!eril"r au un !pectru de emi!ie %"arte în$u!t, ca urmare a m"dului l"r de %unc i"nare,ț

în care numărul mic de %"t"ni ini iali e!te multiplicat prin 0c"piere e(actă, pr"ducînd un număr marețde %"t"ni identici& 3n anumite ca#uri !pectrul e!te atît de în$u!t /lun$imea de undă e!te atît de binedeterminată2 încît %a!ciculul î i pă!trea#ă rela ia de %a#ă pe di!tan e imen!e& Acea!ta permite %"l"!ireaș ț ț

la!eril"r în metr"l"$ie pentru mă!urarea di!tan el"r cu " preci#ie e(trem de bună, prinț  inter%er"metrie&Aceea i calitate permite %"l"!irea ace!t"r la!eri înș  -"l"$ra%ie&

• JirecDi"nalitate3n timp ce lumina unei !ur!e "bi nuite /ș  bec cu incande!cen ăț , tub %lu"re!cent, lumina de la S"are2

cu $reu p"ate %i tran!%"rmată într8un %a!cicul paralel cu aut"rul un"r !i!teme "ptice de c"limare,lumina la!er e!te în $eneral emi!ă de la bun început !ub %"rma unui %a!cicul paralel& Acea!ta !e e(plică prin ac iunea cavită ii "ptice re#"nante de a !electa %"t"nii care !e pr"pa$ă paralel cu a(a cavită ii&ț ț ț

A!t%el, în timp ce un re%lect"r "bi nuit de lumină, "rientat de peș  5ămînt !pre Lună, luminea#ă pe

!upra%a a Lunii " !upra%a ă de apr"(imativ F7&???ț ț  9m în diametru, %a!ciculul unui la!er nepreten i"! cuț-eliu8ne"n luminea#ă pe Lună " !upra%a ă cu diametrul mai mic de Fț  9m& '"l"!ind la!eri mai per%"rman i i avînd la di!p"#i ie pe !upra%a a Lunii retr"re%lect"are /c"l uri de cub, care re%lectăț ș ț ț ț

lumina incidentă pe aceea i direc ie2 a %"!t p"!ibilă determinarea cu %"arte mare preci#ie a di!tan ei deș ț ț

la 5ămînt la Lună&

6

7/25/2019 Proiect fizica Laser

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-fizica-laser 8/8

Bibli"$ra%ie

• -ttp!)OOr"&=i9ipedia&"r$O=i9iOLa!er • -ttp)OO===&pre%eratele&c"mOd"c!O%i#icaO1Ola!erul8:&p-p• -ttp!)OOr"&!cribd&c"mOd"cO>>F6766OE%ectul8LASER8Aplicatii8Si8<ipuri8de8La!ere

7