lasery
lasery
profil spektrální čáry
doba života excitovaného stavu
▪ laser
Aplikovaná optika 2 - přednáška
metastabilní hladina
inverze stavu
stimulovaná emise
rezonátor
Vlastnosti spontánní emise
při přechodu elektronu mezi hladinami není vyzářena vlna o jediné frekvenci, ale vždy spektrální čára
určité šířky – souvislost s dobou existence τ excitovaného stavu (cca 1 ns)
Δλ je pološířka vyzářené čáry
jiný pohled na věc: při emisi dochází k postupnému
zatlumení oscilace, které foton vysílá – výsledkem je
příslušné vlnové klubko
Vlnová klubka
Většinu reálných vln není možné popsat jako monochromatické,
je ale možné popsat jako souhrn několika (mnoha) vln
monochromatických. Přímým důsledkem je skutečnost, že vlna
se již rozprostírá pouze v omezeném Intervalu prostoru.
průběh intenzity má složitější vyjádření, pro klubko se definuje
jeho koherenční délka jako
metastabilní hladiny a stimulovaná luminiscence
stimulovaná emise
Stimulovaná emise – laser
existence metastabilního stavu (1000 ns)
atomy jsou do excitovaných poloh přepraveny čerpáním (vzniká inverze stavu)
při první spontánní emisi se elektrony lavinovitě deexcitují, ale všechny se stejnou fází a frekvencí
délka rezonátoru ovlivňuje frekvence, s nimiž se vlny v něm mohou šířit,
stejně jako šířku vyzařovaného spektra
Laser je běžný typ (termo)emise, jen šikovně uzpůsobený
délka rezonátoru také ovlivňuje rozbíhavost svazku (jednotky stupňů),
odkud pramení intenzita laserů
kombinací spektrální šířky přechodu
a podélných módů rezonátoru vznikají
úzké spektrální charakteristiky laserů
vhodným nastavením filtrů lze všechny kromě centrálního módu potlačit
a laser se stává monochromatickým; nese si přitom s sebou koherenci
způsobenou stimulovanou emisí
Aplikovaná optika II – přednáška
LASERY
laser buzení režim použití
He-Ne
(N - CO2)
srážky (výboj) kontinuální, 632,8 nm
(kontinuální, 1060 nm)
základní laser
rubínový laser: Al2O3 - Cr optické čerpání
(ionizace)
pulzní, 694,3 nm odstranění tetování
velký výkon
Iontové l. : argonový
(kryptonový)
kontinuální, 488 nm, 514 nm
kontinuální, viditelná oblast koagulace sítnice
Nd:YAG optické čerpání pulzní, 1064 nm iridotomie
(výkon, velmi krátké pulzy)
polovodičové l.
GaAs
průchod proudu pulzní, 700-900 nm
(podle koncentrace příměsi: Al)
běžné použití
eximerové l.: ArF
KrF (XeF,…)
chemická reakce pulzní, 193 nm
pulzní, 248 nm (353 nm)
ablace, LASIK
dye lasery: rhodamin 6G,
stilben
laserem pulzní, 570-640 nm
pulzní, 390-435 nm
laditelné lasery
odstraňování m. znamének
laser s volným elektronem jiný
emise spontánní x stimulovaná, rezonátor
He-Ne laser
vlnová délka 632,8 nm, kontinuální,
výkon typicky do 50 mW
směs helia a neonu v evakuované trubici
buzení realizováno přiložením napětí a
zapálením výboje v trubici
čerpání ovlivňuje zejména He,
Ne získává energii srážkami