Laserii

Trimis la data: 2002-06-10
Materia: Fizica
Nivel: Liceu
Pagini: 4
Nota: 7.34 / 10
Downloads: 4518
Autor: Mircea paun
Dimensiune: 73kb
Voturi: 353
Tipul fisierelor: doc
Acorda si tu o nota acestui referat:
Scurt istoric: În anii 1916 şi 1917,Albert Enstein şi-a continuat studiile asupra fizicii luminii arătînd că moleculele energizate corespunzător emit lumină de o singură culoare,monocromatică. În 1951 Charles Townes şi-a propus să producă microunde mai puternice cu ajutorul unui oscillator foarte mic.
0x08 graphic

Laserii - Dispozitive pentru amplificarea sau generarea undelor
electromagnetice din domeniul optic pe baza efectului de emisiune
fortata a sistemelor atomice care permite o concentrare a energiei
corespunzatoare unei temperaturi de zeci de mii de grade.

0x08 graphic
Scurt istoric: În anii 1916 si 1917,Albert Enstein si-a continuat
studiile asupra fizicii luminii aratînd ca moleculele energizate
corespunzator emit lumina de o singura culoare,monocromatica.

În 1951 Charles Townes si-a propus sa produca microunde mai puternice
cu ajutorul unui oscillator foarte mic. Lui Townes i-a venit ideea ca
moleculele de amoniac ar avea dimensiunile corespunzatoare pentru a
vibra cu viteza necesara. El a construit primul dispozitiv care
amplifica microundele prin emisie stimulata de radiatie si numea acest
dispozitiv MASER dupa initialele procesului (Microwave Amplification
by Stimulated Emission of Radiation.)

Atît Townes cît si alti oameni de stiinta s-au gîndit ca acelasi
principiu putea fi utilizat si la amplificarea luminii, desi
problemele de ordin tehnic erau mai dificile.

Biroul de brevete a acordat un credit pentru conceperea unui
dispozitiv de amplificare a luminii prin emisie stimulata de radiatie,
unui student licentiat de la Universitatea Columbia,Gordon Gould,care
a prezentat proiectul unui LASER pe 11 nov. 1957. În ciuda brevetului
primit, se considera ca primul laser utilizabil a fost construit de
Theodore Harold Maiman, în mai 1960 (laser cu rubin ).

0x08 graphic
0x01 graphic

Laserii sunt dispozitive cuantice de emisie si amplificare a radiatiei
în regiunile optica si cea a microundelor ce îsi bazeaza functionarea
pe interactiunea a doua sisteme fizice:câmpul electromagnetic dintr-o
cavitate rezonanta si mediul activ situat în aceeasi cavitate
rezonanta, format din atomi, ioni, molecule etc.

Prin excitarea mediului printr-un procedeu oarecare (ciocniri
electronice,transfer rezonant de energie, reactii chimice, câmpuri
electrice si magnetice) în mediul excitat se acumuleaza o mare
cantitate de energie electromagnetica,care în anumite conditii poate
fi eliberata prin emisie stimulata,sub forma radiatiei laser.

Clasificarea laserilor se poate face dupa:

* natura mediului activ (solid, lichid, gazos);
* puterea emisa;
* domeniul de lungimi de unda al radiatiei emise;
* modul de functionare(continua sau în impulsuri);

Laseri cu mediu activ solid

0x01 graphic

* Laserul cu rubin ( 0x01 graphic
cu impuritati de Cr 0x01 graphic
),laser cu trei nivele,emite o radiatie cu lungimea de unda de
6943A.

* Laserul cu patru nivele ,laserul cu ioni de neodim introdusi ca
impuritati în cristalul de 0x01 graphic
.
* Laserul cu sticla dopata cu neodim.

Acesti laseri lucreza în general în impulsuri de ordinul
milisecundelor eliberând energii cuprinse între 0,1 si 100 J. Laserii
cu mediu activ solid pot fi folositi pentru obtinerea impulsurilor
optice ultrascurte, cu intensitate de milioane de wati pe durate de
ordinul nanosecundelor.

* Laserii cu semiconductori

La aplicarea unei tensiuni electrice pe o jonctiune p-n, are loc
injectia de purtatori în jonctiune,recombinarea electronilor cu
golurile facândus-e cu emisie de fotoni.

Mediile active cele mai folosite pentru laserii cu semiconductori
sunt: GaAs, GaAlAs , GaP, InSb.Liniile emise de diferitii laseri cu
semiconductori se întind între 0,3-30 micrometri.

Laserii cu gaz

Functie de natura chimica a mediului activ, laserii cu gaz se împart
în trei categorii:

1. Laserii atomici au ca mediu activ gaze în stare atomica provenite
din substante monoatomice sau poliatomice prin disociere (laserul
cu heliu-neon, cu oxigen, cu azot). Acesti laseri emit linii
situate în infrarosu si vizibil.
2. Laserii ionici îsi bazeaza functionarea pe tranzitiile electronice
dintre nivelele ionice ale substantelor ionizate (laserul cu argon
ionizat, cu hologeni, cu azot, etc.). Acesti laseri emit linii în
principal în vizibil si ultraviolet.
3. Laserii moleculari au ca mediu activ un gaz în stare moleculara
sau vapori: 0x01 graphic
0x01 graphic
Liniile emise de acesti laseri se gasesc în majoritate în
infrarosu dar sunt cunoscute si în vizibil.

Laserii cu lichid.

Laserii cu lichid cei mai cunoscuti sunt cei cu chelati organici si
cei cu coloranti.

Mediul activ pentru laserii cu coloranti este format de o substanta
fluorescenta dizolvata într-un solvent (alcool).

Largimea spectrala a radiatiei emise este de ordinul sutelor de
angstromi, putînd fi selectata lungimea de unda dorita, deci laserul
este acordabil într-o banda larga.

Utilizari:

Laserii de diferite tipuri si-au gasit aplicabilitate în domenii
foarte variate,de la parcurile de distractii la armament.Deoarece
laserii produc fascicule de lumina de mare energie,cu lungimi de unda
specifice si care nu devin divergente atât de repede ca razele
naturale de lumina, ei pot fi utilizati pentru a transfera energia
într-un anumit punct, precis determinat.

Principalele domenii ale ingineriei în care se aplica laserul sunt:

* holografia si interferometria holografica;
* comunicatiile optice;
* calculatorul si optica integrata;
* producerea si diagnosticarea plasmei;
* separarea izotopilor;
* realizarea standardelor de timp si lungime;
* telemetria si masurarea de viteze;
* alinieri si controlul masinilor unelte;
* masurari de profile si nivele;
* controlul automat al masinilor;
* încalzirea materialelor fara schimbare de faza;
* topirea si sudarea metalelor;
* vaporizarea si depunerea de straturi subtiri;
* fotografia ultrarapida;
* fabricarea si testarea componentelor electronice;

Una dintre primele aplicatii ale laserului a fost taierea si sudarea,
atât în industrie cât si în practica medicala (în chirurgie,
oncologie, stomatologie, dermatologie, oftalmologie si endoscopie).

Cei ce se ocupa de industria militara spera sa poata utiliza puterea
de taiere si ardere a laserilor la arme. Iar altii, în ideea de a crea
noi surse energetice ale viitorului, încearca sa conceapa dispozitive
cu laser pentru a declansa reactia de fuziune a hidrogenului.

Deoarece devin foarte încet divergente, fascicolele laser pot fi
folosite pentru determinarea gradului de planeitate a unei
suprafete.Fermierii au întrebuintat laserii pentru a se asigura ca
ogoarele lor sunt plane, ceea ce le permite sa le protejeze de
eroziune.

De asemenea, laserii fac parte integranta din actuala revolutie
optica.Aceasta presupune înlocuirea dispozitivelor electronice cu
dispozitive fotonice. Dispozitivul fotonic utilizeaza fotoni în loc de
electroni, iar laserii sunt surse excelente de fotoni pentru multe
aplicatii. Desi principalele dispozitive fotonice aflate în prezent în
uz sunt retele de fibre optice de lunga distanta, multi oameni de
stiinta prevad aparitia în curând a computerelor fotonice.

Printre cele mai bizare se afla utilizarea unor fascicule laser care
se intersecteaza pentru a determina atomii aflati în punctual de
încrucisare sa stea pe loc. Printre cele mai obisnuite este folosirea
interferometriei laser pentru a localiza pozitiile exacte de pe
Pamânt; de exemplu exista posibilitatea ca laserii sa detecteze
microdeplasarile scoartei terestre care preced cutremurile.
Interferometrul poate fi ales ca instrument de detectare a distanteor
mici, de exemplu el poate detecta micile variatii de grosime ale
lentilelor.

Utilizînd o combinatie de laseri sau radar si interferometru,
vehiculele cosmice se pot autoghida cu mare precizie prin vastele
spatii interplanetare.

FIZICA ÎN COMUNICATII 0x01 graphic
Brie Lucian Calin IX-B

3

0x01 graphic
Home | Termeni si conditii | Politica de confidentialitate | Cookies | Help (F.A.Q.) | Contact | Publicitate
Toate imaginile, textele sau alte materiale prezentate pe site sunt proprietatea referat.ro fiind interzisa reproducerea integrala sau partiala a continutului acestui site pe alte siteuri sau in orice alta forma fara acordul scris al referat.ro. Va rugam sa consultati Termenii si conditiile de utilizare a site-ului. Informati-va despre Politica de confidentialitate. Daca aveti intrebari sau sugestii care pot ajuta la dezvoltarea site-ului va rugam sa ne scrieti la adresa webmaster@referat.ro.