laser

2
Laserul este un dispozitiv optic care generează un fascicul coerent de lumină. Fasciculele laser au mai multe proprietăți care le diferențiază de lumina incoerentă produsă de exemplu de Soare sau de becul cu incandescență: monocromaticitate — un spectru în general foarte îngust de lungimi de undă; direcționalitate — proprietatea de a se propaga pe distanțe mari cu o divergență foarte mică și, ca urmare, capacitatea de a fi focalizate pe o arie foarte mică; intensitate — unii laseri sunt suficient de puternici pentru a fi folosiți la tăierea metalelor. La origine termenul laser este acronimul LASER format în limba engleză de la denumirea light amplification by stimulated emission of radiation (amplificare a luminii prin stimularea emisiunii radiației), denumire construită pe modelul termenuluimaser care înseamnă un dispozitiv similar, funcționând în domeniul microundelor. Principiile de funcționare ale laserului au fost enunțate în 1916 de Albert Einstein, printr-o evaluare a consecințelor legii radiației a lui Max Planck și introducerea conceptelor de emisie spontană și emisie stimulată. Aceste rezultate teoretice au fost uitate însă pînă după cel de-al doilea război mondial. În 1953 fizicianul american Charles Townes și, independent, Nikolai Basov și Aleksandr Prohorov din Uniunea Sovietică au reușit să producă primul maser, un dispozitiv asemănător cu laserul, dar care emite microunde în loc de radiație laser, rezultat pentru care cei trei au fost răsplătiți cu Premiul Nobel pentru Fizică în 1964. Primul laser funcțional a fost construit de Theodore Maiman în 1960 și avea ca mediu activ un cristal sintetic de rubin pompat cu pulsuri de flash. Intensitatea În funcție de tipul de laser și de aplicația pentru care a fost construit, puterea transportată de fascicul poate fi foarte diferită. Astfel, dacă diodele laser folosite pentru citirea discurilor compacte este de ordinul a numai 5 mW, laserii cu CO2 folosiți în aplicații industriale de tăiere a metalelor pot avea în mod curent între 100 W și 6000 W. În mod experimental sau pentru aplicații speciale unii laseri ajung la puteri mult mai mari; cea mai mare putere raportată a fost în 1996 de 1,25 PW (petawatt, 10 15 W). Monocromatie Majoritatea laserilor au un spectru de emisie foarte îngust, ca urmare a modului lor de funcționare, în care numărul mic de fotoni inițiali este multiplicat prin „copiere” exactă, producînd un număr mare de fotoni identici. În anumite cazuri spectrul este atît de îngust (lungimea de undă este atît de bine determinată) încît fasciculul își păstrează relația de fază pe distanțe imense. Aceasta permite folosirea laserilor în metrologie pentru măsurarea distanțelor cu o precizie extrem de bună, prin interferometrie. Aceeași calitate permite folosirea acestor laseri în holografie. Direcționalitate.În timp ce lumina unei surse obișnuite (bec cu incandescență, tub fluorescent, lumina de la Soare) cu greu poate fi transformată într-un fascicul paralel cu ajutorul unor sisteme optice de colimare, lumina laser este în general emisă de la bun început sub forma unui fascicul paralel. Aceasta se explică prin acțiunea cavității optice rezonante de a selecta fotonii care se propagă paralel cu axa cavității. Astfel, în timp ce un reflector obișnuit de lumină, orientat de pe Pămînt spre Lună, luminează pe suprafața Lunii o suprafață de aproximativ 27.000 km în diametru, fasciculul unui laser nepretențios cu heliu-neon luminează pe Lună o suprafață cu diametrul mai mic de 2 km. Folosind laseri mai performanți și avînd la dispoziție pe suprafața Lunii retroreflectoare (colțuri de cub, care reflectă lumina incidentă pe aceeași direcție) a fost posibilă determinarea cu foarte mare precizie a distanței de la Pămînt la Lună. Utilizare Metrologie Holografie Geologie, seismologie și fizica atmosferei Spectroscopie Fotochimie Fuziune nucleară Microscopie Aplicații militare Medicină: bisturiu cu laser, înlăturarea tatuajelor, stomatologie, oftalmologie, acupunctură Industrie și comerț: prelucrări de metale si materiale textile, cititoare de coduri de bare, imprimare

Upload: andrei-bunduchi

Post on 19-Nov-2015

215 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

mvbn

TRANSCRIPT

Laseruleste un dispozitivopticcare genereaz un fasciculcoerentdelumin. Fasciculele laser au mai multe proprieti care le difereniaz de lumina incoerent produs de exemplu deSoaresau debecul cu incandescen: monocromaticitate un spectru n general foarte ngust delungimi de und; direcionalitate proprietatea de a se propaga pe distane 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 folosii la tierea metalelor.La origine termenullaseresteacronimulLASERformat nlimba englezde la denumirealight amplification by stimulated emission of radiation(amplificare a luminii prin stimularea emisiunii radiaiei), denumire construit pe modelul termenuluimasercare nseamn un dispozitiv similar, funcionnd n domeniulmicroundelor.Principiile de funcionare ale laserului au fost enunate n1916deAlbert Einstein, printr-o evaluare a consecinelor legii radiaiei a luiMax Plancki introducerea conceptelor deemisie spontaniemisie stimulat. Aceste rezultate teoretice au fost uitate ns pn dup cel de-al doilea rzboi mondial.n 1953 fizicianul americanCharles Townesi, independent,Nikolai BasoviAleksandr ProhorovdinUniunea Sovieticau reuit s produc primul maser, un dispozitiv asemntor cu laserul, dar care emite microunde n loc de radiaie laser, rezultat pentru care cei trei au fost rspltii cuPremiul Nobel pentru Fizicn1964.Primul laser funcional a fost construit deTheodore Maimann1960i avea ca mediu activ un cristal sintetic derubinpompat cu pulsuri deflash.Intensitatea n funcie de tipul de laser i de aplicaia pentru care a fost construit, puterea transportat de fascicul poate fi foarte diferit. Astfel, dac diodele laser folosite pentru citireadiscurilor compacteeste de ordinul a numai 5mW, laserii cu CO2folosii n aplicaii industriale de tiere a metalelor pot avea n mod curent ntre 100 W i 6000 W. n mod experimental sau pentru aplicaii speciale unii laseri ajung la puteri mult mai mari; cea mai mare putere raportat a fost n1996de 1,25 PW (petawatt, 1015W).MonocromatieMajoritatea laserilor au un spectru de emisie foarte ngust, ca urmare a modului lor de funcionare, n care numrul mic defotoniiniiali este multiplicat prin copiere exact, producnd un numr mare de fotoni identici. n anumite cazuri spectrul este att de ngust (lungimea de und este att de bine determinat) nct fasciculul i pstreaz relaia de faz pe distane imense. Aceasta permite folosirea laserilor n metrologie pentru msurarea distanelor cu o precizie extrem de bun, prininterferometrie. Aceeai calitate permite folosirea acestor laseri nholografie.Direcionalitate.n timp ce lumina unei surse obinuite (bec cu incandescen, tubfluorescent, lumina de laSoare) cu greu poate fi transformat ntr-un fascicul paralel cu ajutorul unor sisteme optice de colimare, lumina laser este n general emis de la bun nceput sub forma unui fascicul paralel. Aceasta se explic prin aciunea cavitii optice rezonante de a selecta fotonii care se propag paralel cu axa cavitii. Astfel, n timp ce un reflector obinuit de lumin, orientat de pePmntspreLun, lumineaz pe suprafaa Lunii o suprafa de aproximativ 27.000km n diametru, fasciculul unui laser nepretenios cu heliu-neon lumineaz pe Lun o suprafa cu diametrul mai mic de 2km. Folosind laseri mai performani i avnd la dispoziie pe suprafaa Lunii retroreflectoare (coluri de cub, care reflect lumina incident pe aceeai direcie) a fost posibil determinarea cu foarte mare precizie a distanei de la Pmnt la Lun.Utilizare Metrologie Holografie Geologie,seismologieifizica atmosferei Spectroscopie Fotochimie Fuziune nuclear Microscopie Aplicaii militare Medicin: bisturiu cu laser, nlturarea tatuajelor, stomatologie, oftalmologie, acupunctur Industrieicomer: 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 scnteie cu laser. Comunicaiiprinfibr optic nregistrarea i redareaCD-urilor iDVD-urilor