Laseri ehitus ja tööpõhimõte Laseri põhiline osa on peeglite vahele paigutatud pöördhõive seisundis keskkond. Lihtsaimal juhul liigub valgus optiliselt aktiivses keskkonnas edasitagasi, kusjuures üks peeglitest on osaliselt läbipaistev, mille kaudu siis laserkiir laserist väljubki. Sobiva lainepikkusega valgus võimendub optiivselt aktiivses keskkonnas. Peeglite tõttu läbib valgus võimendavat keskkonda korduvalt ning seetõttu võimendub mitu korda. Osa valgusest läbib poolpeeglit ning väljub laserkiirena.
Metastabiilsus-pikaaeline tase(kahvatu kiirgus)kvantsiirde jooksul-võngub elektron aatomis erinevate leiulainete vahel.ergastatud kvantseisund püsib -10astmes-9....10astmel- 8sek.,metastab -10astmel-3s luminestsents-*külm helendus *tahkiste,vedelike,või gaaside mittesoojuslik helendus ultravalguse,elektronkimbu,keemilise reaktsiooni vms toimel*luminofoorid- luminestsentsvalgust kiirgavad ained(nt:org.värvained,väixeid lisandihulki sisaldavad anorg.ained) *kristallfosfoorid-väikesed lisandihulki sisald.ained (ZnS,Cu) *luminests.footonid tekivad siiretel lisandiaatomis või ioonis *kristallfosfoorid katavad luminests.lampide,teleri,arvutikuvari ekraanide sisepinda !!!!1.kui footon energiaga hf=Ek-Em tabab aatomit ergastustasemel Ek stimuleerib ta aatomit kiirgama.stimuleeritav ja kiiratud footon on omavahel koherentsed(teineteise koopiad) !!! 2.Kiirguslikud siirded (aatomi vm kvantsüst.energiatasemete vahel):1.footoni neeldumine2.vaba ehk...
TRADITSIOONILISE LASERI TÖÖPÕHIMÕTE Laseri tööpõhimõte seisneb pöördhõive tekitamises optilisse resonaatorisse paigutatud aines. Traditsioonilise laseri puhul kasutatakse laserkiire tootmiseks üldjuhul nelja gaasi (CO2, N2, O2 ning He või Ar olenevalt konkreetsest laserist). Kõik gaasid asuvad eraldi pudelites laserseadme kõrval. Läbi seadmevälise trassi suunatakse gaasid spetsiaalsesse gaasimikserisse, kus nad segatakse kindlaksmääratud vahekorras. Seejärel juhitakse gaasisegu spetsiaalse puhuri abil turbiini, mis annab segule suure kiiruse
Stimuleeritud kiirgumine toimub juhul kui kvandi energia on sama suur kui osakese ergastatud ja põhioleku energiate erinevus. · Kiirguse neeldumine on stimuleeritud kiirguse tekkega konkureeriv protsess. Neeldumise tulemusel viiakse osakesed (tagasi) ergastatud olekusse. · Kiirgus saab võimenduda, kui stimuleeritud kiirguse teke ületab kiirguse neeldumist. See on võimalik ainult juhul, kui ergastatud olekus on rohkem osakesi kui põhiolekus pöördhõive. · Pöördhõive saavutatakse pumpamise abil. LASERITE TÜÜBID Lasereid jagatakse tööreziimi, ergasti ja kiirguri järgi. · alalislaserid · välklaserid (impulsslaser) o neodüümlaser · tahkislaser- kiirgurkeha on monokristall või klaasplokk, elementaarkiirgurid on lisandiioonid või värvustsentrid. Tahkislaserid on enamasti mõõduka kasuteguriga, kuid võimsad välkelaserid, mis genereerivad peamiselt spektri nähtavas ja
Sundkiirgus: valgusvoog on tugevnenud. Spontaansel kiirgusel: on üks footon, aga sundkiirgusel on kaks footonit. Neile langeb footonite kiirgusvoog, siis iga stimuleeritud kiirgussiire annab voogu ühe footoni juurde, seega spontaanse kiirguse kiirgusvoog nõrgenes ja sundkiirgusel võimenes. 31. Mida mõistetakse energitasemete hõive all? Lk 76 Energiatasemete hõive all mõistetakse tavahõivet ja pöördhõivet 32. Milline on tavahõive ja milline pöördhõive? Lk 77 Tavahõive: tavaolukorras moodustavad alati lõviosa energiavaesemad footoneid neelavad aatomid . Pöördhõive: kiirgusvõimeliste ergastatud aatomite ülekaal saavutatakse kunstlikult. 33. Kuidas on moodustunud sõna laser? Lk 77 Sõna laser on lühend inglisekeelseist sõnadest "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" (valguse võimendamine stimuleeritud kiirguse varal). 34. Milles seisneb laseri kui valgusallika omapära? Lk 77
tasemetel. Elektronide niisugust jaotust nimetatakse pööratud jaotuseks. Ergastatud aatomite indutseeritud üleminekul kõrgemalt energiatasemelt madalamale tekib kiirgus, mis on indutseeriva kiirgusega identne nii lainepikkuse, levimissuuna, polarisatsiooni kui ka faasi poolest. Sellepärast on tekkiv kiirgus ergastamisviisist sõltumatult koherentne.[1] Põhilised osad: 1. Optiliselt aktiivne keskkond 2. Energia pöördhõive loomiseks 3. Peegel 4. Poolpeegel 5. Laserikiir Laseri põhiline osa on peeglite vahele paigutatud pöördhõive seisundis keskkond. Lihtsaimal juhul liigub valgus optiliselt aktiivses keskkonnas edasi-tagasi, kusjuures üks peeglitest on osaliselt läbipaistev, mille kaudu laserkiir laserist väljubki. Sobiva lainepikkusega valgus võimendub optiivselt aktiivses keskkonnas. Peeglite tõttu läbib valgus võimendavat keskkonda korduvalt ja seetõttu võimendub mitu korda. Osa valgusest
Tekib koherentne valgus. Metastabiilne seisund-aine olek ühes faasis selliste p ja T väärtuste juures, kus ta peaks olema teises faasis. Näiteks vesi üle 100*C normaalrõhul (ülekuumenenud vesi) või vesi alla 0*C normaalrõhul (allajahtunud vesi). Metastabiilne seisund ei säili lõpmata kaua. Tavahõive-Tavaolukorras moodustavad alati lõviosa energiavaesemad, footoneid neelavad aatomid Nm>>Nk Sellisesaatomkonnas on on ülekaalus footonite neeldumine. Pöördhõive ehk pööratud jaotus on füüsikaline nähtus ergastatud mikroosakeste süsteemis, näiteks aatomite kogumis, kus mikroosakesed saavad omandada teatud kindlaid energiatasemeid (neid kirjeldab kvantmehaanika). Soojustasakaalu tingimustes toimub tavahõive vastavalt Boltzmanni statistika jaotusfunktsioonile. Pöördhõive korral aga on mikroosakeste kogumis kõrgemal energiatasemel olevaid osakesi rohkem kui madalama energiatasemega osakesi,
luminestsentlamp, neoontoru jt) selle poolest, et kiirgab kitsaid (suunatud) valguskimpe, mis on koherentsed, monokromaatsed ja võivad olla ülieredad. Laserikiirt saab ülimalt koondada ruumis (ülipeeneks m suurusjärgus valgustäpiks) ja ajas (piko- koguni femtosekundi 10 -12 10-15 s suurusjärgus välkeks e impulsiks). 3. Laseri ehitus Joonis 1. 1) Aktiivaine 2) Pump vajalik pöördhõive tekitamiseks (laseri "süütamine") 3) Peegel 4) Poolläbilaskev peegel (3 ja 4 koos resonaator) 5) Laserkiir 4. Laseri tööpõhimõte Laseri tööpõhimõte seisneb selles, et on pump, mis tekitab elektrivälja. Elektriväljas kiirendatud elektronide põrgetel aatomitega (aktiivaine) toimub viimaste üleminek ergastatud seisundisse. Aktiivaineks on Ne ja He. Ergastatud osakesed hakkavad liikuma erinevatele energianivoodele (joonis 2.)
Tekib koherentne valgus. f 2f 11.Energiatasemete tavahõiveTavaolekus on aines ülekaalus madalamal energiatasemel olevad aatomid PöördhõiveÜlekaalus on stimuleeritud kiirgus.Üle poole aatomitest on kõrgemal energiatasemel. Tavahõive Pöördhõive Em Em Ek Ek 12.Spontaanne vs. Stimuleeritud kiirgus Spontaanse kiirguse korral läheb aatom ise enesest kõrgemalt madalamale energiataseme Stimuleeritud kiirguse korral aga elektromagnetvälja mõjul. Spontaanse kiirguse korral ei kiirgu koherentne valgus
Spontaanne ehk vabakiirgus tekib aatomi iseenesliku siirdega kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele. 23. Kuidas tekib stimuleeritud ehk sundkiirgus? Stimuleeritud ehk sundkiirgus tekib siis, kui aatom on juba kõrgemal energiatasemel. Sel juhul sunnitakse elektron võnkuma madalama ja kõrgema seisundi vahel, seejuures kiiratakse teine footon sama energiaga. Nii kulgeb aatomist edasi 2 ühesugust footonit. 24. Millal tekib tava-, millal pöördhõive? Tavaolukorras moodustavad alati suurema osa energiavaesemad, footoneid neelavad aatomid. See on tavahõive. Selles toimuvad vähesed kiirgussiirded on valdavalt spontaansed. Kui kunstlikult õnnestub saavutada ergastatud aatomite ülekaal, on tegemist pöördhõivega ning kiirgussiirded on enamasti stimuleeritud. 25. Mis on laserid? Laser on seade valguse saamiseks, kus kasutatakse optilist võimendust footonite stimuleeritud kiirgumise läbi. 26
● Dielektriklaser- spektroskoopias, värvlaserite pumpamiseks Kasutusalad ● Fotokeemia ● Interferomeetrias- mõõdab vahepikkuste ja keskkondade erinevusi ● Militaartehnoloogias- kauguste või sihtmärgi määramiseks, kaitsemeetmeteks, kommunikatsiooniks ja suunatud energia relvadeks. ● Laserlõikus ● Laser valgusshow ● Mikro- ja nanopindade töötlemine- silmakirurgias ja nahahaiguste ravimisel Ehitus 1. Optiliselt aktiivne keskkond 2. Energia pöördhõive loomiseks 3. Peegel 4. Poolpeegel 5. Laserikiir Videod: http://www.youtube.com/watch?v=woiTedSKPrk - laserite ehitus http://www.youtube.com/watch?v=oUEbMjtWc-A - mida laser teeb? http://www.youtube.com/watch?v=8v2YLjQsdu8 -kuidas teha ise laserit http://www.youtube.com/watch?v=uwk-XskXCI4 -lasershow Tänan!
26. Tavaolukorras moodustavad alati suurema osa energiavaesemad, footoneid neelavad aatomid. See on tavahõive. Selles toimuvad vähesed kiirgussiirded on valdavalt spontaansed. Kui kunstlikult õnnestub saavutada ergastatud aatomite ülekaal, on tegemist pöördhõivega ning kiirgussiirded on enamasti stimuleeritud. 27. Laserid on eriliiki valgusallikad, milles rakendatakse stimuleeritud kiirgust ja mis kiirgavad koherentvalguse kitsaid kimpe. 28. Laserites saavutatakse pöördhõive kasutades abitasemeid, mille kaudu saab kuhjata aatomeid kõrgemale tasemele. 29. Laserite kiirgus on koherentne, monokromaatne, suunatud kitsasse vihku ja võib küündida ülivõimsusteni. 30. Lasereid kasutatakse kõiges, kus on vaja selliste omadustega kiirgust nagu laserid toodavad. Näiteks laserplaadid, laserprinterid, meditsiinis laserskalpellid jne. Lisaks veel teadustöös laserspektroskoopias. 31. Pooljuhtlaser - valgusdiood, mis annab koherentvalgust. Gaaslaser
Stimuleerib ja kiiratud footon on omavahel koherentsed, teineteise täpsed koopiad. · Aatomi vm kvantsüst energiatasemete vahel on võimalikud 3 liiki kiirguslikud siirded: footoni neeldumine, vaba-e spontaanne kiirgus ja stimuleeritud kiirgus. Footoni sansid ergastamata aatomis neelduda ja ergastatud aatomit kiirgama sundida on võrdsed. · Aatomite kogumi tavaolekus on ergastamata aatomeid palju rohkem kui ergastatuid. Pöördhõive seisundis on mõne tasemepaari hõivatus vastupidine: kõrgem tase on asustatum. · Pöördhõivestatud aatomite kogumis ületab stimuleeritud kiirgusaktide sagedus neeldumisaktide oma.
nimetama veel paljusid nimesid. Niigi oli ta "hilinenud" tervelt nelikümmend aastat, sest laseri aluseks olevale stimuleeritud kiirguse olemasolleu looduses näitas teoreetiliselt Albert Einstein juba Esimese maailmasõja ajal (1916.a.). Nähtavasti on aga tõsi seegi, et siiski kõige esmalt välgatasid õiged mõtted laseri loomiseks ja laiaks rakenduseks just Gordon Gouldi peas unetul sügisööl 1957. Aastal. Laseri ehitus 1. Aktiivaine 2. Pump vajalik pöördhõive tekitamiseks (laseri "süütamine") 3. Peegel 4. Poolläbilaskev peegel (3 ja 4 koos resonaator) 5. Laserkiir Laseri sünteetiline rubinnikristall töödeldaksesilindriks, mille telje pikkus tublisti ületab läbimõõtu.Veel on oluline, et ta asetatakse teljega risti rihitud tasaparalleelsete peeglite vahele, optilisse resonaatorisse. Kiirgurkristalli telje suhtes kaldu levivad footonid väljuvad peagi
rohkem elektrone kui väiksemale energiale vastavatel tasemetel. Elektronide niisugust jaotust nimetatakse pööratud jaotuseks. Ergastatud aatomite indutseeritud üleminekul kõrgemalt energiatasemelt madalamale tekib kiirgus, mis on indutseeriva kiirgusega identne nii lainepikkuse, levimissuuna, polarisatsiooni kui ka faasi poolest. Sellepärast on tekkiv kiirgus ergastamisviisist sõltumatult koherentne. [1]Laseri põhiline osa on peeglite vahele paigutatud pöördhõive seisundis keskkond. Lihtsaimal juhul liigub valgus optiliselt aktiivses keskkonnas edasi-tagasi, kusjuures üks peeglitest on osaliselt läbipaistev, mille kaudu laserkiir laserist väljubki.Sobiva lainepikkusega valgus võimendub optiivselt aktiivses keskkonnas. Peeglite tõttu läbib valgus võimendavat keskkonda korduvalt ja seetõttu võimendub mitu korda. Osa valgusest läbib poolpeeglit ning väljub laserkiirena.Selleks, et võimendavas keskkonnas püsiks pöördhõive, on sinna vaja
Laser: valgusallikas, kus toimub aatomite sunnitud kiirgamine, kusjuures tekkiv valgus on rangelt koherentne ning kitsalt suunatud. Kiirgamise tingimused: aatom peab olema kõrgemal nivool, ergastamine- aatomitele energ andmise teel nende viimine kõrgemasse energia olekusse, ergastamise viisid: soojendamine, elektriväljas kiirendatud elkt, eksotermiselt, fotoluminestsents- valgusega erg. Kiirgamise iseloom: spontaanne- iseeneslik kiirgus, stimuleeritud- sunnitud kiirgus. Pöördhõive: ergastatud aatomeid on kiirgavas aines rohkem kui ergastamata aatomeid.
Mirell Lattik ja Simona Sulbi Kanepi 2010 · Light (valgus) · Amplification (võimendus) · Stimulated (stimuleeritud) · Emission (levitamine) · Radiation (kiirgus) Mis, Kuidas, Milleks ??? · Laser on (stimuleeritud kiirgusel põhinev) tehisvalgusallikas, mis eristub teistest valgusallikatest, tavavalgustitest sellepoolest, et kiirgab kitsaid (suunatud) valguskimpe, mis on koherentsed, monokromaatsed ja võivad olla ülieredad. · Laseri tööpõhimõte seisneb pöördhõive tekitamises optilisse resonaatorisse paigutatud aines. · Objektide mõjutamine laserikiirgusega: intensiivne, koondatud laserikiir võib objekti sulatada, aurustada, pihustada või plasmastada, orgaanilisi aineid koaguleerida või söestada. Objekte mõjutatakse näiteks laserkirurgias, lasertöötluses (lõikamisel, mulgustamisel, keevitamisel), termotuumaenergeetikas (kütuse viimiseks tiheda kuuma plasma seisundisse) ja laserrelvastuses.
LASERITE KASUTUSALA Helen Hunt Grete Laane XII B Mis on laser? On tehisvalgusallikas. Laser (valguse võimendumine stimuleeritud kiirguse kaudu) on seade, mis võimaldab kiirata kitsaid, koherentseid ja monokromaatilisi valguskimpe (võivad olla ülieredad). Laseri abil saadakse stimuleeritud kiirgus. Laseri tööpõhimõte seisneb pöördhõive tekitamises optilisse resonaatorisse paigutatud aines. Laserite kasutusala Tööstuses materjalide täpseks lõikamiseks, laserkeevituseks. Elektroonikas CDseadmetes, laserprinterites, laserhiirtes, laserskännerites, lasersihikutes. Meditsiinis hambaravi, silmalõikused, laserkirurgia, laserteraapia. Meelelahutuses holograafias, visuaalkunstis Laserite kasutusala Sõjaväes Sidetehinka valguskaablid
Niisuguste molekullaserite kasutegur on 10-30%. Gaaslaseritega on saadud valguse seni ületamatud koherentsus, monokromaatilisus ja suunatus. Võimsamad ja suurimad gaaslaserid on jugalaserid ehk gaasidünaamilised laserid (võimsus 104-105 W). Neis lastakse tuline aktiivgaas läbi düüside ülehelikiiruslikult paisuda, kusjuures ta järsult (adiabaatiliselt) jahtub. Gaasi (enamast CO2) molekulide madalamad võnketasemed tühjenevad seejuures kõrgemaist kiiremini, tekib pöördhõive. On leitud, et heeliumi ja neooni teatud vahekorras segu võib tekitada laserefekti. Seejuures asub gaas torus sobivate peeglite vahel. Gaasiaatomeid saab ergastada (kutsuda esile pööratud jaotuse), kui tekitada gaasisambas elektrilahendus. Kümnest osast heeliumist ning ühest osas neoonist koosnevas gaasisegus on võimalik esile kutsuda selline laserefekt, mille tulemusena kiirgub laserivalgust punases lainealas. Et gaasisegu kiirgab piisavalt, siis on seadme kiirgusvõimsus
Kirjelda laseri ehitust ja tööpõhimõtet Laseri põhilised osad: optiliseks aktiivne keskkond, peegel, poolpeegel, laserkiir. Pump ergastab aatomeid/molekule. Seejärel toimuvad spontaanne kiirgumine, stimuleeritud kiirgumine ja kiirguse neeldumine. Neeldumise tulemusel viiakse osakesed tagasi ergastatud olekusse. Kiirgus saab võimenduda, kui stimuleeritud kiirguse teke ületab kiirguse neeldumise, mis on võimalik ainult juhul, kui ergastatud olekus on rohkem osakesi kui põhiolekus. Pöördhõive Füüsikaline nähtus ergastatud mikroosakeste süsteemis, kus ...
Laser Kortsude silumine Mis on laser? Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) valguse võimendumine stimuleeritud kiirguse kaudu · on seade, mis võimaldab kiirata kitsaid, koherentseid ja monokromaatilisi valguskimpe. Tööpõhimõte · seisneb pöördhõive tekitamises optilisse resonaatorisse paigutatud aines · Laseri abil saadakse stimuleeritud kiirgus · Laserkiire omadused: monokromaatilisus, koherentsus, vähene hajuvus, suur võimsus Kortsude silumine · Toimib Cu-laseri kaudu- vaskaurude laser, mis kiirgab kindla lainepikkusega kollaseid (lainepikkusega 578,2 nanomeetrit) ja rohelisi kiiri (510,6 nm) · Nimelt laseb pealmine nahakude kiirgust läbi, alumised nahakihid aga tõmbuvad selle
Laser Laser (Ligth Amplification by Stimulated Emission of Radiation - valguse võimendumine stimuleeritud kiirguse kaudu) on seade, mis võimaldab kiirgata kitsaid, koherentseid ja monokromaatilisi valguskimpe. Laseri abil saadakse stimuleeritud kiirgus. Laseri tööpõhimõte seisneb pöördhõive tekitamises optilisse resonaatorisse paigutatud aines. Laseri ehitus Laseri sünteetiline rubiinkristall töödeldakse silindriks, mille telje pikkus ületab tublisti läbimõõtu. Veel on oluline, et ta asetatakse teljega risti rihitud tasapatalleelsete peeglite vahele, optilisse resonaatorisse. Kiirgurkristalli telje suhtes kaldu levivad footonid väljuvad peagi kristallist, kuid telje suunas kiirgunud footonid stimuleerivad üha uusi ja uusi egastanud kroomiioone
................................................... 9 3 Mis on laser? Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation valguse võimendumine stimuleeritud kiirguse kaudu) on seade, mis võimaldab kiirata kitsaid, koherentseid ja monokromaatilisi valguskimpe. Laseri abil saadakse stimuleeritud kiirgus. Laseri tööpõhimõte seisneb pöördhõive tekitamises optilisse resonaatorisse paigutatud aines. Laseri tüübid Lasereid jagatakse tööreziimi, ergasti ja kiirguri järgi. · alalislaserid · välklaserid (impulsslaser) o neodüümlaser · tahkislaser o rubiinlaser o kristall-laser · gaaslaser o argoon-laser o heelium-neoon laser o krüptoonlaser · süsinikdioksiidlaser · eksimeerlaser · vedeliklaserid
korpuskulaarkiiritusega. Elementaarkiirgureiks on neis aatomid, ioonid või molekulid. Molekullasereis rakendatakse võnkeseisunditevahelisi siirdeid. Gaaslaseritega on saadud valgus suur koherentsus, monokromaatilisus ja suunatus. Võimsamad ja suurimad gaaslaserid on jugalaserid. Neis lastakse tuline aktiivgaas läbi düüside ülehelikiiruslikult paisuda, kusjuures ta järsult jahtub. Gaasimolekulide madalamad võnketasemed tühjenevad seejuures kõrgemaist kiiremini ning tekib pöördhõive. Gaasiaatomeid saab ergastada, kui tekitada gaasisambas elektrilahendus. Kemolaser Kemolaserites juhitakse valguse genereerimiseks kokku gaasid, mille reageerides tekivad ergastatud molekulid. Reaktsiooni vallandab harilikult valgustamine või elektrilahendus, mis tekitab vabu radikaale. Enamik kemolasereid kiirgab infrapunaalal. Eksimeerlaserid on kemolaserid, milles kiirgavad ebapüsivad ergastunud molekulkompleksid. Eksimeerlaserid on tõhusaimad ultravioletse laserikiirguse allikad ja
nt impulss ja koordinaat, energia ja aeg. Miks metallid on head elektrijuhid?-metallidel puudub keelutsoon, valents ja juhtivustsoon kattuvad osaliselt. aatomituum avastati ja plantetaarmudelini jõuti vaadeldes alfaosakeste hajumist metallkilelt. laseri tööks on vaja stimuleeritud kiirgust ja pöördhõivet. elektronide laineloomust näitab see, et- kaht kõrvutist pilu läbinud elektronide kimbud võivad teineteist mitte üksnes tugevdada vaid ka nõrgendada. pöördhõive tähendab - seisundit, milles aatomikogumis on ülekaalus ergastatud aatomid. mida täpsemalt oleme mõõtnud mikroosakese asukohta, seda EI TEA. laseri rakendamiseks holograafias on oluline tema kiirguse koherentsus. stimuleeritud kiirgus tekib, kui ergastatud aatomeid mõjutada sobiva lainepikkusega valgusega. elektroni tiireldes ringorbiidil tuuma ümber muunduvad tema leiulained seisulaineteks, mille EI TEA. mida sinu arvates tähendab aatomimudel?- mudel,
Kvandi energia ja kiirguse sagedus kiirgamisel ja neeldumisel: Kvandi energia võrdub energiate vahega. hf=|E2-E1|ja kiiratud kvandi sagedus on avaldatav: f=|E2-E1/h|. Sageduse arvutamise valem: fkn=R(1/n2- 1/k2). K-algoleku nivoo nr, n- lõppoleku nivoo nr, R= 3,2*1015Hz. 10. Laser valguse võimendamine stimuleeritud kiirguse abil. Idee 1917 a Einsteinilt. T.Miman ehitas 1960a. I laseri, mis tekitas nähtava valguse. Tööpõhimõte: a) Tekitatakse pöördhõive, b)footonid stimuleerivad aatomite ,,allatulemist", c)tekib koherentsete footonite laviin, mis väljub teatud hetkel laserist. Laserkiire omadused: koherentne, monokromaatne, väike hajuvus ja küllaltki suure võimsusega. Kasutusalad:tehnikas(laserprinterid,CD-lugeja, lasertööpingid), Meditsiinis,keemias,bioloogias. 11. Pooljuhid ained, mille takistus tempi tõustes väheneb. Nt. Si,Ge,As,In
see spontaanselt, vaid stimuleeritult; seega toimub valguse võimendus kiirguse stimuleeritud ehk indutseeritud emissiooni tulemusena. Sel juhul tekkiv kiirgus on monokroomne (ühevärviline) ja koherentne, mispuhul elektromagnetlainete faasidevahe püsib muutumatuna. Valguskiirguse tekkimiseks laserdioodis on vaja, et rekombinatsioone koos kvantide ehk footonite eraldumisega toimuks rohkem kui kvantide neeldumisi. Selleks tuleb siirde piirkonnas luua pöördhõive. Seda võib saavutada laengukandjate intensiivse sisestamisega heterosiirdesse (nagu see toimus esimestes pooljuhtlaserites 1960. aastatel). Kirjeldatud tingimustel tekibki valguskvante rohkem kui neid neeldub, mille tulemusena siirde tasapinnas leviv valguslaine võimeneb, s.t tema amplituud kasvab. tulekuga pooljuhtlaserid on oluliselt edendanud arengut Informatsioon ja Optoelektroonika
Aatomifüüsika 1) de Broglie hüpotees osakeselainetest. Elektron pole mitte osake,vaid laine.Mehaanika vähima mõju printsiip on ekvivalentne Fermat´ printsiibiga optikas,kui keha impulss p=mv asendada lainearvuga valemi p=hk abil.EHK omistades liikuvale osakesele lainepikkuse lambda=h/p,võime trajektoori leidmisel kas interferentsivalemeid. 2) .Mikromaailma täpsuspiirangud(määramatuse relatsioonid).Määramatus on seotud mõõtmisega.Mõõtmine vigadega.Meil ei ole üheaegselt võimalik mõõta aega&energiat(mikromaailmas).Kui määrata 1 täpsex,jääb teine määramatux.Meil ei ole üheaegselt võimalik mõõta impulssi(kiirust)&asukohta. 3) Bohri aatomimudel.Elektronid võivad aatomis liikuda ainult kindlatel statsionaarsetel orbiitidel.Sellisel orbiidil liikudes elektron ei kiirga.Ringorbiidil avaldub seisulaine: L=n x lambda lambda=(2Pii x R)/h.Elektroni üleminekul suurema energiaga orbiidilt väiksema energiaga orbiidile aatom kiirgab kvandi,üleminekul ...
Vabakiirgus - kiirgus, mis kaasneb aatomi iseenesliku siirdega kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele. Stimuleeritud kiirgus välise elektromagnetvälja mõjul toimuv kiirgus (kui footon taba ergastatud aatomit või elektroni, siis ta sunnib seda üle minema madalamale energiatasemele ja sealjuures peab ta kiirgama täpselt samasugust footonit) Tavahõive -olukord, kus aines on ülekaalus madala energiatasemega aatomid Pöördhõive olek, kus enamik aatomeid on ergastatud olekus Laser - seade valguse saamiseks, kus kasutatakse optilist võimendust footonite stimuleeritud kiirgumise läbi. 2. Aatomimudelid Thomsoni aatomimudelid nö ,,keeks" - aatom koosneb ühtlaselt jaotunud positiivsest laengust ja negatiivse laenguga elektronidest (,,rosinad") Planetaarne aatomimudel aatomi keskel on väike positiivselt laetud tuum, millesse on
Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation valguse võimendumine stimuleeritud kiirguse kaudu) on seade, mis võimaldab kiirata kitsaid, koherentseid ja monokromaatilisi valguskimpe. Laseri abil saadakse stimuleeritud kiirgus. Laseri tööpõhimõte seisneb pöördhõive tekitamises optilisse resonaatorisse Lasereid jagatakse tööreziimi, ergasti ja kiirguri järgi. alalislaserid välklaserid (impulsslaser) neodüümlaser tahkislaser rubiinlaser kristall-laser gaaslaser argoon-laser heelium-neoon laser krüptoonlaser süsinikdioksiidlaser eksimeerlaser vedeliklaserid värvlaser pooljuhtlaser (dioodlaser) kemolaserid Tänapäeval kasutatakse sadu erinevaid lasereid. Laserivalgus suudab edastada telefonikõnesid, mängida CD-delt maha muusikat ning lugeda infot arvutite CD- ROM-idelt. Lasereid kasutatakse ka kirurgias. Laserskalpelli abi on võimalik opereerida äärmiselt ...
Piir mikro ja makromaailma vahel. Mikromaailm-aatomite ja molekulide ja nende koostisosade (elementaarosakeste) maailm.Makromaailm-see,mida vahetult pakuvad aistingud ja tajud,teravdatud ja täiustatud mikroskoobi või teleskoobi abil.Viimane piir,mida on silmaga näeb-Valguskiir.0,5ym.Mikromaailmas kehtivad teistsugused füüsikaseadused.Spektromeetri ehitus.Spektrite liigid. Uurides aatomitest kiirguva valgusespektrit,saame infot ka aine aatomite kohta.Valguse spekter näitab valguse intensiivsuse jaotust lainepikkuste või sageduste järgi. Spektraalaparaadi põhiosax on prisma või difraktsioonivõre.Seal eralduvad erinevate lainepikkustega valguslained üksteisest.Uuritav valgus suunataxe aparaadi ossa,mida nim koolimaatorix(toru,mille ühes otsas sisenemispilu,teises koondav lääts).Valgusallikaks pilu,mille kaudu valgus siseneb spektraalaparaati.Pilu asub läätse fookuses,kollimaatorist väljub paralleelne valgusvihk,mis suunataxe prismale.Prism...
tekib stimuleeritud kiirgus ja metastabiilses olekus elektronid lähevad korraga põhiolekusse. Sellega kaasneb ka tugev kiirgus. 11. Mis on laserid? - Laser ehk valguskvantgeneraator ehk optiline kvantgeneraator on indutseeritud kiirguse omadustel põhinev seade, mis tekitab monokromaatilist elektromagnetkiirgust spektri optilises, kas siis ultravioletses, nähtavas või infrapunases osas. 12. Kuidas saavutatakse laserites pöördhõive? Joonis. - Laserkiirgus saab tekkida, kui aine aatomitel on elektronide jaoks sobivad energeetilised olekud: põhiolek, ergastatud olek ja metastabiilne olek. Ergastamisel viiakse elektronid ergastatud olekusse, kust nad kohe siirduvad väiksema energiaga, aga metastabiilsesse olekusse. Kuna metastabiilses olekus viibivad elektronid kaua, ja ergastamine toimub pidevalt, siis peagi on ergastatud olekus elektrone rohkem kui neid on põhiolekus. Sellist olukorda nimetatakse pöördhõiveks, sest
juba sadu ning isegi tuhandeid kasutusi teaduses, tehnikas ja meelelahutuses. Sõna ,,laser" on tulnud ingliskeelsest sõnadest light amplification by stimulated emission of radiation mis tähendab ,,valguse võimendus kiirguse stimuleeritud eritumise kaudu". Laser on seade, mis võimaldab kiirgata kitsaid, koherentseid ja monokromaatilisi valguskimpe. Laseri abil saadakse stimuleeritud kiirgus. Laseri tööpõhimõte seisneb pöördhõive tekitamises optilisse resonaatorisse paigutatud aines. [5 EE lk.411 ; ,,Laserid" lk.4 ; wikipedia.org./wiki/laser ; google.ee/esimene laser] Lasereid on erinevaid tüüpe ja neid jagatakse tööreziimi, ergasti ja kiirguri järgi. Suuremad laseri liigid on: alalislaserid, välklaserid, tahkislaseid, gaaslaser, süsinikdioksiidlaser, eksimeerlaser, vedliklaser, pooljuhtlaser ja kemolaser. Neid laseri tüüpe kasutatakse erinevates valdkondades. Tänapäeval kasutatakse sadu erinevaid lasereid
Laserdioodi struktuur on näidatud joonisel 4.13. Joonis 4.13. Laserdioodi struktuur (a) ja stimuleeritud kiirguse spektri näide (b) [2]. Valguskiirguse tekkimiseks on vaja, et stimuleeritud rekombinatsioone koos kvantide ehk footonite eraldumisega toimuks rohkem kui kvantide neeldumisi. Selleks tuleb siirde piirkonnas luua olukord, mispuhul aatomite kõrge energeetiline nivoojuhtivustsoon on elektronide poolt hõivatum kui madalam ehk valentstsoon. Selline pöördhõive on saavutatav laengukandjate intensiivse injektsiooniga heterosiirdesse GaA1As/GaAs. Selleks on vaja pärivoolu tihedusega vähemalt 5 A siirde ristlõike 1 mm2 kohta. Kuna laseri joonmõõtmed siirde tasapinnas on c.a. 0,1 mm, siis kujuneb nn pöördhõive reziim juba 50 mA vooluga. Kirjeldatud tingimustel tekib valguskvante rohkem kui neid neeldub, sest pöördhõive tõttu on valentsvööndi lae lähedal väga vähe elektrone, millele kvandi energia saaks kanduda
korraga. [1] Pilt 1 Heelium-neoon gaasilaser Pilt 2 Rubiinlaser 4.2 Dielektriklaser Dielektriklaseri ehk tahkislaseri keskne komponent on kristall või klaas, mida on ioonidega rikastatud, et keskkonnas oleks vajalikud energiatasemed. Näiteks esimene toimiv laser oligi rubiinlaser (vt pilt 2), kus kasutati rubiini, mis olemuselt on kroomiga rikastatud korund. Pöördhõive tekib sel juhul lisandis, rubiini korral kroomis. Selleks, et tahkislaseris saavutada pöördhõivet, pumbatakse kristalli valgusega, mille lainepikkus on lühem laseri lainepikkusest. Tahkislaseriks loetakse kristalli või klaasi kasutavad laserid, aga pooljuhtlasereid (laserdioode) tahkislaseriks ei loeta, sest neid pumbatakse elektrivoolu abil. [2] Dielektriklaseritele on iseloomulik impulsside ülilühike kestus (110 ps), nende väike
488 nm). Lihtsam kontrollida. Fotorefraktiivne keratektoomia. Esimesed operatsioonid 1985 aastal. Esimesed LASIK operatsioonid 1989 a. Laserid. Tööpõhiprintsiip Laseri tööks on vaja aines (seda nimetatakse töötavaks aineks) luua olukord, kus suuremale energiale vastavatel tasemetel on rohkem elektrone kui väiksemale energiale vastavatel tasemetel. Põhilised osad: 1. Optiliselt aktiivne keskkond 2. Energia pöördhõive loomiseks 3. Peegel 4. Poolpeegel 5. Laserikiir Laserid. Põhiomadused Monokromaatsus (ajaline koherentsus) kiirgus on kindla lainepikkuse väärtusega. Tugev ajaline ja ruumiline koherentsus on ajas muutumatu faaside vahe ning ühesugune võnkesagedus lained on kooskõlalised. Kollimatsioon kiirte kimpu mitte hajuvus, korrapärasus, kõik kiired on parallelsed, mis võimaldab fookus punktis saavutada väga kõrgeid
Sellise molekulaarlaseri kasutegur on 10-30%. gaaslaseritega on saavutatud seni ületamatut valguse koherentsust, monokromaatilisus ja suunatus. Võimsamad ja suurimad gaaslaserid on jugalaserid ehk gaasidünaamilised laserid . Neis lastakse tuline aktiivgaas läbi düüside ülehelikiiruslikult paisuda, kusjuures ta järsult jahtub. Gaasi (enamast CO2) molekulide madalamad võnketasemed tühjenevad seejuures kõrgemaist kiiremini, tekib pöördhõive. On leitud, et heeliumi ja neooni teatud vahekorras segu võib tekitada laserefekti. Seejuures asub gaas torus sobivate peeglite vahel. Gaasiaatomeid saab ergastada (kutsuda esile pööratud jaotuse), kui tekitada gaasisambas elektrilahendus. Kümnest osast heeliumist ning ühest osas 6 KÄÄMBRE, H., Laseri raamat, 1978 7 TOLANSKY, S., Revolutsioon optikas, 1975, lk 179 9
siirdeid. Niisuguste molekullaserite kasutegur on 10-30%. Gaaslaseritega on saadud valguse seni ületamatud koherentsus, monokromaatilisus ja suunatus. Võimsamad ja suurimad gaaslaserid on jugalaserid ehk gaasidünaamilised laserid (võimsus 10 4-105 W). Neis lastakse tuline aktiivgaas läbi düüside ülehelikiiruslikult paisuda, kusjuures ta järsult (adiabaatiliselt) jahtub. Gaasi (enamast CO 2) molekulide madalamad võnketasemed tühjenevad seejuures kõrgemaist kiiremini, tekib pöördhõive. On leitud, et heeliumi ja neooni teatud vahekorras segu võib tekitada laserefekti. Seejuures asub gaas torus sobivate peeglite vahel. Gaasiaatomeid saab ergastada (kutsuda esile pööratud jaotuse), kui tekitada gaasisambas elektrilahendus. Kümnest osast heeliumist ning ühest osas neoonist koosnevas gaasisegus on võimalik esile kutsuda selline laserefekt, mille tulemusena kiirgub laserivalgust punases lainealas. Et gaasisegu
suurem (on palju kiirgamiseks valmis aatomeid). Optiline resonaator koosneb kahest peeglist, millest üks on osaliselt läbilaskev. Korduvalt peegeldudes läbib valgus resonaatorit palju kordi ja stimuleeritud kiirguse tekkimise tõenäosus suureneb. Peeglite vahekaugus tingib vajaliku lainepikkusega seisulaine tekke. Laser on seade stimuleeritud kiirguse saamiseks. Laseri korral tekitatakse pöördhõive optilisse resonaato- risse paigutatud aines. LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation valguse võimendamine stimuleeritud kiirguse kaudu. Laserikiirgusele on omane: 1) ülikõrge monokromaatsus, 2) kiirte üliväike lahknevus ja 3) väga suur võimsus. Laser suudab seda, mis tavalisele valgusallikale on võimatu. Röntgenkiirgus on kas 1) pidurdus-, e. pärsskiirgus või 2) karakteristlik kiirgus. Pärsskiirguse spekter on
suurem (on palju kiirgamiseks valmis aatomeid). Optiline resonaator koosneb kahest peeglist, millest üks on osaliselt läbilaskev. Korduvalt peegeldudes läbib valgus resonaatorit palju kordi ja stimuleeritud kiirguse tekkimise tõenäosus suureneb. Peeglite vahekaugus tingib vajaliku lainepikkusega seisulaine tekke. Laser on seade stimuleeritud kiirguse saamiseks. Laseri korral tekitatakse pöördhõive optilisse resonaato- risse paigutatud aines. LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation valguse 24 võimendamine stimuleeritud kiirguse kaudu. Laserikiirgusele on omane: 1) ülikõrge monokromaatsus, 2) kiirte üliväike lahknevus ja 3) väga suur võimsus. Laser suudab seda, mis tavalisele valgusallikale on võimatu. Lainejada väljendab ettekujutust üksikust footonist
suurem (on palju kiirgamiseks valmis aatomeid). Optiline resonaator koosneb kahest peeglist, millest üks on osaliselt läbilaskev. Korduvalt peegeldudes läbib valgus resonaatorit palju kordi ja stimuleeritud kiirguse tekkimise tõenäosus suureneb. Peeglite vahekaugus tingib vajaliku lainepikkusega seisulaine tekke. Laser on seade stimuleeritud kiirguse saamiseks. Laseri korral tekitatakse pöördhõive optilisse resonaato- risse paigutatud aines. LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation valguse võimendamine stimuleeritud kiirguse kaudu. Laserikiirgusele on omane: 1) ülikõrge monokromaatsus, 2) kiirte üliväike lahknevus ja 3) väga suur võimsus. Laser suudab seda, mis tavalisele valgusallikale on võimatu. Lainejada väljendab ettekujutust üksikust footonist. Lainejada veidi erinevate sagedustega komponendid
Metastabiilse oleku energia laserkiirgus Põhioleku energia Stimuleeritud kiirguse korral on kõikidel lainetel ühesugune faas, mis on määratud selle laine faasiga, mis tekitas kiirguse, siit kiirguse koherentsus. Kuna elektronide üleminek toimub ainult kahe energiataseme vahel, siis on tekkiv kiirgus ka monokromaatne. Üleminevate elektronide suur arv põhjustab kiirguse suure intensiivsuse. Ainet, kus saab tekitada pöördhõive, nimetatakse aktiivaineks. Laseris on aktiivaine pandud kahe paralleelse peegli vahele, millest üks on osaliselt läbilaskev ja sellest tuleb laserivalgus välja. Peegleid nimetatakse optiliseks resonaatoriks. Peeglid sunnivad valgust aktiivainest läbi käima mitu korda ja see tagab elektronide täielikuma ja kiirema vabastamise metastabiilselt nivoolt. Laseri leiutasid Nikolai Bassov, Aleksander Prohhorov ja Charles Townes 1950-te lõpus ja sais selle eest 1964.a. Nobeli füüsikapreemia
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
