marți, 26 ianuarie 2016

LASERUL

Laserul este echivalentul acţiunii de amplificare a luminii prin stimularea emisiei de radiaţii. Laserele sunt dispozitive care amplifica lumina si produc raze clare de lumina, ce trec rapid din infraroşu in ultraviolet. O raza de lumina este clara atunci când undele sau fotonii ei se propaga toate împreuna. De aceea, lumina laser, poate fi extrem de intensa, foarte direcţionata (sub forma uni fascicul) si foarte pură in culoare (in frecvenţă).Acum dispozitivele laser lucrează in gama de frecventa a razelor X.
Laserele forţează atomii să stocheze si să emită lumina într–un fascicul coerent. Electronii dintr – un atom, intr –un mediu laser sunt la început pompaţi, sau energizaţi, pînă la o limita de excitare, de către o sursa de curent electric. Ei sunt apoi „stimulaţi” cu fotoni externi, să emită energia stocata tot sub forma de fotoni; acest proces este cunoscut sub denumirea de emisie stimulată. 
Fotonii emişi au o frecvenţă caracteristică egală cu cea a atomilor si se mişcă împreună cu fotonii stimulatori, iar prin interferenta lor excita atomii să elibereze mai mulţi fotoni.

Amplificarea luminii se face prin mişcarea fotonilor intre doua oglinzi paralele stimulându – se astfel emisia. Lumina monocromă, direcţionată si foarte intensă, in final, iese prin una dintre oglinzi, care este parţial argintată. 


Emisia stimulată, procesul fundamental al acţiunii laserului, a fost pentru prima oara propus de Albert


Einstein in 1917. Principiile funcţionarii insa, au fost subliniate de fizicienii americani Arthur Leonard Schawlow si Charles Hard Townes in aplicaţia lor din anul 1958. Invenţia a 



fost patentată, dar mai târziu a fost schimbată de fizicianul si inginerul Gordon Gould. 
In 1960 fizicianul american Theodor Maiman observa prima acţiune laser in rubin solid. Un an mai târziu a fost construit un laser gazos pe baza de heliu – neon, de către fizicianul american de origine irakiană Ali Javan. Apoi in anul 1966 un laser lichid a fost construit de fizicianul Peter Sorokin.
In 1970 tribunalul Oficiului de Invenţii al Statelor Unite, atribuie lui Gordon Gould meritul descoperirii principiilor de funcţionare a laserului. 

Tipuri de lasere:
Bazate pe felul mediului folosit, laserele, sunt in general clasificate ca solide, gazoase, semiconductoare, sau lichide.


LASERE SOLIDE

Cele mai comune lasere au la originea lor fibrele de cristale de rubin si neodim. Mănunchiul de fibre este fasonat la capete, prin suprafeţe paralele si acoperite cu o pelicula nemetalică reflectantă.

LASERE SEMICONDUCTOARE
Sunt cele mai compacte lasere, care sunt formate din joncţiuni intre semiconductoare cu propietăţi electrice diferite. 
Arsenidiu de galiu este cel mai comun semiconductor folosit. Mediul semiconductoarelor este excitat prin aplicarea directă de-a lungul joncţiunii 

Aceste tipuri de laser, oferă cea mai mare putere la ieşire in impulsuri de lumina (cu durata 12 X 10 15 secunde) si sunt folosite in studiul fenomenelor fizice de durata scurtă. Excitarea atomilor din mediul laser solid se face prin descărcări electrice in tub cu xenon, arcuri electrice sau lămpi cu vapori de metal. Gama de frecventa a lumini laserului, trece de la infraroşu la violet.


LASERE GAZOASE
Mediul activ al unor astfel de lasere poate fi din gaze pure, amestec de gaze sau chiar vapori de metale, într–un tub cilindric de sticla sau de quartz, cu doua oglinzi paralele aflate la capetele tubului.
Gazul laserului este excitat prin lumina ultra violetă, fascicole de electroni, curent electric sau prin reacţii chimice. Laserul cu mediu gazos de heliu – neon este cel mai cunoscut pentru înalta si stabila lui frecvenţă, puritatea culorii si pentru cel mai subţire profil al fascicolului de lumină. Laserul cu mediul gazos de dioxid de carbon este foarte eficient si e foarte apreciat pentru cea mai puternică si continuă raza laser. 


O metoda ce permite o creştere de randament, este aceea de a monta vertical lasere miniatura, in circuite electronice. O astfel de aplicaţie este folosita in tehnica video si audio digitala (compact disk) si la imprimante laser.
LASERE LICHIDE
Cele mai utilizate medii laser lichide sunt mediile anorganice. Ele sunt excitate cu lampi flash, in mod pulsatoriu, sau cu lasere cu gaz, cu fascicul continuu.



LASERE CU ELECTORNI LIBERI
Aceste lasere folosesc electroni neataşaţi de atomi ce sunt excitaţi prin unde magnetice. Studiul acestui tip de laser a fost dezvoltat incă din 1977 si a devenit un important instrument de cercetare. Teoretic astfel de lasere, pot acoperi întreg spectrul, de la infraroşu la raze X si sunt capabile sa producă raze de putere foarte mare.

Niciun comentariu:

Trimiteți un comentariu