Upload
chinue
View
72
Download
1
Tags:
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Εισαγωγή στα Lasers. Γ. Μήτσου. Θέματα προς ανάπτυξη. Η ανακάλυψη του Laser. Ο όρος λέιζερ προέρχεται από το αγγλικό ακρωνύμιο Laser L ight A mplification by S timulated E mission of R adiation. Η ανακάλυψη του Laser. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Εισαγωγή στα LasersΓ. Μήτσου
Θέματα προς ανάπτυξη
Η ανακάλυψη του Laser – Βασικές έννοιες
Γιατί το ενδιαφέρον για τα Lasers;
Μοναδικές ιδιότητες των Lasers
Από που πηγάζουν αυτές οι ιδιότητες;
Λειτουργία ενός απλού Laser Τύποι Laser
Η ανακάλυψη του Laser
Ο όρος λέιζερ προέρχεται από το αγγλικό ακρωνύμιο Laser
LightAmplification byStimulatedEmission ofRadiation
Η ανακάλυψη του Laser
Στις 16 Μαου 1960 γεννήθηκε το πρώτο Laser από τον Theodore Maiman (Laser ρουμπινίου)
Βασίστηκε στην ιδέα του Αϊνστάιν περί της εξαναγκασμένης εκπομπής της ακτινοβολίας (1916)
Το μήκος κύματος
Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα
Σωματιδιακή – Κυματική φύση του φωτός
Γιατί το ενδιαφέρον για τα Lasers;Έχουν μοναδικές ιδιότητες που δεν εμφανίζονται σε άλλες πηγές φωτόςΑυτές οι ιδιότητες έχουν δημιουργήσει μια σειρά από διατάξεις που δεν υπήρχαν πριν
Παραδείγματα εφαρμογών Laser
Εφαρμογές Ιατρικής - Αισθητικής Barcode readers CD’s Printers Έγχρωμα φωτοτυπικά μηχανήματα Laser shows Ολογραφία 3D imaging
Ιδιότητες των Lasers
Ιδιότηταa. Υψηλή μονοχρωματικότηταb. Στενό φασματικό εύροςc. Υψηλός βαθμός χρονικής
συμφωνίας
Ιδιότητες των Lasers
περίπτωση a & b
Φασματική λάμπα
Laser
0.1 A – λ ή 10GHz - f
MHz → μHz , οπου 1μHz = 10-6Hz
Ιδιότητες των Lasers
περίπτωση c – Χρονική Συμφωνία (temporal coherence)
Ιδανική χρονική συμφωνία• Σταθερή συχνότητα• Σταθερό πλάτος ταλάντωσης Δf→0 ή Δλ →0
f0
f
Δf
-∞+∞
Ιδιότητες των Lasers
περίπτωση c – Χρονική Συμφωνία (temporal coherence)
Ιδανική χρονική συμφωνία σημαίνει:• Χρόνος τc πολύ μεγάλος
• Δf ≈ 1/ τc πολύ μικρό• Μπορούμε να προσδιορίσουμε το πλάτος και τη φάση σε
οποιαδήποτε χρονική στιγμή, σε δεδομένη θέση
Ιδιότητες των Lasers
περίπτωση c – Χρονική Συμφωνία (temporal coherence)
Άπειρη συμφωνία: Αν ξέρω το πλάτος και τη φάση στο σημείο Α (για παράδειγμα), μπορώ να ξέρω ακριβώς το πλάτος και τη φάση του κύματος στο σημείο Β.
Ο χρόνος συμφωνίας μπορεί να προσδιοριστεί για την περιοχή που το κύμα δεν διακόπτεται
.Α .Β-∞+∞
Ιδιότητες των Lasers
Ιδιότητα
a. Υψηλός βαθμός ευθυγράμμισης της δέσμηςb. Περιορισμός της ευθυγράμμισης από φαινόμενα
περίθλασηςc. Εστίαση της δέσμης σε πολύ μικρό spotd. Υψηλός βαθμός χωρικής συμφωνίας
Ιδιότητες των Lasers
Περίπτωση d. Χωρική συμφωνία (spatial coherence)
• Το κύμα συμπεριφέρεται πολύ καλά κατά τη διάδοσή του στο χώρο
• Μπορούμε να προσδιορίσουμε το πλάτος και τη φάση του σε οποιαδήποτε θέση σε δεδομένο χρόνο
Ιδιότητες των Lasers
Έστω ιδανική σημειακή πηγή
Αν ξέρω το πλάτος και τη φάση στο Α μπορώ να τα προβλέψω σε μια άλλη θέση στο χώρο (π.χ. Στο Β)Διότι:Το μήκος κύματος είναι σταθερό και η χωρική συμπεριφορά του κύματος είναι σταθερή.
ΕυθυγραμμίζωLaser
.A
.B
Ιδιότητες των Lasers
Ιδιότητα
Υψηλή ισχύς
Laser συνεχούς εκπομπής (CW): 10-3 watt – 106wattΠαλμικά Laser: 109 watt (gigawatts)– 1018watt (exawatts)
Ιδιότητες των Lasers
Ιδιότητα
Ευρεία κλίμακα συντονισμού
Μπορούμε να έχουμε εκπομπή Laser σε οποιαδήποτε συχνότητα με διάφορες τεχνικές
Ιδιότητες των Lasers
Ιδιότητα
Διαμόρφωση παλμών μικρού εύρους
nsec 10-9sec
picosec 10-12sec
femtosec 10-15sec
Λειτουργία ενός απλού Laser
Μηχανισμοί εκπομπής φωτός
a. Απορρόφησηb. Αυθόρμητη εκπομπήc. Επαγόμενη ή εξαναγκασμένη εκπομπή
Λειτουργία ενός απλού Laser
Απορρόφηση
hν
E2
E1
Λειτουργία ενός απλού Laser
Αυθόρμητη εκπομπή
hν=Ε2-Ε1
Αποδιέγερση των ατόμων
Κάθε άτομο ενός αερίου αποδιεγείρεται σε τυχαία χρονική στιγμή και η εκπομπή του φωτός γίνεται σε τυχαία διεύθυνση
Λειτουργία ενός απλού Laser
Επαγόμενη ή εξαναγκασμένη εκπομπή
hν=Ε2-Ε1
hν
hν
Επαγόμενη ή εξαναγκασμένηαποδιέγερση των ατόμων
Εκπομπή φωτός• Προς την ίδια κατεύθυνση• Ίδιας συχνότητας• Ίδιας φάσης (σύμφωνο φως) με το φως
το οποίο προκάλεσε την Εκπομπή Ενίσχυση φωτός
Λειτουργία ενός απλού Laser
Βασικά χαρακτηριστικά τουLaser
Βασικά χαρακτηριστικά τουLaser
Βασικά χαρακτηριστικά τουLaser
H χρήση του Laser στην αισθητική
Υπάρχουν διάφορες κατηγορίες laser ανάλογα με το ενεργό υλικό τους. Καθένα από αυτά έχει ιδιαίτερη αξία και εφαρμογές σε συγκεκριμένους τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας.
---Πού χρησιμεύει στην αισθητική ---
Στον τομέα της αισθητικής εφαρμόζονται τα λεγόμενα χαμηλής ισχύος laser. Η κατηγορία αυτή των laser προκαλεί κάποια φαινόμενα όταν δρα στον ανθρώπινο οργανισμό, φαινόμενα τα οποία είναι ιδιαίτερα χρήσιμα γιατί βοηθούν στην αντιμετώπιση αισθητικών προβλημάτων.
H χρήση του Laser στην αισθητική
Τα κύρια φαινόμενα που προκαλούνται από τα laser χαμηλής ισχύος και χρησιμεύουν στην αισθητική είναι η αντιφλεγμονώδης δράση τους, η αναλγητική επίδραση και η αύξηση της αιματικής και λεμφικής κυκλοφορίας.
Τα φαινόμενα αυτά παίζουν καθοριστικό ρόλο στην οριστική αντιμετώπιση προβλημάτων όπως αυτά της ακμής, της καταπολέμησης της κυτταρίτιδας και η υποβοήθηση της κυκλοφορίας της λέμφου που είναι υπεύθυνη για την απομάκρυνση των άχρηστων προϊόντων.
H χρήση του Laser στην αισθητική
Η δράση του laser κατά των οιδημάτων (πρηξιμάτων) δίνει νέα διάσταση στην αντιμετώπιση καταστάσεων όπως αυτή των πρησμένων ματιών (σακούλες κάτω από τα μάτια) καθώς επίσης και στην εξάλειψη των μαύρων κύκλων.
Η δράση του laser στην αισθητική αντιμετώπιση της κυτταρίτιδας παρουσιάζει εξαιρετικά αποτελέσματα ενώ σε προβλήματα φλεγμονώδους ακμής ή σε σημάδια και δυσχρωμίες προερχόμενα από ακμή, επιτελούνται πραγματικά θαύματα!