Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) zesilování světla stimulovanou emisí záření Tadeáš Trunkát 2.U

Laser = optický zdroj elektromagnetického záření (tzn. světla) světlo je z laseru vyzařováno ve formě úzkého svazku a na rozdíl od světla přirozených zdrojů je koherentní (stejná frekvence,stejný směr kmitání,stejná fáze) a monochromatické (zdroj kmitá pouze na jedné frekvenci f) a má nepatrnou divergenci (rozbíhavost) funguje na principu stimulované emise = emise koherentního elmag. záření z látky vyvolaná dopadajícím zářením za současného přechodu části kvantové soustavy z excitovaného stavu do stavu základního

Historie předchůdcem laseru byl maser (zařízení které pracuje na stejném principu stimulované emise, avšak generuje mikrovlnné záření) Sestavili jej Charles Townes (Nobelova cena), J.P.Gordon a H.J.Zeiger (r. 1953). V roce 1960 Theodore Maiman v USA poprvé předvedl funkční laser. Jako aktivní prostředí použil krystal rubínu s využitím tří energetických hladin; laser proto mohl pracovat pouze v pulsním režimu.

Konstrukce laseru Konstrukce laseru: 1. Aktivní prostředí 2. Zdroj záření 3. Odrazné zrcadlo 4. Polopropustné zrcadlo 5. Laserový paprsek

Princip laseru

Typy laserů rozdělujeme podle různých kritérií: skupenství aktivního prostředí ( pevná látka, kapalina, plyn, polovodič) vlnové délky (infračervené, viditelné světlo, ultrafialové, rentgenové) excitace - buzení, „pumpování“(optickým zářením, elektrickým polem, chemickou reakcí, elektronovým svazkem atd.) počtu energetických hladin (dvou, tří a vícehladinové) režimu práce (pulzní, kontinuální (spojitý) )

Skupenství aktivního prostředí: Pevnolátkové lasery Aktivní prostředí: krystalické nebo amorfní izolanty s příměsí vhodných iontů Výhody: - mohou pracovat v různých režimech a za různých provozních podmínek - jsou stabilní - malé nároky na údržbu Typy laserů: rubínový (odstraňování tetování) neodymový (chirurgie, strojírenství) titan-safírový

Skupenství aktivního prostředí: Kapalinové lasery Aktivní prostředí: roztoky různých organických barviv Nevýhoda: krátká životnost aktivního prostředí, které se teplem a světlem rozkládá Využití: spektroskopie

Skupenství aktivního prostředí: Plynové lasery Aktivní prostředí: tvořeno atomy, ionty nebo molekulami Nevýhoda: poměrně malý výkon Typy laserů: helium – neonový (nejrozšířenější) CO2 (průmysl, medicína) argonový (modré, zelené záření → světelné efekty) excimerové (výkonný zdroj UV záření) Aktivní prostředí: molekuly, vzniklé spojením dvou atomů různých vzácných plynů (argon - krypton, krypton - fluor apod.)

Skupenství aktivního prostředí: Polovodičové lasery Zdroj záření: tzv. laserová dioda Výhody: - velmi malé rozměry - vysoká účinnost (až 50 %), - výkon se dá snadno měnit (modulovat) změnou elektrického proudu Využití: telekomunikace,výpočetní elektronika,spotřební elektronika…(laserové ukazovátko, laserová tiskárna, kopírka, čtečka čárového kódu, v přehrávačích disků CD)

Aplikace laserů PRŮMYSL Obrábění materiálů (řezání a vrtání) Svařování kovů Značení a gravírování Dekorace skla Zaměřování a měření vzdáleností

Aplikace laserů: MEDICÍNA Chirurgie Oční operace Stomatologie Onkologie

Zdroje: http://www.cez.cz/edee/content/microsites/laser/kap3.htm http://www.martiname.ic.cz/laser.html http://tc-pipa.wz.cz/lasery.html www.wikipedie.cz