Kemija

Laser


Laser

opredelitev
Kratica LASER1) pomeni "Ojačenje svetlobe s stimulirano emisijo sevanja". Še pred laserjem, MASER2) izumil. Zato so laser sprva pogosto imenovali "optični maser". Drugi izrazi, ki označujejo funkcionalnost, so "ojačevalnik svetlobe", optični kvantni ojačevalnik, optični kvantni generator.

Kratka zgodovina laserja

Osnova laserja je princip inducirane emisije svetlobnih kvantov, ki ga je Einstein napovedal že leta 1917. Ladenburg in H. Uporaba Maserjevega principa za svetlobo z uporabo inducirane emisije je leta 1958 predlagal A.L. Townes je predlagal, da je teoretične temelje razvil tudi N.G. Gould je načela optično črpanega laserja in plinskega laserja dokazljivo zapisal v laboratorijske knjige že leta 1957/58, vendar jih ni objavil. Leta 1962 so na različnih mestih hkrati razvili polprevodniške laserje.

Kratek opis

Laserji so ojačevalniki za elektromagnetno sevanje v območju valovnih dolžin vidne svetlobe (400-800nm) in sosednjih območjih IR3) in UV4). Laserji ustvarjajo monokromatske, zelo intenzivne in ostro sklopljene svetlobne žarke (koherentna svetloba). Z lahkoto ga prepoznamo po značilni "iskri", ki je znana tudi kot "laserska pega". Laserska pega je neposredna posledica koherentnosti in visoke interferenčne sposobnosti laserske svetlobe.


Laserji in plazme

Ko intenziven laserski žarek zadene snov, jo lahko ne samo segreje, temveč jo lahko tudi spremeni v plazmo – stanje, ki se pojavi na primer znotraj zvezd. Obstaja veliko aplikacij za takšne laserske plazme. Razširitev plazme lahko sproži udarne valove, s katerimi se lahko uresničijo ekstremna stanja snovi z visoko gostoto in ekstremnimi tlaki. Laserske plazme lahko vžgejo termonuklearno fuzijo, ustvarijo intenzivne rentgenske žarke in celo služijo kot pospeševalnik delcev.

Kaj točno se zgodi, ko laserski žarek zadene snov? To je seveda odvisno od tega, kako svetel je laserski žarek. Do določene intenzivnosti se sprva ne zgodi kaj dosti, le da se zadeva segreje. Svetloba laserja je elektromagnetno valovanje, kar pomeni, da električno in magnetno polje nihata naprej in nazaj. Normalna snov je sestavljena iz nevtralnih atomov ali molekul, v katerih so negativno nabiti elektroni vezani na pozitivno nabita atomska jedra. Toda v vsaki zadevi je nekaj prostih elektronov. Če elektromagnetno valovanje laserja zadene takšne proste elektrone, začnejo nihati v polju valovanja.


Pr: YLF laser Tečaj za šolske skupine

Kako deluje laser in zakaj ima laserska svetloba posebne lastnosti? Na tem tečaju udeleženci izdelajo lastne Pr:YLF laserje iz posameznih komponent, karakterizirajo svoje laserje in jih uporabljajo v različnih aplikacijah.

Leta 11 do 13 Trajanje 0,5 do 1 dan Največje število udeležencev 12

  • Izdelava laserskih sistemov iz posameznih komponent
  • Fina nastavitev resonatorjev in zagon laserskih sistemov
  • Preiskava fluorescence Pr: YLF
  • Določanje valovne dolžine laserskega sevanja z difrakcijo in interferenco na rešetki
  • Merjenje povprečne življenjske dobe elektronov v vzbujenem stanju (za celodnevni tečaj)
  • Uporaba Pr: laserskih sistemov YLF (za celodnevni tečaj: Michelsonov interferometer, merjenje svetlobne hitrosti, študije dolžine koherentnosti, podvojitev frekvence)

Tečaj se začne z uvodom v osnove laserske fizike. Poudarek je na atomskih procesih, ki sodelujejo pri ojačanju svetlobe s stimuliranim oddajanjem sevanja in tehnični izvedbi teh procesov v laserskem sistemu. Kot laserski medij za eksperimentalno delo je uporabljen kristal itrijevega litijevega fluorida (Pr: YLF), dopiranega s prazeodimom. Pr: YLF ima absorpcijski maksimum pri 444 nm in maksimum emisije pri 640 nm, tako da sta tako svetloba črpalke kot laserski prehod vidna in tako omogočata zanesljivo prilagajanje. V poskusu so učenci najprej postavili kondenzator za svetlobo črpalke, uporabili povratne odboje in fluorescenčno svetlobo za nastavitev in prilagoditev resonatorjev ter na koncu optimizirali ojačanje, dokler se laserski proces ne začne. Z optično rešetko določijo valovno dolžino laserskega sevanja in preučijo fluorescenčni spekter Pr: YLF. Razpravljajo o svojih rezultatih z vidika diagrama nivoja energije Pr: YLF in laserskega procesa.

Pri celodnevnem tečaju študenti s fotodetektorji in osciloskopi merijo povprečno življenjsko dobo elektronov v vzbujenem stanju in s tem ocenijo verjetnost stimulirane emisije. Poleg tega lahko s svojimi laserskimi sistemi nastavijo Michelsonov interferometer, določijo dolžino koherentnosti laserskega sevanja ali izmerijo hitrost svetlobe v eksperimentu s časom prehoda. Za uskladitev natančne vsebine tečaja se obrnite na ekipo na oddelku za fiziko.

Atomska zgradba: nabiti delci, lupina in atomsko jedro Svetloba kot elektromagnetno valovanje, valovanje in kvanti


Predmetno področjefizika

Kako trenutno potekajo izpiti? In kakšna pravila veljajo za delo od doma? Vse odgovore na najpomembnejša vprašanja o pandemiji korone in veljavnih predpisih najdete v pogostih vprašanjih, ki se nenehno posodabljajo. [Zadnja posodobitev: 1. julij 2021, 13:04]

Foto: fotostudio charlottenburg

Izvoljen nov dekan fakultete MIN

Fakultetni svet je imenoval matematika prof. dr. Etienne Emmrich je bil na današnji seji soglasno izvoljen za novega dekana (mandat od 1. oktobra 2021 do 30. septembra 2026) fakultete MIN.

Foto: sodelovanje eROSITA / Robrade

Neverjeten vpogled v življenje mladih zvezd in ogromnih črnih lukenj

Pred dvema letoma je bil v vesolje v okviru rusko-nemškega sodelovanja priletel rentgenski teleskop eROSITA, da bi ustvarili najobsežnejši zemljevid neba v rentgenskem frekvenčnem območju doslej. Nemški konzorcij eROSITA, ki mu pripada tudi univerza v Hamburgu, je zdaj objavil prve podatke,.