Môi trờng đảo mật độ hạt l môi trờng kích hoạt Hấp thụ ánh sáng bởi môi trờng hấp thụ: bức xạ truyền qua suy giảm E 2 E 1 h=E 2 -E 1 Phát xạ cảm ứng: bức xạ truyền qua mạnh lên phát xạ h=E 2 -E 1 kích thích E 2 E 1 x' 0 e.II = I 0 I x >0 hấp thụ ánh sáng <0 cờng độ ánh sáng tăng theo bề dầy của môi trờng. Số photon tăng thác lũ Môi trờng kích hoạt có trạng thái đảo mật độ hạt N 2 >>N 1 x 0 e.II = I 0 I x Biểu thức cờng độ bức xạ cộng hởng Bộ cộng hởng - Hiệu ứng Laser -Môitrờng kích hoạt khí, lỏng hoặc rắn -Cơchếbơmnănglợng cung cấp cho môi trờng -Bộcộnghởng khuyếch đại chùm bức xạ truyền qua Gơng phản xạ 100% Gơng phản xạ 50% L 2 nL = Môi trờng kích hoạt Máy phát Laser: 6.5. Cơ chế bơm - Phát xạ cộng hởng E 2 E 1 h=E 2 -E 1 Thời gian sống ở mức E 3 , E 4 cỡ 10 -8 -10 -9 s v nhảy xuống mức E 2 ->môi trờng ở trạng thái đảo mật độ N 2 >>N 1. bơm lên mức E 3 , E 4 bằng các phơng pháp: Chiếu chùm ánh sáng mạnh vo MT rắn, lỏng; Phóng điện trong khí, bán dẫn Thời gian sống ở mức E 2 cỡ 10 -3 s v nhảy xuống mức E 1 khi có kích thích Phát xạ cộng hởng: Laser phát ra E 4 E 3 6.6. LASER hång ngäc λ=692.7nm 694.3nm II I III Cr +++ Møc c¬ b¶n (10 -7 s) τ I & τ II << τ III (10 -3 s) Al 2 O 3 pha t¹p 0.03-0.05% Cr 2 O 3 LASER xung : Khi tõ tr¹ng th¸i III nh¶y vÒ tr¹ng th¸i c¬ b¶n ph¸t ra chíp s¸ng loÐ. V Neon xanh 6.7. LASER Hêli-Neon 90%He+10%Ne áp suất cỡ 1.1mmHg eV 19.81 He (I) vađập Ne(II) Ne(IV) Ne(III) LASER bán dẫn V dẫn V Hoá trị mức donor E 2 mức Acceptor E 1 p n Đảo mật độ giữa vùng hoá trị v vùng dẫn =632.8nm h=E n -E h Đảo mật độ giữa Ne(IV) v Ne(III) 6.8. Các tính chất u việt của Laser 1. Tính định hớng cao: ở nhiệt độ phòng độ mở 0.01 o 2. Tính kết hợp cao: Hiệu pha trong khoảng hai thời điểm luôn không đổi, độ đơn sắc cao ~ (10 -18 -10 -20 )m. / ~ 10 -15 3. Tính kết hợp không gian cao: trong khoảng cách L=100km giữa hai điểm hiệu pha không đổi. CờngđộánhsángcựclớnE~10 7 V/m công suất đạt 10 12 W. 4. Hiệu suất: Heli-Neon 1%, CO 2 -N đạt 10- 20%, Bán dẫn 40-100% 5. Bức xạ cờng độ cao ở chế độ liên tục, 6.9. ứng dụng của LASER a, Trong kỹ thuật đo lờng chính xác, in chụp v tạo ảnh: ảnh vết sáng trên mặt trăng của tia laser nhỏ hơn của vết do sóng điện từ cùng điều kiện 5000 lần Điều khiển từ xa Bom laser c=(2997924581)m/s Điều biên AM, Điều tần FM, Chế độ xung cực ngắn 6.10 -15 s(femtosecond) b, T¹o ¶nh 3 chiÒu honogram nguån laser g−¬ng B g−¬ng A Phim c, Kỹ thuật thông tin Góc mở nhỏ, tần số cao (= 10 6 tầnsốVT)- >200kênh TH Truyền lợng thông tin lớn, tốc độ cao theo cáp quang d, Cờng độ lớn 10 17 W/cm 2 : ứng dụng trong kỹ thuật gia công vật liệu, vi phẫu thuật e, Trong các ngnh khoa học kỹ thuật khác, nh vật lý: Nhiệt độ cao: tập trung năng lợng trên 2 Kích thích v chọn lọc trong phản ứng hoá học với sự tham gia của đồng vị nhất định Trong sinh học: chiếu rọi các tế bocỡ micromet Tần số cao dùng tách các đồng vị phóng xạ [...]... f h i m i h 2 h1 f hấp thụ một hấp thụ hai photon photon qua trạng thái trung gian m; t ~1 0-8 s Photon thứ 2 kịp đến nâng lên mức f 2 1 f m t ~1 0 -1 5s i trạng thái trung gian m không quan sát đợc photon thứ 2 đến trong khoảng t ~1 0 -1 5s g, Quang học phi tuyến: Khi chiếu laser vo chất điện môi gây ra véc tơ phân cực: P = 1 E + 2 E + 3 E + 2 3 có thể tạo ra tia laser có bớc sóng bằng 1/ 2 bớc sóng tia... chất điện môi gây ra véc tơ phân cực: P = 1 E + 2 E + 3 E + 2 3 có thể tạo ra tia laser có bớc sóng bằng 1/ 2 bớc sóng tia sơ cấp ứng với tia hoạ ba r r E = E 0 sin t Px = 1 E 0 sin( t kx ) + 2 E 0 sin 2 ( t kx ) 1 1 2 2 2 Px = 1 E 0 sin( t kx ) + 2 E 0 + 2 E 0 cos ( 2t 2kx ) 2 2 2 sóng lan truyền với: tần số bằng tần số kích thích Véc tơ phân cực không đổi Sóng hoạ ba thứ 2 có tần số gấp đôi . qua Gơng phản xạ 10 0% Gơng phản xạ 50% L 2 nL = Môi trờng kích hoạt Máy phát Laser: 6.5. Cơ chế bơm - Phát xạ cộng hởng E 2 E 1 h=E 2 -E 1 Thời gian sống ở mức E 3 , E 4 cỡ 10 -8 -1 0 -9 s v nhảy. của Laser 1. Tính định hớng cao: ở nhiệt độ phòng độ mở 0. 01 o 2. Tính kết hợp cao: Hiệu pha trong khoảng hai thời điểm luôn không đổi, độ đơn sắc cao ~ (10 -1 8 -1 0 -2 0 )m. / ~ 10 -1 5 3. Tính. trong khoảng cách L =10 0km giữa hai điểm hiệu pha không đổi. CờngđộánhsángcựclớnE ~10 7 V/m công suất đạt 10 12 W. 4. Hiệu suất: Heli-Neon 1% , CO 2 -N đạt 1 0- 20%, Bán dẫn 4 0 -1 00% 5. Bức xạ cờng