...lbert Einstein si-a continuat studiile asupra fizicii luminii aratind ca moleculele energizate corespunzator emit lumina de o singura culoare, monocromatica.In 1951 Charles Tones si-a propus sa produca microunde mai puternice cu ajutorul unui oscilator foarte mic. Lui Tones i-a venit ideea ca moleculele de amoniac ar avea dimensiunile corespunzatoare pentru a vibra cu viteza necesara. El a construit primul dispozitiv care amplifica microundele prin emisie stimulata de radiatie si numea acest dispozitiv MASER dupa initialele procesului Microave Amplification by Stimulated Emission of Radiation.Atit Tones cit si alti oameni de stiinta s-au gindit ca acelasi principiu putea fi utilizat si la amplificarea luminii, desi problemele de ordin tehnic erau mai dificile. Biroul de brevete a acordat un credit pentru conceperea unui dispozitiv de amplificare a luminii prin emisie stimulata de radiatie, unui student licentiat de la Universitatea Columbia, Gordon Gould, care a prezentat proiectul unui LASER pe 11 nov. 1957. In ciuda brevetului primit, se considera ca primul laser utilizabil a fost construit de Theodore Harold Maiman, in mai 1960 laser cu rubin .Laserii sunt dispozitive cuantice de emisie si amplificare a radiatiei in regiunile optica si cea a microundelor ce isi bazeaza functionarea pe interactiunea a doua sisteme fizice campul electromagnetic dintr-o cavitate rezonanta si mediul activ situat in aceeasi cavitate rezonanta, format din atomi, ioni, molecule etc.Prin excitarea mediului printr-un procedeu oarecare ciocniri electronice, transfer rezonant de energie, reactii chimice, campuri electrice si magnetice in mediul excitat se acumuleaza o mare cantitate de energie electromagnetica, care in anumite conditii poate fi eliberata prin emisie stimulata, sub forma radiatiei laser.Clasificarea laserilor se poate face dupanatura mediului activ solid, lichid, gazosputerea emisadomeniul de lungimi de unda al radiatiei emisemodul de functionarecontinua sau in impulsuri.Laserul cu microundeAcest laser a fost inventat de Tones si Shalo in 1954. Raza de amoniac trece printr-un concentrator electrostatic pentru a separa moleculele aflate pe nivele energetice superioare.Nu este o coincidenta ca efectul laser a fost aplicat pentru prima oara in regiunea microundelor. Emisiile spontane sunt proportionale cu cubul frecventei de tranzitie, fiind mici in aceasta portiune a spectrului, si putand fi neglijate, in comparatie cu alte procese ca emisiile stimulate si absorptia. Din acest motiv inversia populatiilor sunt obtinute usor cu o energie mica. Prima inversie a populatiilor a fost obtinuta in molecula de amoniac NH3. Inversia populatiilor in moleculele de amoniac se obtine prin separarea fizica a particulelor aflate pe nivele energetice superioare de cele aflate pe nivele energetice inferioare.Laserul opticDupa publicarea lucrarii in care Shalo si Tones aratau posibilitatea actiunii laserului si in spectrul infrarosu si chiar si in spectrul vizibil nu a trecut mult si multi cercetatori au inceput sa ia in considerare crearea unor astfel de aparate. Multi experti credeau ca primele aparate de acest tip vor folosi un gaz. Insa a fost o mare surpriza cand Maiman, in 1960, a creat un aparat ce folosea rubinul pentru a producea efectul laser in spectrul vizibil.La inceput s-a crezut ca pompajul optic va fi ineficient, insa aceasta se intampla numai pentru ioni cu rezonanta mica, ca cei din gaze sau plasma. In ceea ce priveste ionii metalici, acestia pot absorbi radiatii de lungimi de unda aflate intr-o banda mai larga. Radiatiile cu lungimi de unda de 550 nm. sunt absobite de o populatie de ioni de Cr 3 aflata intr-un cristal de corindon care contine Cr203 si Al203 in raport de masa 12000, apoi se face o tranzitie rapida, fara modificari de temperatura, spre un nivel inferior metastabil de 5 milisecunde. Daca energia de pompare depaseste o anumita valoare, se poate face o inversie a populatiilor, care sa treaca de la o stare neutra la acest nivel metastabil. Performantele laserului cresc mult daca se afla in interiorul unui rezonator optic. Primul laser optic, construit de Maiman in 1960, era un laser cu pulsatie, din motive de disipare a caldurii si a necesitatii unei energii mari de pompare. Nelson si Boyle au creat in 1962 primul laser continuu cu rubin, inlocuind sursa o lampa-blit cu o lampa cu arc.La putin timp dupa ce a fost anuntat prima reusita a laserului optic, alte laboratoare de cercetare au inceput si ele, cu succes, sa faca experimente cu lasere optice care in loc de Cr aveau alte metale rare ca Nd, Pr, Tm, Ho, Er, Yb, Gd si chiar U, iar in locul cristalului de corindon s-a incercat folosirea unei combinatii de Ytriu-Aluminiu-Garnet, CaF2, sau sticla care era si mai usor de fabricat. Aceste lasere si-au gasit, odata cu imbunatatirea metodelor de fabricatie, si aplicatii practice.Laserul cu rubin EMBED PBrush EMBED PBrush EMBED PBrush EMBED PBrush Laserul cu rubin este alcatuit, in principal, dintr-un cristal cilindric de rubin, doua oglinzi paralele, argintate sau aurite si un tub de descarcare, in forma de spirala, umplut cu un gaz nobil si conectat la un condensator de mare capacitate . Dupa cum se stie, rubinul este un oxid de aluminiu care contine mici cantitati de ioni de crom. Cilindrul de rubin utilizat are lungimea de cativa centimetri si diametrul de cativa milimetri. Cele doua oglinzi plane si paralele, slefuite cu mare grija, sunt argintate sau aurite in asa fel incat una dintre ele este complet opaca, iar cealalta partial transparenta, ca sa poata permite razelor laser sa paraseasca instalatia. Ele sunt asezate la capetele cilindrului de rubin, uneori se metalizeaza chiar capetele cilindrului. Tubul de descarcare, in forma de spirala, umplut cu neon, xenon sau amestecuri de neon si cripton este conectat la ...
Download