label Cursuri autorenew 2025-09-29, 16:58 history_edu Dumitrescu Floare
LASER” reprezinta acronimul pentru Light Amplification by Stimulated Emision of Radiation. Conceptul de emisie stimulata a fost sugerat in 1917 de catre profesorul Albert Einstein, ceea ce a dus la descoperirea in 1960 a ruby-laserului de catre T. Maiman. La 6 luni dupa descoperirea acestuia, A.Javan a produs radiatie laser intr-o mixtura de gaze He-Ne, in timp ce la sfarsitul anului 1962 M. Nathan, R. Hall si T. Quist au produs emisie de radiatie laser prin semiconductori.

De atunci si pana acum s-au descoperit numeroase alte medii care pot sustine producerea laserilor, printre care enumeram: gazele ionice si moleculare(He-Ne, CO2, argon, excimeri) , cristale sintetice(rubin, Nd:YAG, Er:YAG, alexandrit), solutiile colorate.

II. Fizica laserului

1.Principiile laserului



Pentru a creea radiatia laser, sunt necesare patru conditii de baza:
i. mediul activ care sa poata emite radiatii in campul optic al unui spectru electromagnetic;
ii. inversia populationala produsa in mediul activ;
iii. mecanism de excitare care produce inversia populationala;
iv. rezonatorul optic care suporta frecventa de oscilatie, furnizand reactia pozitiva pentru amplificarea radiatiei de emisie spontana.

i. Mediul activ si nivelele energetice

Mediul activ poate fi o colectie de atomi, molecule sau ioni. Consideram o diagrama de energie simplificata intr-un model de gaz ce reprezinta o colectie de atomi prin care examinam procesele clasice: absobtie stimulata si emisie spontana, precum si noul proces de emisie stimulata.

Atomii gazului sunt caracterizati de doua stari energetice:stare non- excitata E0 si starea excitataE1, cu E1>E0, separate de o distanta care corespunde unei energii E10=E1-E0 sau unei frecvente ?10=E10/h, unde h este constanta lui Planck (fig. 1).Cand o unda electro-magnetica traverseaza prin sistem cu o frecventa ?10, atomii din nivelul E0 absorbenergie si se urca intr-o stare superioara E1, proces numit absorbtie stimulata. In paralel cu procesul de absorbtie, are loc si un proces de emisie, prin care atomii din stadiul E1 trec in stadiul E0 printr-un proces rapid, repopuland nivelul E0. Procesul de reantoarcere al atomilor excitati din nivelul E1 in nivelul E0 poate avea loc in doua moduri; fie spontan, fie stimulat( in procesul de emisie stimulata, energia este adaugata in final undei stimulante), aceast implica ca fotonului care determina emisia stimulata I se adauga un al doilea foton care are aceeasi lungime de unda si aceeasi faza.

Astfel atomii care emit radiatii printr-un proces spontan emit dezordonat in timp, in timp ce atomii care emit radiatii dupa stimulare, emit in faza cu radiatia stimulanta.