apresentaçlão sobre laser

apresentaçlão sobre laser

  • Uma luz coerente onde transições eletrônicas iniciam o estímulo externo.

  • O termo LASER, no inglês: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiaton, significa "ampliação de luz por meio da emissão estimulada de radiações".

Theodore Maiman em 1960 acionou o primeiro laser sólido, a partir de cristais de rubi.

  • Theodore Maiman em 1960 acionou o primeiro laser sólido, a partir de cristais de rubi.

  • Javan produziu o primeiro laser à gás, a partir de uma mistura de gases nobres Hélio e Neônio, mostrado na figura 1a.

O primeiro laser: Maiman, 1960

Albert Einstein, em 1917, mostra o conceito de laser à física, que foram bases teóricas para o seu desenvolvimento na época.

  • Albert Einstein, em 1917, mostra o conceito de laser à física, que foram bases teóricas para o seu desenvolvimento na época.

  • Apenas em 1960, o laser apareceu em operação.

  • O átomo isolado pode existir em um estado de energia fundamental E1 e um estado excitado E2.

Existem três modos pelos quais o átomo é impedido a passar de um para o outro estado que é permitido.

  • Existem três modos pelos quais o átomo é impedido a passar de um para o outro estado que é permitido.

  • Absorção: Na figura 2ª, o átomo apresenta-se em seu estado de energia mais baixa, E1. Admiti-se que esteja presente um espectro contínuo de radiação. Um fóton, dessa radiação, de energia interage com o átomo, o fóton desaparece e o átomo passa para o estado de energia mais elevada.

  • equação para o processo de absorção:

  • (hf = E2 – E1)

Emissão Espontânea: Na figura 2b, mostra o átomo em seu estado de energia mais elevado sem radiação presente. Depois de um tempo, o átomo se move espontaneamente, para o estado de energia mais baixa, emitindo um fóton de energia hf.

  • Emissão Espontânea: Na figura 2b, mostra o átomo em seu estado de energia mais elevado sem radiação presente. Depois de um tempo, o átomo se move espontaneamente, para o estado de energia mais baixa, emitindo um fóton de energia hf.

  • Emissão Estimulada: Na figura 2c, o átomo apresenta-se no seu estado de energia mais elevada, porém contamos com o auxílio de um espectro contínuo de radiação,o mesmo da absorção. O átomo salta para o estado de energia mais baixa, emitindo um fóton de energia hf. Existem agora dois fótons quando antes só existia um.

  • Figura 2c.

  • Quando um átomo se excita para alcançar a última camada de valência, ele deixa uma lacuna (vazio) - seu lugar de origem; ao retornar a essa lacuna (não necessariamente o mesmo elétron) emite uma radiação eletromagnética.

O intervalo de tempo em que o elétron permanece fora de sua lacuna pode variar, este tempo determina a dispersão de energia e quanto mais tempo permanece fora, menor será sua dispersão quando ele voltar.

  • O intervalo de tempo em que o elétron permanece fora de sua lacuna pode variar, este tempo determina a dispersão de energia e quanto mais tempo permanece fora, menor será sua dispersão quando ele voltar.

A luz de um laser é altamente monocromática, e sua energia é carregada pelo fóton estimulante e pelo fóton emitido, que são as mesmas. No espectro, essa luz é composta de apenas um comprimento de onda.

  • A luz de um laser é altamente monocromática, e sua energia é carregada pelo fóton estimulante e pelo fóton emitido, que são as mesmas. No espectro, essa luz é composta de apenas um comprimento de onda.

  • A luz do laser é de alta intensidade e sua potência pode atingir ordens de tera-watt (1012 W). Essas grandes intensidades ocorrem em lasers onde a energia acumulada em longo tempo é totalmente emitida em um intervalo de tempo muito pequeno, da ordem de 10-12 s.

  • A luz de um laser é altamente direcional e os fótons emitidos inclinados ao eixo central não contribuirão para o feixe de laser final. O feixe resultante, que é constituído de ondas que caminham na mesma direção, é bastante estreito; ou seja, todo feixe propaga-se na mesma direção, havendo um mínimo de dispersão. Essa característica é extremamente importante para uma série de aplicações em comunicação, na indústria, na eletrônica etc.

  • A luz de um laser é altamente coerente, os trens de onda podem ter centenas de quilômetros de comprimento. Isso significa que podemos obter franjas de interferência pela combinação de 2 feixes separados cujas as diferenças de percurso ótico sejam dessa ordem de grandeza.

São classificados por meio ativo e seu comprimento de onda.

  • São classificados por meio ativo e seu comprimento de onda.

  • Ex: Laser de CO2 - 1060 .

  • Osciladores e Amplificadores não-lineares são classificados também pela freqüência e duração dos pulsos.

  • Ex: Oscilador Compact - Cristal Ti:saphire - 800  - 75 MHz - 12 fs

Os aparelhos de CD - Diodo semicondutor - 785 .

  • Os aparelhos de CD - Diodo semicondutor - 785 .

  • DVD`s - Diodo - 650 nm (no futuro Diodo semicondutor - 450 ).

  • Os leitores de código de barra -Hélio-Neônio-638 .

  • São amplamente utilizados:

  • Comunicação;

  • Medicina, odontologia;

  • Processos industriais;

  • Pesquisas sobre fusão nuclear;

  • O desenvolvimento de tipos de laser depende de encontrarmos materiais onde pode ocorrer inversão de população.

  • Muitos outros materiais podem ser usados. Alguns, como o rubi, emitem luz laser pulsada, como a mistura de gases hélio-neônio e certos corantes líquidos, emitem luz laser contínua.

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