50 LET LASERU. Miroslava VRBOVÁ

Rozměr: px
Začít zobrazení ze stránky:

Download "50 LET LASERU. Miroslava VRBOVÁ"

Transkript

1 Laser... inter eximia naturae dona numeratum plurimis compositionibus inseritur. (Laser... jeden z nejvzácnějších darů přírody mající rozmanité použití.) Plinius St.: Naturalis Historia XXII, 49 (1.stol.n.l.) 50 LET LASERU Miroslava VRBOVÁ Abstrakt: V příspěvku je připomenuta konstrukce prvního rubínového Maimanova laseru a je popsána historie jeho vynálezu. Zmíněn je obecný princip činnosti laserů a přehled vlnových délek, které známé lasery generují. Je uvedeno třídění laserů podle použitého aktivního prostředí a způsobu buzení. Komentovány jsou aplikace laserů a stručně zmíněny extrémní lasery pro vybrané aplikace. V závěru je uveden výčet 7 Nobelových cen, udělených za lasery a jejich aplikace do r Úvodem LASER je zkratkou anglického termínu Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, což označuje proces zesilování světla pomocí stimulované emise záření. Toto slovo se současně používá pro označení zdroje optického záření, založeného na principu zesilování záření využitím stimulované emise. První laser -rubínový- byl sestrojen Američanem T.H.Maimanem a uveden v činnost 15. května Když o realizaci prvního laseru referoval na tiskové konferenci pořádané 7. července v Hughes Research Laboratories uvedl hned pět oblastí, kde by mohl být laser s výhodou využíván: pro zesilování světla, pro zkoumání podstaty látky, pro komunikace ve vesmíru, zvýšení kapacity pozemských komunikačních kanálů a protože se jeho záření dá fokusovat, je možné zvyšovat hustotu výkonu potřebnou pro aplikace v chemii, průmyslu a medicíně. Uvedené aplikace vyplývaly bezprostředně z poznání nové kvality světla generovaného laserem z koherence. V následujícím půlstoletí se ukázalo, že aplikací laseru je ještě mnohem více. Slovo LASER nebylo poprvé objeveno v roce Stejná pětice písmen LASER (n. Laserpitium) byla o více než tisíciletí dříve používána pro označení vzácné rostliny, rostoucí na území dnešní Libye. Měla mnohostranné použití. Římané ji používali k léčení řady nemocí, při uštknutí hadem nebo škorpiónem, při zranění otráveným šípem i jako koření, neboť měla velmi výraznou chuť. S velkým úspěchem byla vyvážena do Řecka i Říma. Římané se ji pokoušeli pěstovat ve své zemi, ale bez úspěchu. Asi ve druhém století našeho letopočtu však tato rostlina prý zcela vymizela [1]. Zajímavou paralelu mezi dřívějším laserem-rostlinou i novodobým laserem- přístrojem vidíme ve výjimečné kvalitě a široké možnosti použití. Během padesáti let, která téměř uplynula od realizace prvního laseru, bylo sestrojeno mnoho typů laserů, vysílající záření v širokém pásmu optických vlnových délek od rentgenové až po vzdálenou infračervenou oblast. Bylo objeveno, odzkoušeno a je vyžíváno nesmírné množství aplikací. Rozvoj laserů a jejich aplikací není ještě zdaleka uzavřen. 1

2 První laser Základním stavebním prvkem prvního (Maimanova) laseru bylo aktivní prostředí ve tvaru vybroušeného válce krystalu rubínu (viz obr. č. 1). Rubín je polodrahokam, krystal oxidu hlinitého dopovaný chromem. Trojmocné ionty chromu, nahrazující v krystalografické mříži některé atomy hliníku, dodávají tomuto krystalu zářivě růžovou barvu. Na koncích rubínového válce byla vytvořena rovnoběžná zrcadla. Na jednom konci bylo zrcadlo plně odrazné, na druhém polopropustné. Výbojka ve tvaru spirály, obklopující rubínový výbrus, vysílala impulsy intenzivního bílého světla. Za polopropustným zrcadlem byl pozorován záblesk červeného světla laserový svazek. Obr.1: Sestava prvního rubínového laseru (převzato z V tomto opticky buzeném pevnolátkovém laseru ionty chromu absorbují modré a zelené záření výbojky. Excitované ionty chromu vysílají následně charakteristické rubínové záření. Zrcadla na konci krystalu odrážejí část vysílaného záření tam a zpět. Záření procházející krystalem vyvolává stimulovanou emisi excitovaných iontů úměrnou intenzitě záření, takže intenzita záření při opakovaných průchodech krystalem uvnitř optického rezonátoru vzrůstá až dosáhne takovou úroveň, že odvede podstatnou část energie, kterou výbojky vložily do iontů chromu v krystalu. Co předcházelo vynálezu laseru Sestrojení prvního laseru nebylo objevem náhodným [2]. Předcházelo mu dlouhé období cíleného úsilí řady vědců v různých místech světa. Přímým předchůdcem laseru byl maser (zkratka pro Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation) tedy generátor mikrovlnného záření, realizovaný Američanem C. H. Townesem. Sovětský vědec V. A. Fabrikant podal v roce 1951 patentovou přihlášku na zesilování elektromagnetického záření v široké oblasti spektra od ultrafialového záření až k radiovým vlnám, tedy princip laseru. V roce 1954 R.H. Dicke navrhl optické buzení k dosažení inverze populace hladin (vytvoření 2

3 zesilujícího prostředí) a také v r patentoval myšlenku využít Fabryův-Perotův interferometr jako optický rezonátor. První detailní návrh laseru, který byl v té době nazýván optickým maserem byl publikován C. H. Townesem and A.L. Schawlowem v časopise Physical Review v prosinci 1958 s názvem Infrared and Optical Masers. Tento článek odstartoval velkou soutěž o realizaci prvního laseru. Autoři článku nebyli jedinými zúčastněnými v této soutěži. Lasery se navrhovaly a stavěly na několika pracovištích, při čemž se vycházelo z různé profesionální zkušenosti výzkumníků. Townes, Maiman a Bloembergen pracovali dříve na mikrovlnných maserech, jiní např. P.P. Sorokin, R. Hall and N. Patel v jiných oblastech fyziky. Zpočátku bylo úsilí soustředěno na spektroskopické studie. A. Javan pracoval na helium-neonovém laseru v Bell laboratories již před zveřejněním článku Townse a Schawlowa. C.H. Townes se svými studenty se věnoval s parám draslíku, N. Basov v Moskvě studoval se svými studenty polovodiče. Veškerý výzkum směřující k laseru byl většinou jen skromně financován. Výjimkou byl Pentagon, který štědře financoval výzkum soukromé firmy G.Goulda (Townesova studenta), který se soustředil na páry alkalických kovů. A.L.Schawlow v Bell Laboratories se zabýval rubínem, jehož spektroskopické vlastnosti byly dobře známy z výzkumu maserů. Naneštěstí došel v roce 1959 k závěru, že je pro optickou oblast nevhodný. Theodor Maiman však pokračoval s rubínem, snažíc se využít své předchozí zkušenosti z maserů. Došel k závěru, že kvantové přechody na rubínu nelze využít ke kontinuální generaci, a že k demonstraci postačí impulsní provoz. Podařilo se. O publikaci a uznání objevu rubínového laseru T. Maiman neprodleně připravil článek pro Physical Review Letters, v němž pro svůj vynález laseru použil termín optical maser. Redakce příspěvek odmítla s tím, že není dostatečně aktuální, že jde zase o jiný maser. Maiman se nevzdal a připravil krátké sdělení pro britský týdeník Nature. Vynález laseru byl tedy poprvé publikován 6. srpna 1960 v Nature. Později pak byly detailní popis a pozorování zveřejněny v obsáhlejším článku ve Physical Review. Brzo po Maimanovi byly postaveny rubínové lasery v řadě dalších laboratořích. Schawlowův tým byl mezi prvními následovníky. I když T. Maiman zvítězil v soutěži o první konstrukci laseru, nebyl tím, kdo dostal Nobelovu cenu za tento vynález. Nobelova cena byla udělena společně C.H. Townesovi, L.N. Basovovi a A.N. Prokhorovovi v roce 1964 za teoretické poznání předcházející konstrukci laseru. Z historie dalších laserů Sestrojení rubínového laseru bylo bezprostředním stimulem objevů dalších typů laserů, vyzařující jiné vlnové délky a využívající jiná laserová prostředí. V r.1961 byl realizován první plynový helium-neonový laser, vysílající záření v blízké infračervené oblasti. O rok později pak helium-neonový laser s výstupním svazkem ve viditelné oblasti. V té době byl a také realizován první polovodičový laser. V r zazářil poprvé CO 2, který generoval infračervené záření (s vlnovou délkou 10,6 µm) o výkonu 1 mw. V roce 1965 byl sestrojen CO 2 laser s výkonem 50 W a také první chemicky buzený laser. V roce 1967 pak byl realizován laditelný laser s aktivním prostředím v kapalném stavu, tj. s roztokem organického barviva. První excimerový laser, vysílající ultrafialové záření, byl realizován v roce Laser s volnými elektrony pak píše svou historii od r

4 V Československu byly první lasery realizovány v r a to neodymový skleněný ve Fyzikálním ústavu ČSAV, rubínový ve Vojenském výzkumném ústavu Praha a heliumneonové lasery v Ústavu přístrojové techniky ČSAV v Brně a v Tesla VÚST A.S. Popova v Praze. Česká vědecká veřejnost se v průběhu celých padesáti let podílela nezanedbatelnou měrou na výzkumu laserů a jejich aplikací. Princip činnosti laseru Laser je zdroj koherentního infračerveného viditelného nebo ultrafialového záření, založený na rezonanční interakci mezi souborem kvantových soustav (u rubínu soubor trojmocných iontů chromu v krystalografické mříži) a elektromagnetickým zářením definované frekvence (např. rezonanční frekvence optického Fabryova-Perotova rezonátoru) [1,3]. Základními stavebními prvky laseru jsou zesilující (aktivní) prostředí A (obr. 2) a optický rezonátor, tvořený zpravidla dvěma zrcadly Z 1 Z 2, z nichž jedno bývá vysoce odrazné a druhé polopropustné a slouží k vyvázání laserového záření z rezonátoru. Obr.2: Základní prvky laseru; A- Zesilující (aktivní) prostředí, Z 1 Z 2 Zrcadla Aktivní prostředí A je soubor kvantových soustav (tj. atomů, iontů nebo molekul), umístěný v jisté konečné části prostoru. Kvantové soustavy mají obecně diskrétní spektrum vázaných stavů a jim přísluší diskrétní spektrum energetických hladin, např. E 1 a E 2. Při zářivých přechodech mezi dvěma vybranými stavy dochází k výměně energie s rezonančním elektromagnetickým zářením, tj. se zářením, jehož kruhová frekvence ω, se rovná frekvenci kvantového přechodu ω 21 = (E 2 -E 1 )/h. O tom, jestli bude aktivní prostředí zesilovat nebo zeslabovat záření rozhodují tzv. populace energetických hladin N i,, tj. počty kvantových soustav nacházející se na příslušné hladině E i. Aktivní prostředí zesiluje, je-li N 2 > N 1. Takový stav se označuje jako stav souboru s inverzí populace hladin. K tomu, aby se v aktivním E prostředí ustavila inverze, musí být vnější činidlem (buzením) 2 - N 2 dodávána energie a přednostně zaplňovány horní hladiny E 2 a E 1 - N 1 populace spodní hladiny N 1 snižována prostřednictvím interakce s jinou složkou okolního prostředí (tlumením). Čím větší je rozdíl populací hladin N 2 N 1 tím účinněji je rezonanční záření zesilováno. Když zesílení záření při průchodu aktivním prostředím kompenzuje ztráty při odrazu na polopropustném zrcadle, je překročen práh a systém se stává generátorem optického záření. Frekvence ω 21 vystupujícího záření je dána Obr.3: Eenergetické hladiny energetickými hladinami kvantových soustav (atomů, iontů nebo molekul). Generovat je možné jen záření těch vlnových délek (resp. frekvencí), u kterých se nám podaří nalézt kvantovou soustavu s odpovídající frekvencí 4

5 kvantového přechodu a současně nalézt metodu vytvoření inverze populace na tomto přechodu, tj. nalézt metodu buzení. Přehled známých typů laserů Vlnové délky záření, které mohou být generovány dosud známými lasery, leží v širokém pásmu od měkké rentgenové oblasti (1 nm) až po submilimetrové vlny (100 µm). Pro generaci laserového rentgenového záření se využívají kvantové přechody mezi elektronickými stavy mnohonásobně nabitých iontů. Ultrafialové a viditelné záření je generováno prostřednictvím elektronických přechodů atomů kovů, iontů v plynu a iontových příměsí v pevných látkách. Pro generaci záření ve střední (resp. daleké) infračervené oblasti se využívá kvantových přechodů mezi vibračními (resp. rotačními) stavy molekul. Rentgenové lasery využívají kvantových přechodů mnohonásobně ionizovaných iontů v plazmatu. Přehled vlnových délek záření vysílaného nejvíce používanými lasery je patrný z grafu na obr. 4. 5

6 obr. 4: Přehled vlnových délek generovaných lasery 6

7 Principy i techniky buzení laserů mají řadu různých podob a závisejí na zvoleném kvantovém přechodu a na fyzikálním stavu aktivního prostředí. Plynové lasery (např. argonový laser, helium-neonový, CO 2,) bývají buzeny elektrickým výbojem. Pro buzení pevnolátkových laserů (např. rubín, Nd:YAG, Ti:safír) se používá optické záření výbojek, polovodičových luminiscenčních diod apod. Různé principy buzení pro různé druhy aktivního prostředí jsou uvedeny v přehledové tabulce č. 1. Tabulka 1: Třídění laserů podle aktivního prostředí a buzení Aktivní prostředí Označení Buzení Dielektrické krystaly Skla Pevné Vlastní látky Polovodiče Příměsové Kapaliny organická barviva Plyny Elektrický výboj Plazma Laserové plazma Pevnolátkové Polovodičové Barvivové Fotodisociační Elektroionizační Atomové Iontové Plynové Molekulární Excimerové Dynamické plynové Chemické Plazmatické Optické Elektrickým proudem Elektronovým svazkem Optické Optické Elektronovým svazkem Elektrickým výbojem Expanzí plynu Chemickou reakcí Rekombinační Srážkové Jednotlivé lasery se navzájem liší nejen vlnovou délkou záření a principem buzení, ale také režimem generace. Některé lasery pracují kontinuálně a jejich základním parametrem je výstupní výkon, který bývá podle typu laseru v rozmezí několika mikrowattů až stovek kilowattů. Neméně důležitým parametrem je divergence (rozbíhavost) svazku, která předurčuje míru fokuzovatelnosti svazku. U kvalitních laserů bývá divergence rovna zlomkům miliradiánu a minimální dosažitelný rozměr ohniska dosahuje několikanásobku vlnové délky záření. U laserů impulsních je důležitým parametrem doba trvání impulsu. Ta je pro různé typy laserů a 7

8 různé metody generace různá a pohybuje se v intervalu od několika femtosekund (10-15 s) až do několika milisekund. Lasery, u nichž je výstup tvořen dlouhým sledem impulsů označujeme jako lasery pulsní. Důležitými parametry pulsních laserů jsou opakovací frekvence a střední výkon. Aplikace laserů Lasery se využívají v nejrůznějších oborech lidské činnosti. Ve strojírenství pro sváření, řezání, vrtání, kalení, v mikroelektronice pro litografii, v elektronice pro dostavování a nařezávání odporů. V astronomii a geodézii jsou základním prvkem v systémech měření velkých vzdáleností s vysokou přesností, sloužící například ke zpřesňování údajů o Zemi a Měsíci. Široké pole uplatnění mají lasery i v technice spojů, vojenské technice restaurátorství i v medicíně. Pro každou aplikaci je potřebné pochopit princip interakce záření s látkou, který má být využit a potom optimálním způsobem zvolit vlnovou délku záření (nalézt laserové prostředí), zvolit režim generace (např. délku impulsu), získat potřebný výkon nebo energii a doladit plošnou hustotu výkonu (energie) záření v místě interakce (např. vhodnou fokuzací) atd. Jako příklad uvedeme použití laserů v medicíně. Při interakci s biologickými materiály dochází k různým účinkům záření na tkáň v závislosti na tom, jakou vlnovou délku a jaký výkon má dopadající laserové záření. Účinky lze charakterizovat následujícím výčtem Tepelné efekty se uplatňují, když dochází ke zvyšování teploty prostřednictvím absorpce pigmentů v tkáni. Důsledkem může být např. fotokoagulace Ho:YAG laserem. Fotochemické procesy dominují, když ultrafialové a viditelné záření vyvolává destrukci chemických vazeb. To se využívá např. při fotodynamické terapii zlatým laserem nebo při úpravě rohovky excimerovými lasery. Mechanické účinky vznikají při vytváření plazmatu zejm. při optickém průrazu v látce, který vede k vytvoření tlakové vlny a k roztržení tkáně, tj. fotodestrukci impulsním Nd:YAG laserem. Odpaření a mikroexploze, která nastává v důsledku náhlého vzrůstu teploty nad bod varu v důsledku absorpce ve vodě (např. při ozáření Er: YAG). Jedním z mnoha způsobů použití laseru v medicíně je léčení diabetické retinopatie. Tam se využívá fotokoagulace na sítnici lidského oka, tedy mírného ohřátí sítnice v důsledku absorpce záření v místě, kam dopadá záření fokusované vlastní čočkou. Vhodná vlnová délka laserového záření je dána podmínkou, aby záření ve tkáni sítnice bylo dobře absorbováno a současně nebylo absorbováno a nepoškozovalo ostatními části oka, kterými musí projít než dopadne na sítnici. Této podmínce dobře vyhovují vlnové délky v okolí 500 nm (zelené světlo). Nejčastěji se pro danou aplikaci využívá argonový iontový laser. V úvahu však připadají i jiné pulsní lasery vysílající zelené světlo, mj. i druhá harmonická záření Nd:YAG. Extrémní lasery pro vybrané aplikace Aplikace laserů se rozšířili a stále rozšiřují do nejrůznějších oborů lidské činnosti vedou k tomu, že jsou vyráběny jednak velké série laserů pro širokou spotřebu např. pro čtečky čárových kódů, pro záznam a čtení DVD, pro laserovou show, jednak se vyvíjejí stále nové speciální i velmi extrémní typy laserů pro nové velmi náročné aplikace. Níže uvádíme výběr 8

9 extrémních laserů z roku 2007 [4], přesněji přehled nejznámějších reprezentantů ve vybraných extrémních kategoriích. Největší energie laserového impulsu: 150 kj v jediném 10 ns impulsu bylo dosaženo na laserovém systému National Ignition Facility (NIF) v Lawrence Livermore National Laboratory in Livermore v r Energie obsažená v takovém impulsu odpovídá kinetické energii tumového automobilu pohybujícího se rychlostí asi 90 km/s. NIF má v plánu dosáhnout energie až 1 MJ. Všechna tato energie má být namířena na maličkou kuličku obsahující deuterium. Cílem je dosáhnout lasere iniciace termojaderného slučování, které bude základem řešení budoucího energetického zdroje. Nejkratší laserový impuls: Impuls kratší než 1 femtosekunda (10-15 s) byl vytvořen v Max Planck Institute for Quantum Optics v Garchingu. Délka impulsu je kratší než jedna perioda kmitu optického záření. Takový impuls obsahuje velmi široké spektrum frekvencí od viditelných do ultrafialových a je generován prostřednictvím kontinua. Podle frekvenčního spektra se tak velmi liší od představy jednofrekvenčního spektra obvyklých laserů. Takto krátký impuls má umožnit nahlédnout do rychlých procesů na molekulární úrovni. Největší okamžitý výkon: Výkon vyšší než 1 PW (10 15 W) byl poprvé dosažen v Lawrence Livermore National Laboratory v roce Tento výkon převyšuje tisíckrát výkon všech amerických elektráren. Trvá však jen po dobu 440 fs, čemuž odpovídá celková energie jen 680 J. Vzhledem k tomu, že optický výkon může být fokusován do malého objemu, odpovídá jeho fokuzovatelná energie hustotu J.cm -3. To je více než objemová hustota energie uvnitř hvězd. Při takových hustotách energie dosahují elektrony v plazmatu relativistických rychlostí. Největší střední výkon: Více než 1 MW kontinuálního výkonu bylo dosaženo s chemicky buzeným laserem MIRACL (Mid-Infrared Advanced Chemical Laser) na zkušebně ve White Sands Missile Range, New Mexico. Protože je jeho výkon obrovský, může pracovat po dobu jen několika sekund aby nedošlo k destrukci jeho prvků (např. zrcadel). Celková výstupní energie je pak několik MJ. Nejstrašnější laser: Blízký příbuzný MIRACL umístěný na letadle Boeing F pro vojenské účely, vysílá MW impulsy o době trvání několika sekund, jeho určením je sestřelení balistických střel apod. Nejdelší laser: 1,3 km dlouhý laser s volnými elektrony, jehož součástí je lineární urychlovač elektronů ve Standfordu. Obsluha laseru využívá golfové vozíky k překonávání vzdáleností. Nejkratší laser: Několik mikrometrů dlouhý rezonátor vertikální dutiny povrchově emitujících polovodičových laserů sestrojených v Tokyo Institute of Technology pro telekomunikační účely. Nejstabilnější laser: V National Institute of Standards and Technology (NIST) pracuje laser jehož frekvence nevykazuje žádnou změnu po dobu 13 s. T zn., že během této doby nepřibude, ani neubude ani jedna perioda kmitu. Takto stabilní laser je základem atomových hodin, např. synchronizujících GPS. Nejpřesnější měření délky pomocí laseru: 1 attometr (10-18 m). Tato změna délky je omnoho řádu menší než rozměr atomu, bylo jí dosaženo pomocí laserového interferometru (LIGO) se zrcadly vzdálenými od sebe 4 km určeného pro detekci gravitačních kmitů. 9

10 Nositelé Nobelových cen za lasery Laser byl a je jak objektem, tak nástrojem aktuálního výzkumu nejen ve fyzice, chemii, technice, ale i v biologii, medicíně, astronomii, geodezii a dalších. Vědecké úspěchy v této oblasti dokládá řada Nobelových cen, udělených vědcům za rozvoj poznání v oblasti laserů a jejich aplikací. Uvádíme prostý výčet v období 1964 až 2005: 1964: Američan Charles Townes spolu s ruskými fyziky Nikolajem Basovem a Aleksandrem Prokhorovem za objem maseru v r : Američan Nicolas Bloembergen spolu s Arthur Schawlowem za rozvoj laserové spektroskoppie. 1997: Francouzský vědec Claude Cohen-Tannoudji spolu s Američany Stephen Chu a William Phillips za rozvoj metod chlazení a záchyt atomů laserovým zářením. 1999: Ahmed Zewail z CalTech cenu za využití laserové techniky pro zviditelnění pohybu atomův molekule během chemické reakce. 2000: Rus Zhores Alferov a Američan Herbert Kroemer za vývoj polovodičových heterostruktur používaných v optoelektronice, umožňující práci při pokojové teplotě a za kontinuální polovodičové diodové lasery. 2001: Američané Eric Cornell, Wolfgang Ketterle, and Carl E. Wieman za dosažené výsledky Bose-Einsteinovy kondenzace ve zředěných plynech alkalických atomů. 2005: Němec Theodor Hansch a Američan John Hall za rozvoj laserové přesné spektroskopie, zahrnující techniku optických frekvenčních hřebenů. Literatura [1] O. Svelto: Principles of lasers, Plenum Press, New York, 1982 [2] J.Hecht: Laser Pioneers, ISBN , Academic Press, 1991 [3] M. Vrbová a kol.: Lasery a moderní optika. Oborová encyklopedie. Prometheus, Praha, 1994 [4] Kontakt: Prof. Ing. Miroslava Vrbová, CSc. České vysoké učení technické v Praze, Fakulta biomedicínského inženýrství nám. Sítná Kladno 2 10

Zdroje optického záření

Zdroje optického záření Metody optické spektroskopie v biofyzice Zdroje optického záření / 1 Zdroje optického záření tepelné výbojky polovodičové lasery synchrotronové záření Obvykle se charakterizují zářivostí (zářivý výkon

Více

Lasery. Biofyzikální ústav LF MU. Projekt FRVŠ 911/2013

Lasery. Biofyzikální ústav LF MU. Projekt FRVŠ 911/2013 Lasery Biofyzikální ústav LF MU Elektromagnetické spektrum http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:elmgspektrum.png http://cs.wikipedia.org/wiki/ Soubor:Spectre.svg Bezkontaktní termografie 2 Součásti laseru

Více

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, 2014. Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu.

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, 2014. Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu. Aktivní prostředí v plynné fázi. Plynové lasery Inverze populace hladin je vytvářena mezi energetickými hladinami některé ze složek plynu - atomy, ionty nebo molekuly atomární, iontové, molekulární lasery.

Více

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.2. Základní konstrukční součásti laserů. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.2. Základní konstrukční součásti laserů. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011 Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.2 Základní konstrukční součásti laserů Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011 Konstrukce laseru 1 - Aktivní prostředí 2 - Čerpací zařízení 3 - Optický

Více

Automatizace výrobních procesů ve strojírenství a řemesel, CZ.1.07/1.1.30/01.0038, Přednáška - KA 5

Automatizace výrobních procesů ve strojírenství a řemesel, CZ.1.07/1.1.30/01.0038, Přednáška - KA 5 LASER A JEHO FYZIKÁLNÍ PODSTATA Název projektu: Automatizace výrobních procesů ve strojírenství a řemeslech Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.30/01.0038 Příjemce: SPŠ strojnická a SOŠ profesora Švejcara Plzeň

Více

MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice přednášky 4-7

MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice přednášky 4-7 MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice přednášky 4-7 Ondřej Votava J. Heyrovský Institute of Physical Chemistry AS ČR Co vás v příštích třech týdnech čeká: Dnes Za týden

Více

PSK1-14. Optické zdroje a detektory. Bohrův model atomu. Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Božetěchova 3 Ing. Marek Nožka.

PSK1-14. Optické zdroje a detektory. Bohrův model atomu. Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Božetěchova 3 Ing. Marek Nožka. PSK1-14 Název školy: Autor: Anotace: Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Božetěchova 3 Ing. Marek Nožka Optické zdroje a detektory Vzdělávací oblast: Informační a komunikační technologie Předmět:

Více

SBORNÍK ODBORNÝ SEMINÁŘ

SBORNÍK ODBORNÝ SEMINÁŘ SBORNÍK ODBORNÝ SEMINÁŘ Pořádá: Terinvest spol. s.r.o. ve spolupráci s Českou a slovenskou společností pro fotoniku Termín: 14. 15. 4. 2010 Místo : PVA Letňany, Vstupní hala I, Malý konferenční sál III

Více

CZ.1.07/1.1.30/01.0038

CZ.1.07/1.1.30/01.0038 Název projektu: Automatizace výrobních procesů ve strojírenství a řemeslech Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.30/01.0038 Příjemce: SPŠ strojnická a SOŠ profesora Švejcara Plzeň Monitorovací indikátor: 06.43.10

Více

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.1. Fyzikální princip činnosti laserů. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.1. Fyzikální princip činnosti laserů. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011 Laserové technologie v praxi I. Přednáška č. Fyzikální princip činnosti laserů Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 0 LASER kvantový generátor světla Fyzikální princip činnosti laserů LASER zkratka

Více

MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice Přednáška 5

MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice Přednáška 5 MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice Přednáška 5 Ondřej Votava J. Heyrovský Institute of Physical Chemistry AS ČR Opakování z minula Light Amplifier by Stimulated

Více

Základy fyziky laserového plazmatu. Lekce 1 -lasery

Základy fyziky laserového plazmatu. Lekce 1 -lasery Základy fyziky laserového plazmatu Lekce 1 -lasery Co je světlo a co je laser? Laser(akronym Light Amplification by Stimulated EmissionofRadiation česky zesilování světla stimulovanou emisí záření) Je

Více

Stručný úvod do spektroskopie

Stručný úvod do spektroskopie Vzdělávací soustředění studentů projekt KOSOAP Slunce, projevy sluneční aktivity a využití spektroskopie v astrofyzikálním výzkumu Stručný úvod do spektroskopie Ing. Libor Lenža, Hvězdárna Valašské Meziříčí,

Více

Světlo jako elektromagnetické záření

Světlo jako elektromagnetické záření Světlo jako elektromagnetické záření Základní pojmy: Homogenní prostředí prostředí, jehož dané vlastnosti jsou ve všech místech v prostředí stejné. Izotropní prostředí prostředí, jehož dané vlastnosti

Více

Lasery optické rezonátory

Lasery optické rezonátory Lasery optické rezonátory Optické rezonátory Optickým rezonátorem se rozumí dutina obklopená odrazovými plochami, v níž je pasivní dielektrické prostředí. Rezonátor je nezbytnou součástí laseru, protože

Více

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: Lasery - druhy

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: Lasery - druhy Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 Lasery - druhy Laser je tvořen aktivním prostředím, rezonátorem a zdrojem energie. Zdrojem energie, který může

Více

Vybrané spektroskopické metody

Vybrané spektroskopické metody Vybrané spektroskopické metody a jejich porovnání s Ramanovou spektroskopií Předmět: Kapitoly o nanostrukturách (2012/2013) Autor: Bc. Michal Martinek Školitel: Ing. Ivan Gregora, CSc. Obsah přednášky

Více

Tajemství ELI - nejintenzivnějšího laseru světa

Tajemství ELI - nejintenzivnějšího laseru světa Tajemství ELI - nejintenzivnějšího laseru světa František Batysta Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská ČVUT Fyzikální ústav AV ČR 17. leden 2013 František Batysta Tajemství ELI - nejintenzivnějšího laseru

Více

Průmyslové lasery pro svařování

Průmyslové lasery pro svařování Průmyslové lasery pro svařování (studijní text k předmětu SLO/UMT1) Připravila: Hana Šebestová V současné době se vyrábí řada typů laserů. Liší se svou konstrukcí, poskytovaným výkonem, účinností i charakterem

Více

Plynové lasery pro průmyslové využití

Plynové lasery pro průmyslové využití Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.3 Plynové lasery pro průmyslové využití Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011 Využití plynových laserů v průmyslových aplikacích Atomární - He-Ne

Více

Optoelektronika. elektro-optické převodníky - LED, laserové diody, LCD. Elektronické součástky pro FAV (KET/ESCA)

Optoelektronika. elektro-optické převodníky - LED, laserové diody, LCD. Elektronické součástky pro FAV (KET/ESCA) Optoelektronika elektro-optické převodníky - LED, laserové diody, LCD Elektro-optické převodníky žárovka - nejzákladnější EO převodník nevhodné pro optiku široké spektrum vlnových délek vhodnost pro EO

Více

1. Zdroje a detektory optického záření

1. Zdroje a detektory optického záření 1. Zdroje a detektory optického záření 1.1. Zdroje optického záření výkon a jeho časový průběh spektrální charakteristika a její stabilita v čase koherenční vlastnosti 1.1.1. Tepelné zdroje velmi malá

Více

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Koherentní zesilovače záření Učební text Ing. Bc. Michal Malík Ing. Bc. Jiří Primas Liberec 2011 Materiál vznikl

Více

Úvod do laserové techniky

Úvod do laserové techniky Úvod do laserové techniky Laser Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické v Praze jan.sulc@fjfi.cvut.cz 29. října 2012 Světlo a jeho interakce s hmotou opakování Světlo = elektromagnetická

Více

Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS

Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS Molekulová spektroskopie 1 Chemická vazba, UV/VIS 1 Chemická vazba Silová interakce mezi dvěma atomy. Chemické vazby jsou soudržné síly působící mezi jednotlivými atomy nebo ionty v molekulách. Chemická

Více

Sbírka: 106/2010 Částka: 39/2010. Derogace Novelizuje: 1/2008

Sbírka: 106/2010 Částka: 39/2010. Derogace Novelizuje: 1/2008 19.4.2010 Sbírka: 106/2010 Částka: 39/2010 Derogace Novelizuje: 1/2008 106 NAŘÍZENÍ VLÁDY ze dne 29. března 2010, kterým se mění nařízení vlády č. 1/2008 Sb., o ochraně zdraví před neionizujícím zářením

Více

Historie vláknové optiky

Historie vláknové optiky Historie vláknové optiky datuje se zpět 200 let, kde postupně: 1790 - franc. inženýr Claude Chappe vynalezl optický telegraf 1840 - Daniel Collodon a Jacque Babinet prokázali, že světlo může být vedeno

Více

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Polovodičové zdroje fotonů Přehledový učební text Roman Doleček Liberec 2010 Materiál vznikl v rámci projektu ESF

Více

Charakteristiky optického záření

Charakteristiky optického záření Fyzika III - Optika Charakteristiky optického záření / 1 Charakteristiky optického záření 1. Spektrální charakteristika vychází se z rovinné harmonické vlny jako elementu elektromagnetického pole : primární

Více

Obchodní akademie, Vyšší odborná škola a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Uherské Hradiště

Obchodní akademie, Vyšší odborná škola a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Uherské Hradiště Název školy Obchodní akademie, Vyšší odborná škola a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Uherské Hradiště Název DUMu LASER Autor Mgr. Emilie Kubíčková Datum 16. 2. 2014 Stupeň atypvzdělávání

Více

Základy spektroskopie a její využití v astronomii

Základy spektroskopie a její využití v astronomii Ing. Libor Lenža, Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o. Základy spektroskopie a její využití v astronomii Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o. Krajská hvezdáreň v Žiline Světlo x záření Jak vypadá spektrum?

Více

λ hc Optoelektronické součástky Fotorezistor, Laserová dioda

λ hc Optoelektronické součástky Fotorezistor, Laserová dioda Optoelektronické součástky Fotorezistor, Laserová dioda Úvod Optoelektronické součástky jsou založeny na interakci optického záření s elektricky nabitými částicemi v polovodičích. Vztah mezi energií fotonů

Více

Nekoherentní a koherentní zdroj záření. K. Sedláček : Laser v mnoha podobách, Naše vojsko 1982)

Nekoherentní a koherentní zdroj záření. K. Sedláček : Laser v mnoha podobách, Naše vojsko 1982) LASER Tolstoj A., 1926, Paprsky inženýra Garina Jan Marek Marků (Marcus Marci), 1648 první popsal disperzi (rozklad) světla (je nyní připisováno Newtonovi), bílé světlo je složené Max Planck, 1900 záření,

Více

LASERY. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

LASERY. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation LASERY Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Interakce záření látkou Indukovaná (Stimulovaná) Absorpce E j hυ ij =Ei-Ej E i B ij j i Spontánní Emise Indukovaná (Stimulovaná) Emise E j

Více

1.3. Módy laseru, divergence svazku, fokuzace svazku, Q- spínání

1.3. Módy laseru, divergence svazku, fokuzace svazku, Q- spínání 1.3. Módy laseru, divergence svazku, fokuzace svazku, Q- spínání Mody optického rezonátoru kmitající soustava je charakterizována vlastními frekvencemi. Optický rezonátor jako kmitající soustava nekonečný

Více

Netradiční světelné zdroje

Netradiční světelné zdroje Ing. Jiří Kubín, Ph.D. TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF CZ.1.07/2.2.00/07.0247, který je spolufinancován

Více

Přednášky z lékařské přístrojové techniky

Přednášky z lékařské přístrojové techniky Přednášky z lékařské přístrojové techniky Masarykova univerzita v Brně Endoskopie a lasery Endoskopie Názvem endoskopy označujeme skupinu optických k vyšetřování tělních dutin. Jsou založeny na odrazu

Více

ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ

ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ (c) -2008, ACH/IM BLOKOVÉ SCHÉMA: (a) emisní metody (b) absorpční metody (c) luminiscenční metody U (b) monochromátor často umístěn před kyvetou se vzorkem. Části

Více

FYZIKA Světelné vlnění

FYZIKA Světelné vlnění Výukový materiál zpracován v rámci operačního projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0512 Střední škola ekonomiky, obchodu a služeb SČMSD Benešov, s.r.o. FYZIKA Světelné

Více

Úloha 15: Studium polovodičového GaAs/GaAlAs laseru

Úloha 15: Studium polovodičového GaAs/GaAlAs laseru Petra Suková, 2.ročník, F-14 1 Úloha 15: Studium polovodičového GaAs/GaAlAs laseru 1 Zadání 1. Změřte současně světelnou i voltampérovou charakteristiku polovodičového laseru. Naměřenézávislostizpracujtegraficky.Stanovteprahovýproud

Více

Využití laserů ve vědě. Vojtěch Krčmarský

Využití laserů ve vědě. Vojtěch Krčmarský Využití laserů ve vědě Vojtěch Krčmarský Spektroskopie Vědní obor zabývající se měřením emise a absorpce záření Zakladatelé: Jan Marek Marci, Isaac Newton Spektroskopické metody poskytují informaci o struktuře

Více

Svařování LASEREM. doc. Ing. Jaromír Moravec, Ph.D

Svařování LASEREM. doc. Ing. Jaromír Moravec, Ph.D Svařování LASEREM doc. Ing. Jaromír Moravec, Ph.D Spontánní emise M. Planck (1900) kvantová teorie. Záření je tvořeno malými částečkami energie tzv. kvanty, přičemž energie každého kvanta je úměrná kmitočtu

Více

Rychlost světla a její souvislost s prostředím

Rychlost světla a její souvislost s prostředím Rychlost světla a její souvislost s prostředím Jak byla změřena rychlost světla? První, kdo přišel s myšlenkou konečné rychlosti světla, byl Francis Bacon. Ve své práci Novum Organum Scientiarum tvrdil,

Více

1/2008 Sb. NAŘÍZENÍ VLÁDY ČÁST PRVNÍ PŘEDMĚT ÚPRAVY

1/2008 Sb. NAŘÍZENÍ VLÁDY ČÁST PRVNÍ PŘEDMĚT ÚPRAVY 1/2008 Sb. NAŘÍZENÍ VLÁDY o ochraně zdraví před neionizujícím zářením Vláda nařizuje podle 108 odst. 3 zákona č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví a o změně některých souvisejících zákonů, 21 písm.

Více

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.4. Pevnolátkové lasery. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.4. Pevnolátkové lasery. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011 Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.4 Pevnolátkové lasery Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011 Dělení pevnolátkových laserů podle druhu matrice a dopantu Matrice (nosič): Dopant: Alexandrit

Více

11. Polovodičové diody

11. Polovodičové diody 11. Polovodičové diody Polovodičové diody jsou součástky, které využívají fyzikálních vlastností přechodu PN nebo přechodu kov - polovodič (MS). Nelinearita VA charakteristiky, zjednodušeně chápaná jako

Více

Lasery historie. Stručná historie laserů

Lasery historie. Stručná historie laserů Lasery historie Stručná historie laserů 1897 Vývoj Fabry-Perotova interefrometru, který se užívá jako optický rezonátor ve většině laserů. 1916 Albert Einstein na základě termodynamických a statistických

Více

Rentgenová spektrální analýza Elektromagnetické záření s vlnovou délkou 10-2 až 10 nm

Rentgenová spektrální analýza Elektromagnetické záření s vlnovou délkou 10-2 až 10 nm Rtg. záření: Rentgenová spektrální analýza Elektromagnetické záření s vlnovou délkou 10-2 až 10 nm Vznik rtg. záření: 1. Rtg. záření se spojitým spektrem vzniká při prudkém zabrzdění urychlených elektronů.

Více

Luminiscence. Luminiscence. Fluorescence. emise světla látkou, která je způsobená: světlem (fotoluminiscence) chemicky (chemiluminiscence)

Luminiscence. Luminiscence. Fluorescence. emise světla látkou, která je způsobená: světlem (fotoluminiscence) chemicky (chemiluminiscence) Luminiscence Luminiscence emise světla látkou, která je způsobená: světlem (fotoluminiscence) fluorescence, fosforescence chemicky (chemiluminiscence) teplem (termoluminiscence) zvukem (sonoluminiscence)

Více

R10 F Y Z I K A M I K R O S V Ě T A. R10.1 Fotovoltaika

R10 F Y Z I K A M I K R O S V Ě T A. R10.1 Fotovoltaika Fyzika pro střední školy II 84 R10 F Y Z I K A M I K R O S V Ě T A R10.1 Fotovoltaika Sluneční záření je spojeno s přenosem značné energie na povrch Země. Její velikost je dána sluneční neboli solární

Více

Učební texty z fyziky 2. A OPTIKA. Obor zabývající se poznatky o a zákonitostmi světelných jevů. V posledních letech rozvoj optiky vynález a využití

Učební texty z fyziky 2. A OPTIKA. Obor zabývající se poznatky o a zákonitostmi světelných jevů. V posledních letech rozvoj optiky vynález a využití OPTIKA Obor zabývající se poznatky o a zákonitostmi světelných jevů Světlo je vlnění V posledních letech rozvoj optiky vynález a využití Podstata světla Světlo je elektromagnetické vlnění Zdrojem světla

Více

Metody nelineární optiky v Ramanově spektroskopii

Metody nelineární optiky v Ramanově spektroskopii Metody nelineární optiky v Ramanově spektroskopii Využití optických nelinearit umožňuje přejít od tradičního studia rozptylu světla na fluktuacích, teplotních elementárních excitacích, ke studiu rozptylu

Více

POZOROVÁNÍ SLUNCE VE SPEKTRÁLNÍCH ČARÁCH. Libor Lenža Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o.

POZOROVÁNÍ SLUNCE VE SPEKTRÁLNÍCH ČARÁCH. Libor Lenža Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o. POZOROVÁNÍ SLUNCE VE SPEKTRÁLNÍCH ČARÁCH Libor Lenža Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o. Obsah 1. Co jsou to spektrální čáry? 2. Historie a současnost (přístroje, družice aj.) 3. Význam pro sluneční fyziku

Více

1 Bezkontaktní měření teplot a oteplení

1 Bezkontaktní měření teplot a oteplení 1 Bezkontaktní měření teplot a oteplení Cíle úlohy: Cílem úlohy je seznámit se s technologií bezkontaktního měření s vyhodnocováním tepelné diagnostiky provozu elektrických zařízení. Součastně se seznámit

Více

Nepředstavitelně krátké laserové impulsy

Nepředstavitelně krátké laserové impulsy Nepředstavitelně krátké laserové impulsy (pokračování článku z Vesmír 92, 2/80, 2013) Hana Turčičová V tomto dodatečném článku si přiblížíme další fyzikální metody, které postupem let vedly ke zkrácení

Více

Plazmové metody. Co je to plazma? Jak se uplatňuj. ují plazmové metody v technice?

Plazmové metody. Co je to plazma? Jak se uplatňuj. ují plazmové metody v technice? Plazmové metody Co je to plazma? Jak se uplatňuj ují plazmové metody v technice? Co je to plazma? Plazma je látkové skupenství hmoty, ČTVRTÉ skupenství a vykazuje určité specifické vlastnosti. (správně

Více

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Obrábění. Název: Téma: Fyzikální metody obrábění 1. Ing. Kubíček Miroslav. Autor:

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Obrábění. Název: Téma: Fyzikální metody obrábění 1. Ing. Kubíček Miroslav. Autor: Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1 Šablona: Název: Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Obrábění Téma: Fyzikální metody obrábění 1 Autor: Ing. Kubíček

Více

28 NELINEÁRNÍ OPTIKA. Nelineární optické jevy Holografie a optoelektronika

28 NELINEÁRNÍ OPTIKA. Nelineární optické jevy Holografie a optoelektronika 336 28 NELINEÁRNÍ OPTIKA Nelineární optické jevy Holografie a optoelektronika Světelná vlna (jako každá jiná vlna) vyjádřená ve tvaru y=y o sin (út - ) je charakterizována základními charakteristikami:

Více

Spektrometrické metody. Reflexní a fotoakustická spektroskopie

Spektrometrické metody. Reflexní a fotoakustická spektroskopie Spektrometrické metody Reflexní a fotoakustická spektroskopie odraz elektromagnetického záření - souvislost absorpce a reflexe Kubelka-Munk funkce fotoakustická spektroskopie Měření odrazivosti elmg záření

Více

APLIKACE LASERU PŘI OBRÁBĚNÍ DŘEVA LASER APPLICATION IN WOOD WORKING

APLIKACE LASERU PŘI OBRÁBĚNÍ DŘEVA LASER APPLICATION IN WOOD WORKING VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV STROJÍRENSKÉ TECHNOLOGIE FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSITUTE OF MANUFACTURING TECHNOLOGY APLIKACE

Více

Elektrodynamika, elektrický proud v polovodičích, elektromagnetické záření, energie a její přeměny, astronomie

Elektrodynamika, elektrický proud v polovodičích, elektromagnetické záření, energie a její přeměny, astronomie Předmět: Náplň: Třída: Počet hodin: Pomůcky: Fyzika (FYZ) Elektrodynamika, elektrický proud v polovodičích, elektromagnetické záření, energie a její přeměny, astronomie Kvarta 2 hodiny týdně Pomůcky, které

Více

L A S E R. Krize klasické fyziky na přelomu 19. a 20. století, vznik kvantových představ o interakci optického záření s látkami.

L A S E R. Krize klasické fyziky na přelomu 19. a 20. století, vznik kvantových představ o interakci optického záření s látkami. L A S E R Krize klasické fyziky na přelomu 19. a 20. století, vznik kvantových představ o interakci optického záření s látkami Stimulovaná emise Princip laseru Specifické vlastnosti laseru jako zdroje

Více

- Rayleighův rozptyl turbidimetrie, nefelometrie - Ramanův rozptyl. - fluorescence - fosforescence

- Rayleighův rozptyl turbidimetrie, nefelometrie - Ramanův rozptyl. - fluorescence - fosforescence ROZPTYLOVÉ a EMISNÍ metody - Rayleighův rozptyl turbidimetrie, nefelometrie - Ramanův rozptyl - fluorescence - fosforescence Ramanova spektroskopie Každá čára Ramanova spektra je svými vlastnostmi závislá

Více

Optoelektronika. Zdroje. Detektory. Systémy

Optoelektronika. Zdroje. Detektory. Systémy Optoelektronika Zdroje Detektory Systémy Optoelektronika Optoelektronické součástky využívají interakce záření a elektricky nabitých částic v polovodičích. 1839 E. Becquerel - Fotovoltaický jev 1873 W.

Více

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV RADIOELEKTRONIKY. OPTICKÝ SPOJ LR-830/1550 Technický popis

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV RADIOELEKTRONIKY. OPTICKÝ SPOJ LR-830/1550 Technický popis VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV RADIOELEKTRONIKY OPTICKÝ SPOJ LR-830/1550 Technický popis BRNO, 2009 1 Návrh a konstrukce dálkového spoje 1.1 Optická

Více

Název a číslo materiálu VY_32_INOVACE_ICT_FYZIKA_OPTIKA

Název a číslo materiálu VY_32_INOVACE_ICT_FYZIKA_OPTIKA Název a číslo materiálu VY_32_INOVACE_ICT_FYZIKA_OPTIKA OPTIKA ZÁKLADNÍ POJMY Optika a její dělení Světlo jako elektromagnetické vlnění Šíření světla Odraz a lom světla Disperze (rozklad) světla OPTIKA

Více

Optika. Nobelovy ceny za fyziku 2005 a 2009. Petr Malý Katedra chemické fyziky a optiky Matematicko fyzikální fakulta UK

Optika. Nobelovy ceny za fyziku 2005 a 2009. Petr Malý Katedra chemické fyziky a optiky Matematicko fyzikální fakulta UK Optika Nobelovy ceny za fyziku 2005 a 2009 Petr Malý Katedra chemické fyziky a optiky Matematicko fyzikální fakulta UK Optika zobrazování aplikace základní fyzikální otázky např. test kvantové teorie

Více

SPEKTRÁLNÍ METODY. Ing. David MILDE, Ph.D. Katedra analytické chemie Tel.: ; (c) David MILDE,

SPEKTRÁLNÍ METODY. Ing. David MILDE, Ph.D. Katedra analytické chemie Tel.: ;   (c) David MILDE, SEKTRÁLNÍ METODY Ing. David MILDE, h.d. Katedra analytické chemie Tel.: 585634443; E-mail: david.milde@upol.cz (c) -2008 oužitá a doporučená literatura Němcová I., Čermáková L., Rychlovský.: Spektrometrické

Více

Otruba, Novotný LASERY ZÁKLADY. Vítězslav Otruba, Karel Novotný

Otruba, Novotný LASERY ZÁKLADY. Vítězslav Otruba, Karel Novotný Otruba, Novotný 1 LASERY ZÁKLADY Vítězslav Otruba, Karel Novotný 2 Laserový systém Asterix Praha (PALS Prague Asterix Laser System) 3 LASERY LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION Spektrální

Více

NAŘÍZENÍ VLÁDY ze dne 5. října 2015 o ochraně zdraví před neionizujícím zářením

NAŘÍZENÍ VLÁDY ze dne 5. října 2015 o ochraně zdraví před neionizujícím zářením Strana 3690 Sbírka zákonů č. 291 / 2015 291 NAŘÍZENÍ VLÁDY ze dne 5. října 2015 o ochraně zdraví před neionizujícím zářením Vláda nařizuje podle 108 odst. 3 zákona č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného

Více

Úvod do spektrálních metod pro analýzu léčiv

Úvod do spektrálních metod pro analýzu léčiv Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Úvod do spektrálních metod pro analýzu léčiv Pavel Matějka, Vadym Prokopec pavel.matejka@vscht.cz pavel.matejka@gmail.com Vadym.Prokopec@vscht.cz

Více

Základní experiment fyziky plazmatu

Základní experiment fyziky plazmatu Základní experiment fyziky plazmatu D. Vašíček 1, R. Skoupý 2, J. Šupík 3, M. Kubič 4 1 Gymnázium Velké Meziříčí, david.vasicek@centrum.cz 2 Gymnázium Ostrava-Hrabůvka příspěvková organizace, jansupik@gmail.com

Více

Barevné principy absorpce a fluorescence

Barevné principy absorpce a fluorescence Barevné principy absorpce a fluorescence Pokročilé biofyzikální metody v experimentální biologii Ctirad Hofr 27.9.2007 2 1 Světlo je elektromagnetické vlnění Skládá se z elektrické složky a magnetické

Více

Jaký obraz vytvoří rovinné zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, stejně velký. Jaký obraz vytvoří vypuklé zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, zmenšený

Jaký obraz vytvoří rovinné zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, stejně velký. Jaký obraz vytvoří vypuklé zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, zmenšený Jan Olbrecht Jaký obraz vytvoří rovinné zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, stejně velký Jaký obraz vytvoří vypuklé zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, zmenšený Jaký typ lomu nastane při průchodu světla z opticky

Více

NAŘÍZENÍ VLÁDY. ze dne 5. října o ochraně zdraví před neionizujícím zářením

NAŘÍZENÍ VLÁDY. ze dne 5. října o ochraně zdraví před neionizujícím zářením 291 NAŘÍZENÍ VLÁDY ze dne 5. října 2015 o ochraně zdraví před neionizujícím zářením Vláda nařizuje podle 108 odst. 3 zákona č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví a o změně některých souvisejících

Více

Emise vyvolaná působením fotonů nebo částic

Emise vyvolaná působením fotonů nebo částic Emise vyvolaná působením fotonů nebo částic PES (fotoelektronová spektroskopie) XPS (rentgenová fotoelektronová spektroskopie), ESCA (elektronová spektroskopie pro chemickou analýzu) UPS (ultrafialová

Více

Relativistické jevy při synchronizaci nové generace atomových hodin. Jan Geršl Český metrologický institut

Relativistické jevy při synchronizaci nové generace atomových hodin. Jan Geršl Český metrologický institut Relativistické jevy při synchronizaci nové generace atomových hodin Jan Geršl Český metrologický institut Objasnění některých pojmů Prostoročas Vlastní čas fyzikálního objektu Souřadnicový čas bodů v prostoročase

Více

Elektrodynamika, elektrický proud v polovodičích, elektromagnetické záření, energie a její přeměny, astronomie, světelné jevy

Elektrodynamika, elektrický proud v polovodičích, elektromagnetické záření, energie a její přeměny, astronomie, světelné jevy Předmět: Náplň: Třída: Počet hodin: Pomůcky: Fyzika (FYZ) Elektrodynamika, elektrický proud v polovodičích, elektromagnetické záření, energie a její přeměny, astronomie, světelné jevy Kvarta 2 hodiny týdně

Více

4. Z modové struktury emisního spektra laseru určete délku aktivní oblasti rezonátoru. Diskutujte,

4. Z modové struktury emisního spektra laseru určete délku aktivní oblasti rezonátoru. Diskutujte, 1 Pracovní úkol 1. Změřte současně světelnou i voltampérovou charakteristiku polovodičového laseru. Naměřené závislosti zpracujte graficky. Stanovte prahový proud i 0. 2. Pomocí Hg výbojky okalibrujte

Více

13. Spektroskopie základní pojmy

13. Spektroskopie základní pojmy základní pojmy Spektroskopicky významné OPTICKÉ JEVY absorpce absorpční spektrometrie emise emisní spektrometrie rozptyl rozptylové metody Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Více

Osnova. Stimulovaná emise Synchrotroní vyzařování Realizace vyzařování na volných elektronech FLASH XFEL

Osnova. Stimulovaná emise Synchrotroní vyzařování Realizace vyzařování na volných elektronech FLASH XFEL Osnova 1 2 Stimulovaná emise Synchrotroní vyzařování Realizace vyzařování na volných elektronech 3 FLASH XFEL 4 Diagnostika Rozpoznávání obrazu Medicína Vysoko parametrové plazma 5 Laserový svazek fokusovaný

Více

Úvod do fyziky plazmatu

Úvod do fyziky plazmatu Úvod do fyziky plazmatu Lenka Zajíčková, Ústav fyz. elektroniky Doporučená literatura: J. A. Bittencourt, Fundamentals of Plasma Physics, 2003 (3. vydání) ISBN 85-900100-3-1 Navazující a související přednášky:

Více

Chování látek v nanorozměrech

Chování látek v nanorozměrech Univerzita J.E. Purkyně v Ústí nad Labem Chování látek v nanorozměrech Pavla Čapková Přírodovědecká fakulta Univerzita J.E. Purkyně v Ústí nad Labem Březen 2014 Chování látek v nanorozměrech: Co se děje

Více

Cvičení z fyziky 2013-2014. Lasery. Jan Horáček (jan.horacek@seznam.cz) 19. ledna 2014

Cvičení z fyziky 2013-2014. Lasery. Jan Horáček (jan.horacek@seznam.cz) 19. ledna 2014 Gymnázium, Brno, Vídeňská 47 Cvičení z fyziky 2013-2014 1. seminární práce Lasery Jan Horáček (jan.horacek@seznam.cz) 19. ledna 2014 1 Obsah 1 Úvod 3 2 Cíle laseru 3 3 Kvantové jevy v laseru 3 3.1 Model

Více

Lasery a jejich aplikace. Miroslav Čech Helena Jelínková

Lasery a jejich aplikace. Miroslav Čech Helena Jelínková Lasery a jejich aplikace Miroslav Čech Helena Jelínková Základní fyzikální jednotky SI Veličina Jednotka Název Značka Délka metr m Hmotnost kilogram kg Čas sekunda s Elektrický proud ampér A Termodynamická

Více

Emisní spektrální čáry atomů. Úvod do teorie a dvě praktické aplikace

Emisní spektrální čáry atomů. Úvod do teorie a dvě praktické aplikace Emisní spektrální čáry atomů. Úvod do teorie a dvě praktické aplikace Ing. Pavel Oupický Oddělení optické diagnostiky, Turnov Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v.v.i., Praha Úvod Teorie vzniku a kvantifikace

Více

25 A Vypracoval : Zdeněk Žák Pyrometrie υ = -40 C.. +10000 C. Výhody termovize Senzory infračerveného záření Rozdělení tepelné senzory

25 A Vypracoval : Zdeněk Žák Pyrometrie υ = -40 C.. +10000 C. Výhody termovize Senzory infračerveného záření Rozdělení tepelné senzory 25 A Vypracoval : Zdeněk Žák Pyrometrie Bezdotykové měření Pyrometrie (obrázky viz. sešit) Bezdotykové měření teplot je měření povrchové teploty těles na základě elektromagnetického záření mezi tělesem

Více

ZÁŘENÍ V ASTROFYZICE

ZÁŘENÍ V ASTROFYZICE ZÁŘENÍ V ASTROFYZICE Plazmový vesmír Uvádí se, že 99 % veškeré hmoty ve vesmíru je v plazmovém skupenství (hvězdy, mlhoviny, ) I na Zemi se vyskytuje plazma, např. v podobě blesků, polárních září Ve sluneční

Více

Opakování: shrnutí základních poznatků o struktuře atomu

Opakování: shrnutí základních poznatků o struktuře atomu 11. Polovodiče Polovodiče jsou krystalické nebo amorfní látky, jejichž elektrická vodivost leží mezi elektrickou vodivostí kovů a izolantů a závisí na teplotě nebo dopadajícím optickém záření. Elektrické

Více

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO 1. Jednotky a veličiny soustava SI odvozené jednotky násobky a díly jednotek skalární a vektorové fyzikální veličiny rozměrová analýza 2. Kinematika hmotného bodu základní pojmy kinematiky hmotného bodu

Více

ERBIEM DOPOVANÉ VLÁKNOVÉ ZESILOVAČE

ERBIEM DOPOVANÉ VLÁKNOVÉ ZESILOVAČE ERBIEM DOPOVANÉ VLÁKNOVÉ ZESILOVAČE LUKÁŠ VOPAŘIL ABSTRAKT: V textu je popsán princip EDFA vláknového zesilovače.dále se text zabývá parametry součástek pro stavbu takového zesilovače. Na závěr je uvedeno

Více

PRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK

PRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK PRAKTIKUM III. úlohač.20 Název: Stavba Michelsonova interferometru a ověření jeho funkce Pracoval: Lukáš Ledvina stud.skup.14 dne:3.3.2010

Více

Metody využívající rentgenové záření. Rentgenovo záření. Vznik rentgenova záření. Metody využívající RTG záření

Metody využívající rentgenové záření. Rentgenovo záření. Vznik rentgenova záření. Metody využívající RTG záření Metody využívající rentgenové záření Rentgenovo záření Rentgenografie, RTG prášková difrakce 1 2 Rentgenovo záření Vznik rentgenova záření X-Ray Elektromagnetické záření Ionizující záření 10 nm 1 pm Využívá

Více

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, 2014

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, 2014 Laser je řístroj, který generuje elektromagnetické záření monochromatické, směrované (s malou rozbíhavostí), koherentní, vysoce energetické, výkonné, s velkým jasem Základní konstrukční součásti evnolátkového

Více

Barevné principy absorpce a fluorescence

Barevné principy absorpce a fluorescence Barevné principy absorpce a fluorescence Pokročilé biofyzikální metody v experimentální biologii Ctirad Hofr Světlo je elektromagnetické vlnění Skládá se z elektrické složky a magnetické složky, které

Více

Nanotechnologie. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: 29. 5. 2013. Ročník: devátý

Nanotechnologie. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: 29. 5. 2013. Ročník: devátý Nanotechnologie Autor: Mgr. Stanislava Bubíková Datum (období) tvorby: 29. 5. 2013 Ročník: devátý Vzdělávací oblast: Člověk a příroda / Chemie / Chemie a společnost 1 Anotace: Žáci se seznámí s nanotechnologiemi.

Více

Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma Podklady k principu měření a detekce záření (radiové vlny, neviditelné záření)

Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma Podklady k principu měření a detekce záření (radiové vlny, neviditelné záření) Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma Podklady k principu měření a detekce záření (radiové vlny, neviditelné záření) Autor: Doc. Ing. Josef Formánek, Ph.D. Podklady k principu měření

Více

Spektrální charakteristiky

Spektrální charakteristiky Spektrální charakteristiky Cíl cvičení: Měření spektrálních charakteristik filtrů a zdrojů osvětlení 1 Teoretický úvod Interakcí elektromagnetického vlnění s libovolnou látkou vzniká optický jev, který

Více