1.3. Módy laseru, divergence svazku, fokuzace svazku, Q- spínání
|
|
- Zbyněk Černý
- před 8 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 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 soubor vlastních frekvencí. Představa elektromagnetické kmity uvnitř rezonátoru s danou vlastní frekvencí představují stojatou vlnu s tvarem čela, které závisí na tvaru zrcadel rezonátoru. U rovinných rovnoběžných zrcadel je čelo stojaté vlny rovinné. Stojatá vlna dané frekvence ale představuje soubor vln téže frekvence, které se šíří do všech stran. Takovýto soubor vln, který vytváří stojatou vlnu s frekvencí w n se nazývá modem. Příklad : pružné kmity struny, která je pevně uchycena na obou koncích. Pro vlastní frekvence platí : w n = (p. c. n) / L, kde L je délka struny (rezonátoru), n- celé číslo, c- rychlost světla Obr.19, Basov, Afanasjev
2 Módy v rezonátoru jedná se o prostorové rozložení světelné energie uskladněné mezi zrcadly rezonátoru. Energie je rozložena nerovnoměrně. Existuje ve shlucích (jako kousky vaty ve sklenici obr.). Módová struktura výstupního laserového svazku je dána prostorovým uspořádáním těchto shluků světelné energie v rezonátoru. Obvykle se uvádí dva typy laserových módů : příčné a podélné. Pro vizualizaci laserových příčných módů si představme, že je rezonátor rozdělen podél roviny kolmé k laserové ose obr. 1. Rozdělení energie v této rovině je rozdělením příčných laserových módů. Rozdělíme- li ale rezonátor podélně, pak znázorníme podélné laserové módy. V laserovém rezonátoru se energetická mapa s pohybem roviny nemění. Nařezané roviny se pohybují paralerně a tvar energetického rozdělení v těchto rovinách se nemění (i když velikost energetického rozdělení se měnit může).
3
4 Příčné módy rezonátoru Abychom viděli tvar příčných módů tak stačí si znázornit tvar výstupního svazku. Vzorkování (rozdělení energie) uvnitř rezonátoru se zachová při průchodu svazku výstupním zrcadlem laseru a tvoří tvar svazku. Laserový svazek může mít řadu profilů viz obr. 3. Lasers and Applications, November 1985
5 Příčné módy rezonátoru Teoreticky může v rezonátoru oscilovat desítky příčných módů současně a každý může mít jinou frekvenci. Ale v praxi osciluje jen několik (nebo jeden) módů. Každý mód má jiné označení obr.3. Temná místa na obrázcích odpovídají číselnému označení u TEM (indexům). Není ustálený systém pro rozhodnutí, který index je první. Můžeme mít značení pro stejnou módovou strukturu např. TEM 14 nebo TEM 41 obojí je správné. Módy vyšších řádů jsou větší než řádů nižších (obr.4). Pro řadu laserových aplikací preferujeme pouze mód TEM 00. Jak lze docílit toho aby byly potlačeny módy vyšších řádů? Mód TEM 00 má menší průměr než další módy. Umístíme- li do rezonátoru aperturu vhodných rozměrů (obr.4), pak bude procházet jen mód TEM 00. Módy vyšších řádů budou potlačeny, protože vložené ztráty budou větší než je zisk prostředí. Módy vyšších řádů ale obvykle mají vyšší energii, protože jsou schopny extrahovat energii z více excitovaných stavů. Obr.4.
6
7 Módy laseru, divergence svazku, fokuzace svazku, Q- spínání PODÉLNÉ MÓDY Course I. Module I-6: Principles of Lasers. CORD, NSF
8 Mody optického rezonátoru Elektromagnetické pole v rezonátoru je možné zkoumat jako superpozici různých nezávislých modů- každý z nich je charakterizován svou frekvencí w n a geometrickou konfigurací pole (tvar čela vlny). Laser dovoluje soustředit všechnu energii záření do nekonečného počtu modů, tj. do úzkých intervalů frekvencí a směrů šíření. Obr.210 Basov, Rozdělení intenzity v příčném průřezu laserového paprsku (mnohomodové vybuzení)
9 PŘÍČNÉ MÓDY
10 DIVERGENCE Laser and Applications, Oct. 1965, 75
11 Divergence svazku Beam waist Laser output mirror Spherical phasefronts W 0 Propagation Direction W (z ) R (z ) Z e / e Beam Z = 0 Z = Z Contour Z = Z e / e W 0 W (z ) W (z ) e 0 e 0 e 0 Amplitude e / e Beam Contour
12 DIVERGENCE SVAZKU 1) Pro Gaussovský svazek se průměr svazku mění dle w z = w 0 [ 1 + (l z / (p w o ) 2 )] 1/2 - pro intenzitu 1/e 2 od osové intenzity svazku (q 0 ) pro velké hodnoty z platí [l z /(p w o 2 )] >> 1 divergence (far field) w(z) / z = q = l / (p w o )
13 DIVERGENCE SVAZKU 2) Pro rovinnou vlnu (prostorově koherentní) D A B A B a d Obr. Divergence jako důsledek difrakce divergence a d = 1,22 l /D a d = l /D pro kruhovou aperturu pro pravoúhlou aperturu
14 DIVERGENCE SVAZKU SROVNÁNÍ ad1) a ad2) tj. Gauss. x rovinná vlna Zavedeme D = 2 w 0 pak a d = 1,22 l / D pro rovinnou vlnu q = l /(p w o ) = l. 2 /(p. D) = 0,63 l / D pro Gauss. svazek z toho plyne, že pro stejné průřezy má Gaussovský svazek asi poloviční divergenci než má rovinná vlna, Gaussovský svazek má nejmenší možnou divergenci, se zvětšováním apertury divergence klesá, s rostoucí vlnovou délkou divergence roste.
15 DIVERGENCE SVAZKU Příklad : a d = 1,22 l / D pro rovinnou vlnu, kruh. aperturu divergence difrakčně limitovaného svazku - svazek o f = 6 mm : l 1 = 1,06 mm a d = 1,22 x 1,06 x 10-3 /6 x 10-3 = 0,22 mrad l 2 = 0,533 mm a d = 0,11 mrad Divergence polovodičových laserů je ~ 10 mrad, divergence běžných laserů ~ 1 mrad.
16 VELIKOST STOPY Intensita I 0 I 0 / 2 I 0 / e W H W I 0 / e 2 W 0 0 r Distance Obr. Boyd3Rozložení intenzity TEMoo a definice
17 VELIKOST STOPY Poloměr spotu po fokuzaci svazku čočkou pro TEM 00 w 0 = f. q f- ohnisková vzdálenost q- divergence svazku Příklad : f = 0,5 m, q = 1 mrad w 0 = 0,5 x 1 = 0,5 mm f = 0,5 m, q = 0,11 mrad w 0 = 0,5 x 0,11 = 0,055 mm = 55 mm
18 Principles of Laser Materials Processing, 2009 FOKUZACE Hustota výkonu laserového svazku o daném výkonu v kterémkoliv místě podél dráhy svazku závisí na poloměru svazku v daném místě. Důležitá je obvykle hustota výkonu v ohnisku. Pro téměř rovnoběžný Gaussovský svazek o vlnové délce l, který dopadá na čočku, je poloměr svazku v ohnisku w f dán vztahem (obr.7.8) w f = (l /(p q)) (1 / p) (f 1 l)/(w 0 ), kde f 1 je ohnisková vzdálenost čočky, w 0 je poloměr svazku na čočce a q je úhlová apertura čočky, nebo úhel mezi čočkou a ohniskem (obr). Minimální průměr stopy (spotu) d min je v ohnisku a je dán vztahem d min = 2. w min = (1.22 l) / NA l, kde NA je numerická apertura NA = n sin (q/2) a n je index lomu materiálu čočky. Pro tradiční aplikace jako je sváření a řezání je poloměr svazku v ohnisku asi 250 mikrometrů. Při použití vhodné optiky lze poloměr stopy v ohnisku oproti vlnové délce asi o řád snížit. Z výše uvedených rovnic je zřejmé, že čím je kratší vlnová délka svazku, tím je menší rozměr svazku v ohnisku a je docíleno větší hustoty výkonu. Pro daný výkon svazku a mód je hustota výkonu u laseru Nd: YAG asi o dva řády větší než pro laser CO 2.
19 Principles of Laser Materials Processing, 2009 TLAK ZÁŘENÍ Je- li záření absorbováno povrchem, pak dochází k přesunu hybnosti od fotonů k povrchu s tím, že na povrch je indukováno jisté množství tlaku P P = F/A = (1/A) (dmo/dt) = I/c, Kde F je síla, A plocha na kterou záření dopadá, M 0 je hybnost, c je rychlost světla, I je intenzita. Výraz může být vyjádřen jednodušeji jako P = [q (1 + Rs)] / A.c, kde Rs je reflektivita povrchu a q je výkon záření dopadající na povrch. Pro 2 MW impuls záření fokusovaného do oblasti 10-3 cm 2 je výsledný tlak asi 1 atm.
20 Obří laserové impulzy Vrbová Gigantický impuls je impuls laserového záření se špičkovým výkonem dosahujícím jednotek (desítek) gigawatů (což je výkon srovnatelný s výkonem elektrárny) a trvající řádově 10-9 až 10-8 s. Celková energie vysílaného elmg. záření je ale řádově stovky mj až Jouly. Max. energie dosažitelná v gigantickém impulsu je omezena množstvím energie, kterou lze nahromadit v plně vzbuzeném akt. prostředí (např. pro rubínový krystal je to 2,33 Jcm -3 ). Q- spínání metoda řízení činitele jakosti otevřeného rezonátoru během činnosti laseru. Princip činnosti spočívá v tom, že se mění ztráty rezonátoru. Q- spínání je možné jen u akt. prostředí s dlouhou dobou života na horní hladině. Podle toho, je- li ztráta způsobena vnější silou nebo nelineární odezvou optického prvku uvnitř rezonátoru dělíme Q- spínání na pasivní a aktivní.
21 Obří laserové impulzy V režimu generace s modulací jakosti resonátoru nebo-li v tzv. režimu Q-spínání je cílem získat velice krátké doby generace záření a tím i vysoký špičkový výkon výstupního záření. V procesu buzení aktivního prostředí jsou ztráty v resonátoru nastaveny tak vysoko, aby podmínky pro generaci nenastaly (g«a) až do okamžiku kdy inverzní populace v důsledku buzení dosáhne maximálních hodnot. V tom okamžiku jsou ztráty rychle sníženy, generace začíná při vysokém koeficientu zisku, inverzní populace je velice rychle vyčerpána, přičemž vzniká velice výkonný a časově krátký impuls výstupního záření.
22
23 Obří laserové impulzy Q spínání V okamžiku zapnutí budícího impulsu (a) je jedno ze zrcadel rezonátoru vyřazeno z činnosti laserovou závěrkou (Q- spínačem). Ztráty v rezonátoru jsou velké, činitel jakosti rezonátoru je malý a generace nemůže vzniknout. Následkem buzení laseru dochází k narůstání inverze v akt. prostředí, vzbuzené atomy se hromadí na horní hladině a vyzařují pouze spontánně (f). Rychlým otevřením laserové uzávěrky v čase T1 (optimálně v okamžiku dosažení max. inverze v akt. prostředí (d), se v rezonátoru sníží ztráty, činitel jakosti vzroste (c), a dojde k rychlému rozvoji generace laserového záření. Protože všechny vzbuzené atomy přecházejí téměř najednou (během doby D t) do zákl. stavu, je generován krátký impuls o velkém výkonu, tzv. obří gigantický impuls. Délka tohoto impulsu a jeho energie (a tedy i výkon) závisí na rychlosti Q- spínání, na vlastnostech akt. prostředí a na budícím systému.
24 Obří laserové impulzy V technice Q-spínání se používají hlavně tři typy uzávěrek zajišťující výše popsanou modulaci jakosti resonátoru: opticko-mechanická: rotující zrcadlo (hranol) resonátoru které snižuje ztráty v resonátoru jenom když prochází polohou kolmou k optické ose, pro kterou je resonátor nastaven. elektro-optická: využívá možnosti řídit napětím polarizaci (lineární nebo kruhovou) nebo její směr v konkrétním krystalu umístěném v resonátoru Pockelsova nebo Kerrova cela. pasivní modulace jakosti resonátoru: použitím některých krystalů nebo barviv majících absorbční pásmo na vlnové délce laserového přechodu. Na začátku impulsu buzení je barvivo prakticky nepropustné protože počet jeho center absorbujících stimulované záření je velký. Protože buzení pokračuje, větší a větší počet center barviva přechází do vyšších hladin a to až do okamžiku, kdy počet center schopných absorbovat rychle klesá a barvivo se stává transparentní a jakost resonátoru narůstá saturovatelný absorbér.
25 Otázky Co je to Q- spínání? Jaké máme módy v rezonátoru? Čím je dána divergence svazku? Jak se vypočte velikost ohniskové stopy jednomódového Gausovského svazku po fokuzaci čočkou? Pasivní Q- spínání
1. Pevnolátkový Nd:YAG laser v režimu volné generace a v režimu Q-spínání. 2. Zesilování laserového záření a generace druhé harmonické
Úloha č. 1 pro laserová praktika KFE, FJFI, ČVUT v Praze, verze 2010/1 1. Pevnolátkový Nd:YAG laser v režimu volné generace a v režimu Q-spínání. 2. Zesilování laserového záření a generace druhé harmonické
VíceLaserová technika 1. Rychlostní rovnice pro Q-spínaný laser. 22. prosince Katedra fyzikální elektroniky.
Laserová technika 1 Aktivní prostředí Rychlostní rovnice pro Q-spínaný laser Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické jan.sulc@fjfi.cvut.cz 22. prosince 2016 Program přednášek
VíceLasery 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
VíceLaserové 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
VíceOptika pro mikroskopii materiálů I
Optika pro mikroskopii materiálů I Jan.Machacek@vscht.cz Ústav skla a keramiky VŠCHT Praha +42-0- 22044-4151 Osnova přednášky Základní pojmy optiky Odraz a lom světla Interference, ohyb a rozlišení optických
VíceMěření charakteristik pevnolátkového infračerveného Er:Yag laseru
Měření charakteristik pevnolátkového infračerveného Er:Yag laseru Ondřej Ticháček, PORG, ondrejtichacek@gmail.com Abstrakt: Úkolem bylo proměření základních charakteristik záření pevnolátkového infračerveného
VíceLaserová technika 1. Rychlostní rovnice pro Q-spínaný laser. 16. prosince 2013. Katedra fyzikální elektroniky. jan.sulc@fjfi.cvut.
Laserová technika 1 Aktivní prostředí Rychlostní rovnice pro Q-spínaný laser Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické jan.sulc@fjfi.cvut.cz 16. prosince 2013 Program přednášek
VíceMODERNÍ 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
VíceSvětlo 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
VíceCharakteristiky laseru vytvářejícího světelné impulsy o délce několika pikosekund
Charakteristiky laseru vytvářejícího světelné impulsy o délce několika pikosekund H. Picmausová, J. Povolný, T. Pokorný Gymnázium, Česká Lípa, Žitavská 2969; Gymnázium, Brno, tř. Kpt. Jaroše 14; Gymnázium,
VíceFyzika laserů. 4. dubna Katedra fyzikální elektroniky.
Fyzika laserů Přitahováni frekvencí. Spektrum laserového záření. Modelocking Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické jan.sulc@fjfi.cvut.cz 4. dubna 2013 Program přednášek 1.
VíceGeometrická optika. předmětu. Obrazový prostor prostor za optickou soustavou (většinou vpravo), v němž může ležet obraz - - - 1 -
Geometrická optika Optika je část fyziky, která zkoumá podstatu světla a zákonitosti světelných jevů, které vznikají při šíření světla a při vzájemném působení světla a látky. Světlo je elektromagnetické
VíceÚvod 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.
VíceNekoherentní 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,
VíceZdroje 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
VíceLaserová technika prosince Katedra fyzikální elektroniky.
Laserová technika 1 Aktivní prostředí Šíření optických impulsů v aktivním prostředí Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické jan.sulc@fjfi.cvut.cz. prosince 016 Program přednášek
VíceTECHNICKÁ 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
VíceSTUDIUM OHYBOVÝCH JEVŮ LASEROVÉHO ZÁŘENÍ
Úloha č. 7a STUDIUM OHYBOVÝCH JEVŮ ASEROVÉHO ZÁŘENÍ ÚKO MĚŘENÍ: 1. Na stínítku vytvořte difrakční obrazec difrakční mřížky, štěrbiny a vlasu. Pro všechny studované objekty zaznamenejte pomocí souřadnicového
VíceLaserová technika 1. Laser v aproximaci rychlostních rovnic. 22. prosince Katedra fyzikální elektroniky.
Laserová technika 1 Aktivní prostředí Laser v aproximaci rychlostních rovnic Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické jan.sulc@fjfi.cvut.cz 22. prosince 2016 Program přednášek
VíceOptoelektronika. 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
VícePSK1-14. 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:
VícePRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Pracoval: Jan Polášek stud. skup. 11 dne 23.4.2009.
Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK PRAKTIKUM III Úloha č. XXVI Název: Vláknová optika Pracoval: Jan Polášek stud. skup. 11 dne 23.4.2009 Odevzdal dne: Možný počet bodů
VíceVLNOVÁ OPTIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník
VLNOVÁ OPTIKA Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník Vlnová optika Světlo lze chápat také jako elektromagnetické vlnění. Průkopníkem této teorie byl Christian Huyghens. Některé jevy se dají
VíceOtázka č. 14 Světlovodné přenosové cesty
Fresnelův odraz: Otázka č. 4 Světlovodné přenosové cesty Princip šíření světla v optickém vlákně Odraz a lom světla: β α lom ke kolmici n n β α lom od kolmice n n Zákon lomu n sinα = n sin β Definice indexu
VíceCharakteristiky 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
VíceAkustooptický modulátor s postupnou a stojatou akustickou vlnou
Úloha č. 8 pro laserová praktika (ZPLT) KFE, FJFI, ČVUT, Praha v. 2017/2018 Akustooptický modulátor s postupnou a stojatou akustickou vlnou Akustooptické modulátory (AOM), někdy též nazývané Braggovské
VíceJaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením.
Jaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením. Na čem závisí účinnost vedení? účinnost vedení závisí na činiteli útlumu β a na činiteli odrazu
VíceRovinná harmonická elektromagnetická vlna
Rovinná harmonická elektromagnetická vlna ---- 1. příklad -------------------------------- 2 GHz prochází prostředím s parametry: r 5, r 1, 0.005 S / m. Amplituda intenzity magnetického pole je H m 0.25
VíceMěření příčného profilu gaussovského svazku metodou ostré hrany
v. 2013/2014-2 Měření příčného profilu gaussovského svazku metodou ostré hrany 1. Teoretický základ 1.1 Gaussovský svazek a jeho šíření Gaussovský svazek je základním řešením rozložení elektromagnetického
VíceFyzika laserů. Aproximace rychlostních rovnic. 18. března Katedra fyzikální elektroniky.
Fyzika laserů Aproximace rychlostních rovnic Metody generace nanosekundových impulsů. Q-spínání. Spínání ziskem Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické jan.sulc@fjfi.cvut.cz
VíceLaboratorní úloha č. 7 Difrakce na mikro-objektech
Laboratorní úloha č. 7 Difrakce na mikro-objektech Úkoly měření: 1. Odhad rozměrů mikro-objektů z informací uváděných výrobcem. 2. Záznam difrakčních obrazců (difraktogramů) vzniklých interakcí laserového
VícePostupné, rovinné, monochromatické vlny v lineárním izotropním nemagnetickém prostředí
Postupné, rovinné, monochromatické vlny v lineárním izotropním nemagnetickém prostředí Rovinné vlny 1 Při diskusi o řadě jevů je výhodné vycházet z rovinných vln. Vlny musí splňovat Maxwellovy rovnice
VíceLaserová technika prosince Katedra fyzikální elektroniky.
Laserová technika 1 Aktivní prostředí Šíření rezonančního záření dvouhladinovým prostředím Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické jan.sulc@fjfi.cvut.cz 22. prosince 2016 Program
VíceLaserové 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
VíceVÝUKOVÝ SOFTWARE PRO ANALÝZU A VIZUALIZACI INTERFERENČNÍCH JEVŮ
VÝUKOVÝ SOFTWARE PRO ANALÝZU A VIZUALIZACI INTERFERENČNÍCH JEVŮ P. Novák, J. Novák Katedra fyziky, Fakulta stavební, České vysoké učení technické v Praze Abstrakt V práci je popsán výukový software pro
Více7 FYZIKÁLNÍ OPTIKA. Interference Ohyb Polarizace. Co je to ohyb? 27.2 Ohyb
1 7 FYZIKÁLNÍ OPTIKA Interference Ohyb Polarizace Co je to ohyb? 27.2 Ohyb Ohyb vln je jev charakterizovaný odchylkou od přímočarého šíření vlnění v témže prostředí. Ve skutečnosti se nejedná o nový jev
VíceJaký 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
Více2. Vlnění. π T. t T. x λ. Machův vlnostroj
2. Vlnění 2.1 Vlnění zvláštní případ pohybu prostředí Vlnění je pohyb v soustavě velkého počtu částic navzájem vázaných, kdy částice kmitají kolem svých rovnovážných poloh. Druhy vlnění: vlnění příčné
Více3.2.5 Odraz, lom a ohyb vlnění
3..5 Odraz, lom a ohyb vlnění Předpoklady: 304 Odraz a lom vlnění na rozhranní dvou prostředí s různou rychlostí šíření http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=16.0 Rovinná vlna dopadá šikmo
VíceSvětlo v multimódových optických vláknech
Světlo v multimódových optických vláknech Tomáš Tyc Ústav teoretické fyziky a astrofyziky, Masarykova univerzita, Kotlářská 2, 61137 Brno Úvod Optické vlákno je pozoruhodný fyzikální systém: téměř dokonalý
VíceAkustooptický modulátor s postupnou a stojatou akustickou vlnou
Úloha č. 8 pro laserová praktika KFE, FJFI, ČVUT v Praze, verze 2010/1 Akustooptický modulátor s postupnou a stojatou akustickou vlnou Akustooptické modulátory (AOM), někdy též nazývané Braggovské cely,
VíceOdraz světla na rozhraní dvou optických prostředí
Odraz světla na rozhraní dvou optických prostředí Může kulová nádoba naplněná vodou sloužit jako optická čočka? Exponát demonstruje zaostření světla procházejícího skrz vodní kulovou čočku. Pohyblivý světelný
VíceVYSOKÉ 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
VíceOtázky z optiky. Fyzika 4. ročník. Základní vlastnosti, lom, odraz, index lomu
Otázky z optiky Základní vlastnosti, lom, odraz, index lomu ) o je světlo z fyzikálního hlediska? Jaké vlnové délky přísluší viditelnému záření? - elektromagnetické záření (viditelné záření) o vlnové délce
VíceTeorie rentgenové difrakce
Teorie rentgenové difrakce Vlna primárního záření na atomy v krystalu. Jádra atomů zůstanou vzhledem ke své velké hmotnosti v klidu, ale elektrony jsou rozkmitány se stejnou frekvencí jako má primární
VíceSvětlo je elektromagnetické vlnění, které má ve vakuu vlnové délky od 390 nm do 770 nm.
1. Podstata světla Světlo je elektromagnetické vlnění, které má ve vakuu vlnové délky od 390 nm do 770 nm. Vznik elektromagnetických vln (záření): 1. při pohybu elektricky nabitých částic s nenulovým zrychlením
VíceFYZIKA II. Marek Procházka 1. Přednáška
FYZIKA II Marek Procházka 1. Přednáška Historie Dělení optiky Základní pojmy Reflexe (odraz) Refrakce (lom) jevy na rozhraní dvou prostředí o různém indexu lomu. Disperze (rozklad) prostorové oddělení
VíceElektromagnetické pole je generováno elektrickými náboji a jejich pohybem. Je-li zdroj charakterizován nábojovou hustotou ( r r
Záření Hertzova dipólu, kulové vlny, Rovnice elektromagnetického pole jsou vektorové diferenciální rovnice a podle symetrie bývá vhodné je řešit v křivočarých souřadnicích. Základní diferenciální operátory
VíceNázev 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
VíceJméno a příjmení. Ročník. Měřeno dne Příprava Opravy Učitel Hodnocení. Vlnové vlastnosti světla difrakce, laser
FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM Ústav fyziky FEKT VUT BRNO Jméno a příjmení Petr Švaňa Ročník 1 Předmět IFY Kroužek 38 ID 155793 Spolupracoval Měřeno dne Odevzdáno dne Lukáš Teuer 8.4.2013 22.4.2013 Příprava Opravy
VíceAutomatizace 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
VíceLasery. 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
VíceM I K R O S K O P I E
Inovace předmětu KBB/MIK SVĚTELNÁ A ELEKTRONOVÁ M I K R O S K O P I E Rozvoj a internacionalizace chemických a biologických studijních programů na Univerzitě Palackého v Olomouci CZ.1.07/2.2.00/28.0066
VíceZákladní pojmy Zobrazení zrcadlem, Zobrazení čočkou Lidské oko, Optické přístroje
Optické zobrazování Základní pojmy Zobrazení zrcadlem, Zobrazení čočkou Lidské oko, Optické přístroje Základní pojmy Optické zobrazování - pomocí paprskové (geometrické) optiky - využívá model světelného
VícePříklady: 31. Elektromagnetická indukce
16. prosince 2008 FI FSI VUT v Brn 1 Příklady: 31. Elektromagnetická indukce 1. Tuhý drát ohnutý do půlkružnice o poloměru a se rovnoměrně otáčí s úhlovou frekvencí ω v homogenním magnetickém poli o indukci
VíceMaticová optika. Lenka Přibylová. 24. října 2010
Maticová optika Lenka Přibylová 24. října 2010 Maticová optika Při průchodu světla optickými přístroji dochází k transformaci světelného paprsku, vlnový vektor mění úhel, který svírá s optickou osou, paprsek
Víceλ, (20.1) 3.10-6 infračervené záření ultrafialové γ a kosmické mikrovlny
Elektromagnetické vlny Optika, část fyziky zabývající se světlem, patří spolu s mechanikou k nejstarším fyzikálním oborům. Podle jedné ze starověkých teorií je světlo vyzařováno z oka a oko si jím ohmatává
VíceSBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH
SBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH MECHANIKA MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMIKA ELEKTŘINA A MAGNETISMUS KMITÁNÍ A VLNĚNÍ OPTIKA FYZIKA MIKROSVĚTA ODRAZ A LOM SVĚTLA 1) Index lomu vody je 1,33. Jakou rychlost má
Více- Ideálně koherentním světelným svazkem se rozumí elektromagnetické vlnění o stejné frekvenci, stejném směru kmitání a stejné fázi.
P7: Optické metody - V klasické optice jsou interferenční a difrakční jevy popisovány prostřednictvím ideálně koherentních, ideálně nekoherentních, později také částečně koherentních světelných svazků
VíceZákladním praktikum z laserové techniky
Úloha: Základním praktikum z laserové techniky FJFI ČVUT v Praze #6 Nelineární transmise saturovatelných absorbérů Jméno: Ondřej Finke Datum měření: 30.3.016 Spolupracoval: Obor / Skupina: 1. Úvod Alexandr
VíceFabry Perotův interferometr
Fabry Perotův interferometr Princip Dvě zrcadla jsou sestavena tak aby tvořila tzv. Fabry Perotův interferometr, s jehož pomocí je vyšetřován svazek paprsků vycházejících z laseru. Při experimentu se pohybuje
VíceLasery základy optiky
LASERY Lasery se staly jedním ze základních nástrojů moderních strojírenských technologií. Optimální využití laserových technologií předpokládá znalosti o jejich principech a o vlastnostech laserového
VíceODRAZ A LOM SVĚTLA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Septima - Fyzika - Optika
ODRAZ A LOM SVĚTLA Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Septima - Fyzika - Optika Odraz světla Vychází z Huygensova principu Zákon odrazu: Úhel odrazu vlnění je roven úhlu dopadu. Obvykle provádíme konstrukci pomocí
VíceTheory Česky (Czech Republic)
Q3-1 Velký hadronový urychlovač (10 bodů) Než se do toho pustíte, přečtěte si prosím obecné pokyny v oddělené obálce. V této úloze se budeme bavit o fyzice částicového urychlovače LHC (Large Hadron Collider
VíceZákladní experimenty s lasery
Základní experimenty s lasery O. Hladík 1, V. Ţitka 2, R. Homolka 3, J. Kadlčík 4 Gymnázium Vysoké Mýto 1, Gymnázium Jeseník 2, Gymnázium Botičská 3, SPŠ Třebíč 4 hlad.on@centrum.cz 1, ladiczitka@gmail.com
VíceJestliže rozkmitáme nějakou částici pevného, kapalného anebo plynného prostředí, tak síly pružnosti přenesou tento kmitavý pohyb na částici sousední
Jestliže rozkmitáme nějakou částici pevného, kapalného anebo plynného prostředí, tak síly pružnosti přenesou tento kmitavý pohyb na částici sousední a ta jej zase předá svému sousedovi. Částice si tedy
Více4. 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
VíceProjekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Vlnění
Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 Vlnění Vhodíme-li na klidnou vodní hladinu kámen, hladina se jeho dopadem rozkmitá a z místa rozruchu se začnou
VícePolarizace čtvrtvlnovou destičkou
Úkol : 1. Proměřte intenzitu lineárně polarizovaného světla jako funkci pozice analyzátoru. 2. Proměřte napětí na fotorezistoru ozářenou intenzitou světla za analyzátorem jako funkci úhlu mezi optickou
VíceSpektrometrické 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
VíceNěco o laserech. Ústav fyzikální elektroniky Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity 13. května 2010
Něco o laserech Ústav fyzikální elektroniky Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity 13. května 2010 Pár neuspořádaných faktů LASER = Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Zdroj dobře
VíceÚloha 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
VíceZavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově 07_10_Zobrazování optickými soustavami 1
Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově 07_10_Zobrazování optickými soustavami 1 Ing. Jakub Ulmann Zobrazování optickými soustavami 1. Optické
VícePrůmyslové 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
VíceMĚŘENÍ VLNOVÝCH DÉLEK SVĚTLA MŘÍŽKOVÝM SPEKTROMETREM
MĚŘENÍ VLNOVÝCH DÉLEK SVĚTLA MŘÍŽKOVÝM SPEKTROMETREM Difrakce (ohyb) světla je jedním z několika projevů vlnových vlastností světla. Z těchto důvodů světlo při setkání s překážkou nepostupuje dále vždy
VíceFyzikální korespondenční seminář UK MFF 22. II. S
Fzikální korespondenční seminář UK MFF http://fkosmffcunicz II S ročník, úloha II S Young a vlnová povaha světla (5 bodů; průměr,50; řešilo 6 studentů) a) Jaký tvar interferenčních proužků na stínítku
Víceelektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech
Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech piezoelektrický jev při mechanickém namáhání krystalu ve správném směru na něm vzniká elektrické napětí po přiložení elektrického napětí se
VíceFyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. Fyzikální praktikum 2
Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM Fyzikální praktikum 2 Zpracoval: Markéta Kurfürstová Naměřeno: 16. října 2012 Obor: B-FIN Ročník: II Semestr: III
VíceFYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Mikrovlny
FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE Datum měření: 25.3.2011 Jméno: Jakub Kákona Pracovní skupina: 4 Ročník a kroužek: Pa 9:30 Spolupracovníci: Jana Navrátilová Hodnocení: Mikrovlny Abstrakt V úloze je
VíceSvětlo x elmag. záření. základní principy
Světlo x elmag. záření základní principy Jak vzniká a co je to duha? Spektrum elmag. záření Viditelné 380 760 nm, UV 100 380 nm, IR 760 nm 1mm Spektrum elmag. záření Harmonická vlna Harmonická vlna E =
VíceÚvod do laserové techniky
Úvod do laserové techniky Látka jako soubor kvantových soustav Jan Šulc Katedra fyzikální elektroniky České vysoké učení technické v Praze petr.koranda@gmail.com 18. září 2018 Světlo jako elektromagnetické
VíceVysoké frekvence a mikrovlny
Vysoké frekvence a mikrovlny Osnova Úvod Maxwellovy rovnice Typy mikrovlnného vedení Použití ve fyzice plazmatu Úvod Mikrovlny jsou elektromagnetické vlny o vlnové délce větší než 1mm a menší než 1m, což
Více28 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:
Vícerychlostí šíření světla v tomto prostředí ku vakuu, n = c/v. Pro vzduch je index lomu přibližně 1, voda má 1.33, sklo od 1.5 do 1.9.
1 Transport světla Pro popis šíření světla se může použít více metod v závislosti na okolnostech. Pokud je vlnová délka zanedbatelně malá nebo překážky, které klademe světlu do cesty, jsou mnohem větší
VíceCZ.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
VíceZákladní otázky pro teoretickou část zkoušky.
Základní otázky pro teoretickou část zkoušky. Platí shodně pro prezenční i kombinovanou formu studia. 1. Síla současně působící na elektrický náboj v elektrickém a magnetickém poli (Lorentzova síla) 2.
VíceFyzika II, FMMI. 1. Elektrostatické pole
Fyzika II, FMMI 1. Elektrostatické pole 1.1 Jaká je velikost celkového náboje (kladného i záporného), který je obsažen v 5 kg železa? Předpokládejme, že by se tento náboj rovnoměrně rozmístil do dvou malých
VíceFyzika II. Marek Procházka Vlnová optika II
Fyzika II Marek Procházka Vlnová optika II Základní pojmy Reflexe (odraz) Refrakce (lom) jevy na rozhraní dvou prostředí o různém indexu lomu. Disperze (rozklad) prostorové oddělení složek vlnění s různou
VíceLaserové technologie v praxi II. Cvičeníč.1
Laserové technologie v praxi II. Cvičeníč.1 Měření ztrát na optických prvcích laseru KLS 246-2 Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011 1) Měření výkonu a energie laseru Teoretická hodnota v manuálu:
VíceMĚŘENÍ ABSOLUTNÍ VLHKOSTI VZDUCHU NA ZÁKLADĚ SPEKTRÁLNÍ ANALÝZY Measurement of Absolute Humidity on the Basis of Spectral Analysis
MĚŘENÍ ABSOLUTNÍ VLHKOSTI VZDUCHU NA ZÁKLADĚ SPEKTRÁLNÍ ANALÝZY Measurement of Absolute Humidity on the Basis of Spectral Analysis Ivana Krestýnová, Josef Zicha Abstrakt: Absolutní vlhkost je hmotnost
VíceDemonstrační jednotka generátoru nedifrakčních svazků
Projekt MPO v programu TANDEM ev. č. FT-TA2/059 Název projektu: Nositel projektu: Systémy pro generaci nedifrakčních svazků a přenos mechanických účinků světla Meopta optika, s.r.o. Dokumentace dílčího
VíceDUM č. 14 v sadě. 10. Fy-1 Učební materiály do fyziky pro 2. ročník gymnázia
projekt GML Brno Docens DUM č. 14 v sadě 10. Fy-1 Učební materiály do fyziky pro 2. ročník gymnázia Autor: Vojtěch Beneš Datum: 04.05.2014 Ročník: 1. ročník Anotace DUMu: Mechanické vlnění, zvuk Materiály
VíceŘešení: Nejdříve musíme určit sílu, kterou působí kladka proti směru pohybu padajícího vědra a napíná tak lano. Moment síly otáčení kladky je:
Přijímací zkouška na navazující magisterské studium - 16 Studijní program Fyzika - všechny obory kromě Učitelství fyziky-matematiky pro střední školy, Varianta A Příklad 1 (5 bodů) Jak dlouho bude padat
VíceProjekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/
Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/03.0009 Zrcadla Zobrazení zrcadlem Zrcadla jistě všichni znáte z každodenního života ráno se do něj v koupelně díváte,
VíceKatedra fyzikální elektroniky. Jakub Kákona
České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská Katedra fyzikální elektroniky Bakalářská práce Jakub Kákona Praha 2012 Vzor titulní strany na pevných deskách Jméno autora a
VíceFrekvenční analýza optických zobrazovacích systémů
OPT/OZI L05 Frekvenční analýza optických zobrazovacích systémů obecný model vstupní pupila výstupní pupila v z u y z o x z i difrakčně limitovaný zobrazovací systém: rozbíhavá sférická vlna od bodového
VíceElektromagnetický oscilátor
Elektromagnetický oscilátor Již jsme poznali kmitání mechanického oscilátoru (závaží na pružině) - potenciální energie pružnosti se přeměňuje na kinetickou energii a naopak. T =2 m k Nejjednodušší elektromagnetický
Více27. Vlnové vlastnosti světla
27. Vlnové vlastnosti světla Základní vlastnosti světla (rychlost světla, šíření světla v různých prostředích, barva tělesa) Jevy potvrzující vlnovou povahu světla Ohyb a polarizace světla (ohyb světla
VíceMěření závislosti indexu lomu kapalin na vlnové délce
Měření závislosti indexu lomu kapalin na vlnové délce TOMÁŠ KŘIVÁNEK Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity, Brno Abstrakt V příspěvku je popsán jednoduchý experiment pro demonstraci a měření závislosti
VíceModelování blízkého pole soustavy dipólů
1 Úvod Modelování blízkého pole soustavy dipólů J. Puskely, Z. Nováček Ústav radioelektroniky, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, VUT v Brně Purkyňova 118, 612 00 Brno Abstrakt Tento
Více