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

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

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

Ludvík Valenta
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 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

2 Co vás v příštích třech týdnech čeká: Dnes Za týden Za dva týdny

3 Co vás v příštích třech týdnech čeká: Dnes Historický úvod Základní koncepty laserového záření Einsteinovy koeficienty Inverze stavů příklady čerpání: trojhladinové a čtyřhladinové systémy metody čerpání laserů: optické, výbojem, elektrickým proudem, chemické lasery Optické rezonátory, příčné a podélné mody Kinetické rovnice, prahová podmínka Za týden Za dva týdny

4 Co vás v příštích třech týdnech čeká: Dnes Za týden Specifické laserové systémy a jejich použití v chemické fyzice. (aneb trocha laserové zoologie) Pevnolátkové lasery čerpané opticky plynové lasery čerpané elektrickým výbojem Barvivové lasery Polovodičové lasery Za dva týdny

5 Co vás v příštích třech týdnech čeká: Dnes Za týden Za dva týdny Základy laserové nelineární optiky Nelineární odezva optického materiálu Fázové podmínky Materiály pro nelineární optiku Zdvojování frekvence, tvorba rozdílové frekvence OPO, OPA

6 Pokud byste si to chtěli načíst i jinde...

7 Co jsou LASERY a proč jsou tak speciální? Lasery mohou být velmi různé od tohoto: až po tento: ELI Praha (Extreme Light Infrastructure EU funded project)

8 Co jsou LASERY a proč jsou tak speciální? Lasery mohou být velmi různé od tohoto: až po tento: ELI Praha (Extreme Light Infrastructure EU funded project)

9 LASER je obecně: L ight A mplifier by S timulated E mission of R adiation

10 Historický úvod 1917 Einstein zavedl koncept stimulované emise ve svém článku O kvantové teorii záření 1947 První experimentální potvrzení stimulované emise (W.E. Lamb) 1950 Předpovězen princip optického čerpání 1953 první MASER C.H. Towens (1953) A. Prokhorov a N. Basov ( ) 13. listopadu 1957 Gordon Gould má datovanou stránku z laboratorního deníku, na které popisuje princip a možnou konstrukci laseru 1958 Towens a Schawlow Phys. Rev. Lett. článek popisující princip laseru První funkční lasery: Rubínový laser pulsně čerpaný výbojkou He-Ne laser čerpaný elektrickým výbojem v plynu Poznámka: již v roce 1963 byl sestrojen a úspěšně otestován první laser v československu (na URE ČSAV v Praze). Velmi agilní skupina pod vedením Viktora Trkala pracovala na vývoji laserů do roku 1972, kdy byla v rámci normalizačních čistek zrušena.

11 Historický úvod 1917 Einstein zavedl koncept stimulované emise ve svém článku O kvantové teorii záření 1947 První experimentální potvrzení stimulované emise (W.E. Lamb) 1950 Předpovězen princip optického čerpání 1953 první MASER C.H. Towens (1953) A. Prokhorov a N. Basov ( ) 13. listopadu 1957 Gordon Gould má datovanou stránku z laboratorního deníku, na které popisuje princip a možnou konstrukci laseru

12 Gordon Gould laboratorní deník

13 Historický úvod 1917 Einstein zavedl koncept stimulované emise ve svém článku O kvantové teorii záření 1947 První experimentální potvrzení stimulované emise (W.E. Lamb) 1950 Předpovězen princip optického čerpání 1953 první MASER C.H. Towens (1953) A. Prokhorov a N. Basov ( ) 13. listopadu 1957 Gordon Gould má datovanou stránku z laboratorního deníku, na které popisuje princip a možnou konstrukci laseru 1958 Towens a Schawlow Phys. Rev. Lett. článek popisující princip laseru První funkční lasery: Theodore Maiman: Rubínový laser pulsně čerpaný výbojkou Javan, Bennett, Herriot: He-Ne laser čerpaný elektrickým výbojem v plynu Poznámka: již v roce 1963 byl sestrojen a úspěšně otestován první laser v československu (na URE ČSAV v Praze). Velmi agilní skupina pod vedením Viktora Trkala pracovala na vývoji laserů do roku 1972, kdy byla v rámci normalizačních čistek zrušena.

14 Theodore Maiman: Rubínový laser

15 Základní stavební prvky laseru:

16 Einsteinovy koeficienty: Absorpce, spontání a indukovaná emise B21 = B12

17 Metody čerpání laserů: (generace inverze stavů) optické výbojem elektrickým proudem chemické lasery

18 Optické čerpání: trojhladinové a čtyřhladinové systémy

19 příklady čerpání: trojhladinové a čtyřhladinové systémy

20 Theodore Maiman: Rubínový laser Absorpční pásy iontů chromu v krystalu rubínu

21 Optický rezonátor: podélné mody q c Δν= 2L

22 Optické rezonátory: podélné módy

23 Optické rezonátory: Finesse 2π Δ ν F= = FSR (1 R1) (1 R 2) _ Dn

24 vyzařovací frekvence laseru Profil zesílení módy rezonátoru frekvence laseru n

25 vyzařovací frekvence laseru Profil zesílení módy rezonátoru n Pokud FSR << pásmo zesílení - multimodové chování

26 Kinetické rovnice, prahová podmínka

27 Shrnutí: Témata ke zkoušce z dnešní přednášky Základní stavební prvky laseru a jejich funkce Einsteinovy koeficienty, absorbce, spontální a indukovaná emise, inverze stavů Optický rezonátor, interference, módy rezonátoru

Podobné dokumenty

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