Презентация Физические основы работы лазера онлайн
На нашем сайте вы можете скачать и просмотреть онлайн доклад-презентацию на тему Физические основы работы лазера абсолютно бесплатно. Урок-презентация на эту тему содержит всего 29 слайдов. Все материалы созданы в программе PowerPoint и имеют формат ppt или же pptx. Материалы и темы для презентаций взяты из открытых источников и загружены их авторами, за качество и достоверность информации в них администрация сайта не отвечает, все права принадлежат их создателям. Если вы нашли то, что искали, отблагодарите авторов - поделитесь ссылкой в социальных сетях, а наш сайт добавьте в закладки.
Презентации » Физика » Физические основы работы лазера
Оцените!
Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
- Тип файла:ppt / pptx (powerpoint)
- Всего слайдов:29 слайдов
- Для класса:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
- Размер файла:1.24 MB
- Просмотров:66
- Скачиваний:0
- Автор:неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№3 слайд
![Вынужденное излучение фотонов](/documents_6/b7cb4807148236dc0bb0c40a16d40028/img2.jpg)
Содержание слайда: Вынужденное излучение фотонов
Когда атом попадает в электромагнитное поле падающего на него фотона, энергия электрона начинает колебаться между двумя разрешенными уровнями энергии.
В результате, согласно законам квантовой механики, образуется новый фотон, когерентный падающему.
При вынужденном излучении электромагнитные волны когерентны.
№11 слайд
![Условия лазерной генерации](/documents_6/b7cb4807148236dc0bb0c40a16d40028/img10.jpg)
Содержание слайда: Условия лазерной генерации
Три главных условия для создания лазерного излучения:
Условие резонанса – совпадение частоты падающего на атом фотона с одной из частот спектра атома.
Условие инверсии населенностей – населенность на верхнем уровне энергии должна быть больше населенности на нижнем уровне.
Условие положительной обратной связи – часть световой энергии все время должна оставаться внутри активного элемента, вызывая вынужденное излучение света все новыми и новыми атомами. Для создания положительной обратной связи активная среда лазера помещается в оптический резонатор (система зеркал).
№12 слайд
![Инверсия населенностей Для](/documents_6/b7cb4807148236dc0bb0c40a16d40028/img11.jpg)
Содержание слайда: Инверсия населенностей
Для усиления света необходимо, чтобы возбуждённых атомов в среде было больше, чем невозбуждённых.
В состоянии термодинамического равновесия это условие не выполняется – на нижних уровнях всегда больше электронов, чем на верхних.
Инверсию населенностей можно поддерживать путем подвода энергии извне.
Необходима инверсия населенностей для той пары уровней, переход между которыми соответствует частоте лазерного излучения.
№14 слайд
![Трёхуровневая а и](/documents_6/b7cb4807148236dc0bb0c40a16d40028/img13.jpg)
Содержание слайда: Трёхуровневая (а) и четырёхуровневая (б) схемы
В 3-уровневой схеме атом переходит из состояния Е0 в состояние Е2. В этом состоянии атом живет ~ 10 нс и сваливается в состояние Е1, в котором атом живет ~ 1 мс. За счет этого заселенность уровня Е1 становится достаточно большой, чтобы реализовать инверсию. Как только атомов, находящихся в метастабильном состоянии становится больше, чем в основном, начинается процесс генерации лазера.
№15 слайд
![В -уровневой схеме между](/documents_6/b7cb4807148236dc0bb0c40a16d40028/img14.jpg)
Содержание слайда: В 4-уровневой схеме между метастабильным E2 и основным уровнем E0 имеется промежуточный уровень E1. Вынужденное излучение происходит при переходе между уровнями E2 и E1. Условие инверсии выполняется, если время жизни уровня E2 на порядки больше времени жизни уровня E1.
В 4-уровневой схеме между метастабильным E2 и основным уровнем E0 имеется промежуточный уровень E1. Вынужденное излучение происходит при переходе между уровнями E2 и E1. Условие инверсии выполняется, если время жизни уровня E2 на порядки больше времени жизни уровня E1.
Применение 4-уровневой схемы позволяет создавать мощные непрерывные лазеры.
№17 слайд
![Маленькая проблема, однако](/documents_6/b7cb4807148236dc0bb0c40a16d40028/img16.jpg)
Содержание слайда: Маленькая проблема, однако
Существует гадость: в спектрах многих газов под нижними короткоживущими уровнями серии А расположен метастабильный уровень Е2, на котором атом может находиться долго и населенность которого поэтому велика.
Это не хорошо! Наличие долгоживущего метастабильного уровня Е2 препятствует образованию инверсии населенностей. Следовательно, надо как-то уровень Е2 опустошать.
Некоторая часть атомов, находящихся на уровне Е2, легко переходит на ближайший к нему уровень Е3. Уровень Е2 является как бы "резервуаром", питающим уровень Е3, но нам бы хотелось загонять атомы на более высокие рабочие уровни Е4 и Е5.
Это осложнение можно обойти, например, используя столкновения атомов со стенками газоразрядной трубки, или за счет столкновения наших атомов с атомами специальных примесей.
№18 слайд
![Например, в He-Ne лазере](/documents_6/b7cb4807148236dc0bb0c40a16d40028/img17.jpg)
Содержание слайда: Например, в He-Ne лазере рабочее вещество – это нейтральные атомы неона. При накачке часть атомов неона переходит с основного уровня Е1 на долгоживущие уровни Е5 и Е4.
Например, в He-Ne лазере рабочее вещество – это нейтральные атомы неона. При накачке часть атомов неона переходит с основного уровня Е1 на долгоживущие уровни Е5 и Е4.
Но в чистом неоне созданию инверсии населенностей мешает метастабильный уровень Е2, который питает уровень Е3.
№23 слайд
![Оптический резонатор нужен](/documents_6/b7cb4807148236dc0bb0c40a16d40028/img22.jpg)
Содержание слайда: Оптический резонатор нужен для многократного пропускания излучения в прямом и обратном направлении через активную среду.
Оптический резонатор нужен для многократного пропускания излучения в прямом и обратном направлении через активную среду.
В результате, усиление за счет вынужденного излучения преобладает над поглощением и рассеиванием света.
Принципиально важно, чтобы длина резонатора была равна полуцелому числу длин волн излучения.
При этом возможен оптический резонанс, а запущенный между зеркалами луч, будет некоторое время существовать в виде цепочки стоячих электромагнитных волн.
№24 слайд
![Моды оптического резонатора](/documents_6/b7cb4807148236dc0bb0c40a16d40028/img23.jpg)
Содержание слайда: Моды оптического резонатора
Из-за множества отражений от зеркал в резонаторе образуются различные типы колебаний – моды.
Моды могут быть продольными и поперечными относительно оси резонатора.
Чем выше частота лазерного излучения, тем больше количество мод. Например, для видимого диапазона в резонаторе образуются миллионы различных мод!
Если выбрать нужную геометрию, то резонатор будет работать как оптический фильтр и подавляющее число мод будут иметь очень большие потери и через короткое время затухнут.
Лишь небольшое число «нужных» мод имеют малые потери и поэтому могут существовать в резонаторе достаточно долго.
№25 слайд
![Что же это нам дает? Что же](/documents_6/b7cb4807148236dc0bb0c40a16d40028/img24.jpg)
Содержание слайда: Что же это нам дает?
Что же это нам дает?
Только моды с малыми потерями достигают порога генерации лазера, тогда как остальные моды быстро затухают.
Порог генерации достигается, когда усиление света сравняется с потерями в резонаторе.
Следовательно, выход энергии из оптического резонатора происходит в основном в нужных нам модах.
Что еще это нам дает?
Из законов оптики следует, что только те фотоны будут иметь малые потери, которые излучаются вдоль оси резонатора.
Следовательно, имеет место мощный узконаправленный пучок света – условие коллимированности.
№28 слайд
![Символы TEMmn Распределения](/documents_6/b7cb4807148236dc0bb0c40a16d40028/img27.jpg)
Содержание слайда: Символы TEMmn
Распределения интенсивности по сечению лазерного луча определяются «поперечными модами», которые представляют в виде символов TEMmn.
На рисунке для примера показаны поперечные моды с прямоугольной (а) и осевой (б) симметрией
Индексы m и n у символа TEMmn в прямоугольной системе координат обозначают число нулей по направлениям X и Y в плоскости поперечного сечения пучка.
На рисунке для примера показаны фотографии мод.
№29 слайд
![Для многих применений лазеров](/documents_6/b7cb4807148236dc0bb0c40a16d40028/img28.jpg)
Содержание слайда: Для многих применений лазеров предпочтительнее использовать ТЕМ00, называемую гауссовой.
Для многих применений лазеров предпочтительнее использовать ТЕМ00, называемую гауссовой.
При распространении лазерного излучения через среды и оптические системы пространственная форма гауссова пучка остается неизменной, в то время как другие моды не сохраняют первоначального пространственного распределения.
В моде ТЕМ00 за диаметр лазерного луча принимается удвоенное расстояние от оси луча, на котором интенсивность падает в е раз.
Скачать все slide презентации Физические основы работы лазера одним архивом:
Похожие презентации
-
ОПТИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛЕКЦИЯ 4 Принцип работы лазера и основные свойства лазерного излучения. Лидары.
-
Принцип работы лазера и основные свойства лазерного излучения
-
Принцип работы лазера и основные свойства лазерного излучения. Лидары
-
Физические основы работы оптических волокон
-
Лазер Работа ученика 11 М класса СОШ 288 г. Заозерска Тимонина А. А.
-
ПРОЕКТ Физическая основа железнодорожного объекта- горка
-
Исследование мощности человека в зависимости от его физических возможностей Работу выполнил: Ученик 10 класса МСОШ с. Васильевки
-
Глава 3. Оптика 3. 1. Основные законы геометрической оптики Работа Михайловой Ольги
-
ФИЗИКА В ЭПОХУ АНТИЧНОСТИ В свете современных историко-научных исследований считается, что основы физических знаний закладывал
-
Физические основы приема и передачи информации звуковыми волнами В КАРТИНКАХ, ТАБЛИЦАХ И ДИАГРАММАХ Т. Г. ЯКОВЛЕВА, ЗАВЕДУЮЩАЯ ЦЕНИМО СПБ АППО 2010