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I LASER

I LASER. LASER. a stato solido a gas chimici e ad eccimeri a coloranti a diodo ad elettroni liberi. LASER A STATO SOLIDO. LASER A RUBINO Maiman 1960. 4 T 1. 4 T 2. 4 A 2. LASER A RUBINO. Al 2 O 3 + Cr 3+ (0.5% in peso). Cr 3+ d 3 4 F 2 G In un campo ottaedrico

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Presentation Transcript

  1. I LASER

  2. LASER • a stato solido • a gas • chimici e ad eccimeri • a coloranti • a diodo • ad elettroni liberi

  3. LASER A STATO SOLIDO LASER A RUBINO Maiman 1960

  4. 4T1 4T2 4A2 LASER ARUBINO Al2O3 + Cr3+ (0.5% in peso) Cr3+ d3 4F 2G In un campo ottaedrico 4F = 4A2 + 4T1 + 4T2 2G =2A1 + 2E + 2T1 + 2T2

  5. LASER A ALESSANDRITE Cr3+ in BeAl2O4 4F = 4A2 + 4T1 + 4T2 4T2 e 4A2 sono allargati per accoppiamento vibronico Transizioni 4A2 4T2 Laser vibronico 720 - 800 nm Laser a 4 livelli

  6. ZAFFIRO: Al2O3 DROGATO CON Ti3+ d1 2D In un campo ottaedrico 2D = 2T2 + 2E Laser vibronico 670 - 1100 nm

  7. 1064 nm Nd-YAG Yttrium Aluminum Garnet Granato di ittrio ed alluminio Y3Al5O12 + Nd3+ Nd3+ f3 Termini importanti 4F 4I Raddoppio di frequenza con LBO (LiB3O5) = 532 nm

  8. LASER A GAS Atomi He-Ne, vapori di Cu Ioni ioni Ar+ Molecole CO2 N2

  9. LASER He-Ne 2p55s1 2p54p1 2p54s1 Coincidenza tra i livelli di He e Ne He è eccitato mediante pompaggio L’energia è trasferita al Neon. Luce di 632.8 nm (rossa) è emessa per emissione stimolata dal Neon eccitato 2p53p1 2p53s1 2p6

  10. LASER A IONI • Scarica elettrica ionizza Argon generando Ar+ • Ar+ è formato in uno stato eccitato • Emissione laser di Ar+ 10 linee tra 454 e 529 nm 488 nm (blue) e 514.5 nm (verde) • Emissione simultanea di alcune linee • Usato in spettroscopia Raman

  11. LASER A CO2 • N2 è vibrazionalmente eccitato mediante scarica elettrica • Energia è trasferita (livelli in corrispondenza) allo stiramento antisimmetrico 3 di CO2 • L’azione laser è da 3=1 a 1=1 (stiramento simmetrico) perché 1=1 non è popolato per collisione • Elevata intensità IR : usata per misure in atmosfera con lungo cammino ottico • Efficienza 20%

  12. N2 Superradiante 337.1 nm = UV Studi di fotochimica Esperimenti di fotolisi Pompaggio di laser a colorante CARS

  13. LASER A ECCIMERI ECCIMERI AA* excited dimer ECCIPLESSI AB* excited complex Legati solo nello stato eccitato NeF ArF KrF ArCl KrCl ...

  14. LASER CHIMICI H2 + F2 HF* H2 + Cl2 HCl* CS2 + O2 CO* DF + CO2 CO2*

  15. LASER A COLORANTI

  16. MISCELE DI COLORANTI

  17. LASER A COLORANTI Degradazione fotochimica dei coloranti Laser a stato solido (Ti zaffiro) fotochimicamente stabili

  18. LASER A DIODO Giunzione a diodo

  19. LASER A DIODO SEMICONDUTTORE Laser a due livelli Pompaggio: differenza di potenziale elettrico Efficienza 30% Una frequenza poco stabile e modulabile variando T Varietà di materiali (GaAs, InP,…) Fascio divergente

  20. LASER AD ELETTRONI LIBERI • Un laser ad elettroni liberi è un laser che prende energia da un fascio di elettroni, non da atomi eccitati • Funziona accelerando un fascio di elettroni, che vengono fatti oscillare: emissione spontanea di fotoni

  21. Metodi di ottica non lineare di estensione delle frequenze • Generazione di seconda armonica  → 2  • Generazione di somma di frequenze  = 1 + 2 • Oscillatore parametrico ottico pompa = segnale + idler • Generazione di differenza di frequenze diff = 1 - 2 • Raman stimolato

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