Dyskusja:Laser

Z Wikipedii

Część tekstu skopiowana ze stron www.fotonika.pl za zgodą autora wyrażoną tutaj.

Olaf 16:56, 26 lut 2004 (CET)

Szkoda tylko, że ten tekst jest mało zrozumiały. Ten artykuł wymaga prządnej redakcji. Brak jest wyjaśnienia pojęć używanych w tekście, które uniemożliwiają jego zrozumienie. Np:

Mechnizm generowania światła przez lasery opiera się na zjawisku wymuszonej emisji promieniowania w ośrodku po odwróceniu (inwersji) obsadzeń.

Inwersji obsadzeń - ale właściwie czego? Motyw inwersji obsadzeń powtarza się jeszcze parę razy w tekście i nigdzie nie jest wyjaśnione o co tu chodzi, a bez tego nie można pojąć sensu całego artykułu.

ośrodek czynny

Zanim się przejdzie do dalszych wyjaśnień wypadało by opisać czym konkretnie jest ten tajemniczy ośrodek - czy to jest gaz, czy kryształ, czy raz może być to, a innym razem co innego? Ja się niestety na tym nie znam, chociaż starałem się trochę przeredagować ten artykuł (Przynajmniej od strony stylistycznej). Polimerek 10:57, 21 maj 2004 (CEST)

---

Poniżej mój brudnopis,

Laser nazwa utworzona jako skrót od Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - wzmocnienie światła poprzez wymuszoną emisję promieniowania. Jest to urządzenie do emisji lub wzmocnienia światła w wyniku emisji wymuszonej. Otrzymywane światło ma charakterystyczne właściwości trudne do osiągnięcia innymi źródłami światła, mianowicie można uzyskać silne (o bardzo dużej mocy w impulsie), monochromatyczne spolaryzowanego wiązki światła.

Zasada działania Zasadniczymi częściami lasera są: ośrodek czynny, rezonator optyczny, układ pompujący.

'Ośrodek czynny'

Oddziaływanie światła z materią można wyjaśnić za pomocą trzech zjawisk: pochłanianie (absorbcja), emisji spontanicznej oraz emisji wymuszonej fotonu. Foton wyemitowany w wyniku emisji wymuszonej jest spójny (ma taką samą częstotliwość, polaryzację) z fotonem wywołującym emisję. Foton wzbudzający musi mieć odpowiednią energię równą energii wzbudzenia ośrodka. Atomy w stanie podstawowym pochłaniają fotony wzbudzające (i te wyemitowane). Aby laser działał proces emisji wymuszonej musi przeważyć nad pochłanianiem w ośrodku musi być więcej atomów w stanie wzbudzonym niż w stanie podstawowym (inwersja obsadzeń). Uzyskanie takiego nienaturalnego stanu, w którym poziomy o wyższej energii są częściej obsadzone niż poziomy o niższej energii, utrudnia także zjawisko emisji spontanicznej powodujące, że atomy w stanie wzbudzonym pozostają bardzo krótko przechodząc szybko do stanu podstawowego. Niektóre atomy posiadają poziomy energetyczne metatrwałe na których elektron pozostaje znacznie dłużej, ale w takiej sytuacji przejście ze stanu podstawowego do wzbudzonego jest też utrudnione, co pokonuje się przez wzbudzanie atomów do poziomów o energii niewiele większej od poziomu metatrwałego.

Układ pompujący Zadaniem układu jest przeniesienie jak największej liczby elektronów w substancji czynnej do stanu wzbudzonego. Układ musi być wydajny tak by doszło do inwersji obsadzeń. Pompowanie lasera odbywa się poprzez błysk lampy błyskowej (flesha), błysk innego lasera, przepływ prądu w gazie, reakcję chemiczną, zderzenia atomów, wstrzelenie wiązki elektronów do substancji.

Układ optyczny Jeżeli ośrodek czynny traktujemy jako generator fali elektromagnetycznej, to układ optyczny pełni rolę sprzężenia zwrotnego dla wybranych częstotliwości, dzięki czemu laser generuje światło tylko o jednej częstotliwości. Układ optyczny składający się zazwyczaj z dwóch zwierciadeł z czego przynajmniej jedno jest częściowo przepuszczalne, dokładnie wykonane i odpowiednio ustawione zwierciadła stanowią rezonator dla wybranej częstotliwości fali.

Rodzaje laserów Ośrodek czynny decyduje o najważniejszych parametrach lasera, określa długość emitowanej fali, jej moc, sposób pompowania, możliwe zastosowania lasera:

Lasery rubinowe Substancją czynną jest syntetyczny kryształ rubinu czyli korundu z domieszką chromu.

(długość emitowanej fali) , szczególne cechy, zastosowania.

Tu inne typy laserów

To poniżej z poprzedniej treści strony.

To chyba do usunięcia, jest to niezbyt poprawny opis działania lasera gazowego z pompowaniem elekrtycznym.

??? Opis działania lasera Po włączeniu lasera katoda generuje strumień elektronów, który przepływa przez ośrodek aktywny, którym jest zazwyczaj jakiś gaz szlachetny, do anody. Elektrony zderzają się z atomami przekazując im swoją energię kinetyczną. Wskutek zderzenia jeden z elektronów w atomie gazu zostaje wzbudzony, uzyskuje wyższą energię i przeskakuje na wyższy poziom orbitalny, po czym powraca do poziomu wyjściowego, emitując foton o wysokiej energii. Pod wpływem zderzenia się fotonu z innym wzbudzonym atomem, generuje on kolejny foton o identycznej energii jak pierwszy. Fotony zderzają się z kolejnymi wzbudzonymi atomami, na skutek czego zostaje uruchomiona reakcja łańcuchowa. Krążąca między dwoma zwierciadłami coraz to większa liczba fotonów wytwarza wiązkę promieniowania o dużym natężeniu. Natężenie promieniowania rośnie aż do momentu, gdy w postaci wiązki promieniowania laserowego przebija się przez półprzepuszczalne zwierciadło.

Jedną ze współcześnie stosowanych metod generowania wiązki laserowej jest tzw. pompowanie za pomocą promieniowania elektromagnetycznego (także za pomocą światła (pompowanie optyczne)). Układ pompujący wytwarza w ośrodku czynnym umieszczonym wewnątrz rezonatora optycznego odwrócenie obsadzeń. Promieniowanie rozchodzące się wzdłuż osi optycznej rezonatora ulega wzmocnieniu w procesie emisji wymuszonej na skutek odbić od zwierciadeł rezonatora. Gdy wzmocnienie promieniowania jest większe od strat występujących w rezonatorze, następuje generowanie promieniowania. Wyprowadzenie strumienia generowanego promieniowania następuje na ogół przez jedno ze zwierciadeł rezonatora w postaci wiązki o małym kącie rozbieżności.

Krótka historia laserów (zrobić w punktach) Często podaje się datę 1954 skonstruowania masera, pierwszego wzmacniacza kwantowego. Pierwszy laser (rubinowy) zbudował w 1960 roku Theodore Maiman, ośrodkiem czynnym był kryształ korundu domieszkowany chromem - rubin. W roku nastepnym Snitzer uruchomił laser na bazie szkła neodymowego, a w roku 1964 Gaisik i Karkos skonstruowali laser na bazie granatu itrowo-glinowego domieszkowanego neodymem. W tym samym roku zbudowany został pierwszy laser z pompowaniem diodowym. W latach 1967-69 Bagdasarow i Kamiński zbudowali laser na bazie kryształu perowskitu itrowo-glinowego domieszkowanego neodymem, a Homer, Linz i Gabbe wykorzystali fluorek litowo-itrowy (YLF). Kilka lat później (w 1979 roku) skonstruowano laser z przestrajaniem częstotliwości na krysztale aleksandrytu, a w roku 1982 Moulton zaprezentował laser na bazie tikoru.

Trzypoziomowy schemat działania lasera Foton przemieszcza elektron na poziom wzbudzony En – tzw. krótkożyciowy. Następnie elektron przechodzi na niższy poziom Em stabilny. Jeżeli energia fotonu wymuszającego wynosi h∋ = En - Em to zostaje wymuszone wypromieniowanie drugiego fotonu koherentnego i elektron ponownie przenosi się na poziom podstawowy.

StoK 07:56, 6 sie 2004 (CEST)

---

Rezonator optyczny: Odległość po między zwierciadłami powinna być ściśle określona i wynosić pełną wielokrotność połówki długości fali światła emitowanego przez laser, co czasem może być problematyczne (np. nagrzewanie się konstrukcji lasera i tym spowodowane jej odkształcenia). W przeciwnym razie rezonator może nie tylko nie wzmacniać promieniowania, lecz nawet je wygaszać. Zwierciadło całkowicie odbijające posiada grubo naniesioną warstwę metalu odbijającego (np. srebra), zaś zwierciadło półprzepuszczalne ma tą warstwę bardzo cienką. Czasem stosowano w miejsce zwierciadła półprzepuszczalnego zwierciadło całkowicie odbijające, tyle że posiadające w środku przeźroczyste miejsce, którym wydostaje się promieniowanie.

Dobromiła Przy wypisywaniu rodzajów laserów jest straszny bałagan: wymieszane są podziały ze wzgledu na przeznaczenie z podziałem ze wzgledu na rodzaj ośrodka aktywnego: np. w laserach uzywanych w stomatoogii itp. występują na ciele stałym: rubinowy i na YAG, które nie wszystkie są wymienione później jako lasery na ciele stałym. zamiast diody laserowe powinno być raczej lasery diodowe, albo (to nawet bardziej po polsku) lasery półprzewodnikowe. Laser kaskadowy również należy do laserów półprzewodnikowych. Ogólnie artykuł jest zabałaganiony i brakuje wielu danych, np. działanie laserów półprzewodnikowych, wiele zastosowań zostało pominiętych itp. i schemat działania lasera trójpoziomowego jest w trochę dziwnym miejscu. przy okazji mógłby też być czteropoziomowy. jak znajdę czas postaram się trochę pomóc przy tym artykule, a na razie koniec uwag

Spis treści 1 spójność 2 polaryzacja światła laserowego 3 Sekcja laser rubinowy 4 Oślepiający laser 5 "dr mgr Andrzej Dzikowski" ?

[edytuj] spójność

Poprawiłem link do hasła "światło spójne" bo był na czerwono.

[edytuj] polaryzacja światła laserowego

Pragne zwrocic uwage na to, iz polaryzacja swiatla laserowego nie jest cecha znamienna tych urzadzen. Owszem dzieje sie tak czesto jesli laser ma kapilary "sciete" pod katem brewstera, jednak nie jest to warunkiem koniecznym dla dzialania lasera. Cala masa laserow nie generuje swiatlo niespolaryzowane :P

ale na przyklad VCSELe emituja spolaryzowane, zawsze

Nieścisłość w treści artykułu, o której napisał rozpoczynający wątek została poprawiona. Oczywiście, że emisja wymuszona będąca podstawą działania lasera nie ma nic wspólnego z polaryzacją. Polaryzację światła lasera wywołuje jego układ optyczny, także w laserach VCSEL polaryzowalność światła zależy od konstrukcji jego zwiercaideł. Istnieje też teoretyczna możliwość wytwarzania światła spolaryzowanego gdy ośrodek czynny jest wykorzystywany tylko jako wzmacniacz, wówczas akcja laserowa jest inicjowana zewnętrznym impulsem, impuls wychodzący jest spolaryzowany tak samo jak inicjujący. StoK 07:55, 9 gru 2006 (CET)

Oczywiście, że emisja wymuszona jest związana z polaryzacją. Jeżeli pojedynczy foton inicjuje lawinę emisji, co jest możliwe, wówczas wszystkie fotrony mają tę samą polaryzację.--Z u. Mpfiz (dyskusja) 18:04, 27 mar 2008 (CET)

To co piszesz jest prawdą, fotony emisji wymuszonej mają polaryzację zgodną z polaryzacją fotonu inicjującego, ale należy uwzględnić, że fotonami inicjującymi są wszystkie fotony przebiegające przez ośrodek czynny. Fotony te można podzielić na 3 grupy: zewnętrzne fotony dostające się do ośrodka, fotony emisji spontanicznej, przebiegające a w zasadzie odbite w zwierciadłach fotony emisji spontanicznej. We wzmacniaczach optycznych dominują fotony zewnętrzne, w laserach fotony odbite ale ich pierwotne pochodzenie jest wynikiem emisja spontaniczna, to dopiero optyka lasera decyduje o wybieraniu pewnych fotonów, dzięki czemu linia emisyjna lasera bywa zazwyczaj znacznie węższa od linii emisyjnej ośrodka laserowego, optyka może też odbijać tylko fotony o określonej polaryzacji wówczas światło lasera będzie spolaryzowane. StoK (dyskusja) 18:26, 27 mar 2008 (CET)

Jeżeli mówimy, że laser emituje światło spójne, to nie możemy w następnym zdaniu stwierdzać, że światło to nie jest spolaryzowane. Światło spójne, to światło m.in. spolaryzowane. Bez zgodności płaszczyzn polaryzacji nie ma interferencji.--Z u. Mpfiz (dyskusja) 23:10, 27 mar 2008 (CET)

Światło monochromatyczne niespolaryzowane daje trwałe prążki interferencyjne, co oznacza że jest spójne (chyba że definicja spójności jest inna niż sądzę). Problem spójności i polaryzacji nie jest tak prosty, dwie wiązki o określonej polaryzacji są spójne jeżeli mają takie same polaryzacje. Ale jedna wiązka o nieokreślonej polaryzacji daje trwałe prążki interferencyjne. W doświadczeniu Younga wiązka nie była spolaryzowana.

Piszesz Jeżeli mówimy, że laser emituje światło spójne nie znajduję w zasadniczej treści artykułu takiego stwierdzenia. W początkowej części artykułu jest napisane łatwo uzyskać wiązkę spolaryzowaną, spójną - co nie oznacza, że musi być spolaryzowane lub spójne. W części opisującej lasery półprzewodnikowe jest coś nakręcone z prążkami spójnością, diodą i laserem.

StoK (dyskusja) 07:54, 28 mar 2008 (CET)

Zobacz Światło spójne. U Younga była pełna spójność w danym momencie na obu szczelinach. Jedna wiązka nie może interferować. Muszą być przynajmniej dwie. W ogóle myślę, że ten art. jest mało fizyczny. I stąd cały problem. To co jest, to raczej takie informacje - co wiemy o laserze, wszystkiego po trochu dużo techniki, zastosowań i nawet BHP. I dobrze, niech sobie będzie. Ale trzeba zrobić art. ściśle fizyczny pod nazwą Zasada działania lasera, w którym w najprostszy sposób wyjaśni się modelowo całą ideę.--Z u. Mpfiz (dyskusja) 08:48, 28 mar 2008 (CET)

[edytuj] Sekcja laser rubinowy

Laser#Laser rubinowy - Bardzo niejasno napisane. Co to ma znaczyć: Pompowany optycznie fleszem przez boczne powierzchnie.? Czy ktoś mógłby to poprawić?--Xett _Dyskusja 18:39, 6 gru 2006 (CET)

Proste jak drut:

Pompowany:

• optycznie - czyli światłem
• fleszem - lampa błyskowa, taka jak w fotografii
• przez boczne powierzchnie - ośrodek czynny jest walcem, na jego podstawy napylone są lustra, boczna światło pompujące wpada do ośrodka czynnego przez bocaną powierzchnię walca.

StoK 19:55, 6 gru 2006 (CET)

[edytuj] Oślepiający laser

"Prowadzone są prace nad laserami mogącymi oślepiać żołnierzy." To zdanie to totalny bezsens. Takie lasery są ZAKAZANE więc po co komu one? Ludzie mają nadmiar pieniędzy? Proponowałbym je (zdanie) wyrzucić. Jakub "Real Danger" Gudzikowski 16:36, 5 lis 2007 (CET)

Chiny posiadają tego typu broń. Jest na Wikipedii angielskiej, jak znajdę linka to dopiszę.

[edytuj] "dr mgr Andrzej Dzikowski" ?

To albo dr albo mgr. W ogóle na podstawie czego to jest wpisane (jakieś źródło?), bo brzmi mało wiarygodnie (pojęcie pionier nie jest kategorycznie i może być nimi wiele osób).--Segu (dyskusja) 11:36, 16 maj 2008 (CEST)