Báo Cáo Tìm hiểu về tia laser

Contents
1)LỊCH SỬ : 3
2)CẤU TẠO VÀ CƠ CHẾ CHUNG: 5
2.1) Các bộ phận cơ bản: 5
2.2) Một vài khái niệm cần thiết để hiểu được hoạt động laser, bắt đầu là photon và mức nguyên tử và xuất phát từ nguyên tắc lượng tử hóa: 7
2.2.1) Sự lượng tử hóa năng lượng trong nguyên tử làm cho nguyên tử có các mức năng lượng gián đoạn. 7
2.2.2) Một số loại chuyển trạng thái xảy ra và ảnh hưởng đến lượng năng lượng trong sự chuyển đó. 8
2.2.3) Sự chuyển từ mức năng lượng này sang mức năng lượng khác phải xảy ra cùng với sự phát xạ ánh sáng. 8
2.2.4) Sự phát xạ tự phát và cưỡng bức có thể xảy ra do sự chuyển mức năng lượng. 9
2.2.5) Nghịch đảo dân cư giữa các mức năng lượng phải thu được để khuếch đại sự phát bức xạ cưỡng bức. 9
2.3)Các mức năng lượng của laser: 12
2.3.1) Laser ba mức năng lượng: 12
2.3.2) Laser bốn mức năng lượng: 12
2.4 )Một vài nhân tố khác ảnh hưởng đến sự khuếch đại tập trung ánh sáng: 13
2.4.1 )Gương phản xạ: 13
2.4.2) Hộp cộng hưởng: 16
2.4.3 )Mode : 18
2.4.4 )Nhiểu xạ và sự phân kì : 19
2.4.5) Photon: 20
2.4.6) Bơm điện: 20
2.5) Các Laser hoạt động theo kiểu khác: 21
3 )TÍNH CHẤT: 22
4 )PHÂN LOẠI: 22
4.1) Lazer rắn: 22
4.1.1)Cấu tạo: 22
4.1.2)Tính chất: 24
4.1.3)Nguyên lý hoạt động: 24
4.1.4) Cơ chế: 25
4.2)Lazer chất khí 26
4.3)Laser chất lỏng: 28
Có cấu tạo tương tự như các loại laser khác nhưng có môi trường hoạt chất là chất lỏng,thông dụng nhất là laser màu dùng để điều trị trong nhãn khoa (điều trị cận thị) và dùng để cắt, mài mòn và tiêu diệt các mô bị ung thư trong điều trị ung thư 28
Cấu tạo laser lỏng 29
Phân loại 29
- Laser chelater hữu cơ – đất hiếm 29
- Laser vô cơ oxyd chloride – neodym – selen 29
- Laser màu 29
5)MỘT SỐ CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC LOẠI LAZER: 29
5.1)Chế độ phát liên tục 29
5.2)Chế độ phát xung 29
6) ỨNG DỤNG: 30
6.1) Quân sự: 30
6.2)Đường sắt: 31
6.3)Hội hoạ: 31
6.4)Y học: 32
6.5) Trong công nghệ truyền thông: 32
6.6/)Các ứng dụng khác: 33



LỜI NÓI ĐẦU:


Việc phát minh ra tia laser bắt nguồn từ các cố gắng của các nhà khoa học muốn tìm được cách sản xuất các luồng sóng vô tuyến có bước sóng thật ngắn.Trong kĩ thuật vô tuyến, người ta biết rằng: Muốn tạo được các luồng sóng vô tuyến có bước sóng càng ngắn thì phải có các máy phát sóng có kích thước càng nhỏ. Như vậy, các kĩ thuật gia đứng trước một vấn đề nan giải là: Không thể chế tạo được các máy phát sóng có kích thước quá nhỏ. Để giải quyết vấn đề khó khăn này, người ta đã nghĩ tới loại máy phát sóng vô cùng nhỏ có sẵn trong thiên nhiên: Đó là các nguyên tử, các phân tử vật chất. Thực vậy, chúng ta đã biết ánh sáng là loại sóng điện từ có độ dài sóng ngắn phát ra bởi các nguyên tử hay phân tử. Vậy sự bế tắc nói trên của ngành vô tuyến, trên nguyên tắc có thể được giải quyết. Tuy nhiên, một vấn đề rất khó đặt ra trước các nhà khoa học kĩ thuật là: Làm thế nào bắt các máy phát sóng tí hon đó hoạt động theo ý muốn của con người. Vì chúng ta đã biết, sự phá sóng ánh sáng của các nguyên tử, phân tử hoàn toàn xảy ra ngẫu nhiên, tự phát, không điều khiển được. Các nguyên tử trong một nguồn phát ra ánh sáng theo tất cả mọi phương với vô số bước sóng khác nhau. Các sóng được phát ra không có liên hệ gì với nhau về biên độ cũng như về pha. Một nguồn sáng như vậy không có lợi ích gì trong kĩ thuật vô tuyến.
Quá trình giải quyết vấn đề này ( điều khiển được các bức xạ phát ra bởi các nguyên tử, phân tử) đưa đến sự phát minh ra MASER ( viết tắt của Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation: khuyếch đại sóng vi ba bằng phát xạ kích thích) và LASER (Light Amlification by Stimulated Emission of Radiation: khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích)
Có nhiều loại laser khác nhau, có thể ở dạng hỗn hợp khí, ví dụ He-Ne, hay dạng chất lỏng, song có độ bức xạ lớn nhất vẫn là tia laser tạo bởi các thành phần từ trạng thái chất rắn.