Презентація "Лазери та їх застосування"

Попередній слайд
Наступний слайд


Завантажити презентацію "Лазери та їх застосування"
Слайд #1
Лазеры


Слайд #2
Содержание:
Что такое лазер?
История создания
Принцип работы
Устройство лазера
Виды лазеров
Применение
Воздействие на организм


Слайд #3
Light
Amplification by
Stimulated
Emission of
Radiation
«усиление света посредством вынужденного излучения»
Лазер представляет собой источник монохроматического когерентного света с высокой направленностью светового луча.
Что такое лазер?


Слайд #4
Как получить когерентное излучение, стало в общих чертах понятно в 1918 г. когда Альберт Эйнштейн предсказал явление вынужденного излучения. Если создать среду, в которой атомы находятся в возбуждённом состоянии, и запустить в неё слабый поток когерентных фотонов, то его интенсивность станет расти.
В начале 50-х гг. российские исследователи Николай Басов, Александр Прохоров и независимо от них американский физик Чарлз Таунс создали усилитель радиоволн высокой частоты на молекулах аммиака.Новорождённое устройство получило название мазер. 
История создания
Первый квантовый генератор (мазер)


Слайд #5
В 1960 г. американский физик Теодор Гарольд Мейман сконструировал первый квантовый генератор оптического диапазона - лазер.
В качестве активной среды использовался кристалл искусственного рубина, а вместо объёмного резонатора служил резонатор Фабри-Перо, образованный серебряными зеркальными покрытиями, нанесёнными на торцы кристалла. Этот лазер работал в импульсном режиме на длине волны 694,3 нм. В декабре того же года был создан гелий-неоновый лазер, излучающий в непрерывном режиме (А. Джаван, У. Беннет, Д. Хэрриот).
Теодор Мейман


Слайд #6
Физической основой работы лазера служит явление вынужденного (индуцированного) излучения.
Индуцированное излучение — генерация нового фотона при переходе квантовой системы из возбуждённого в стабильное состояние под воздействием индуцирующего фотона, энергия которого была равна разности энергий уровней.
Принцип работы


Слайд #7
Условное изображение процессов (a) поглощения, (b) спонтанного испускания и (c) индуцированного испускания кванта.
На рисунке схематически представлены возможные механизмы переходов между двумя энергетическими состояниями атома с поглощением или испусканием кванта света.


Слайд #8
1) Узконаправленностью:
2) Монохроматичностью;
3) Значительной выходной мощностью;
4) Когерентностью пространственной;
5) Когерентностью временной.
Лазерное излучение характеризуется следующими особенностями:


Слайд #9
Все лазеры состоят из трёх основных частей:
активной (рабочей) среды;
системы накачки (источник энергии);
оптического резонатора (может отсутствовать, если лазер работает в режиме усилителя).
Каждая из них обеспечивает для работы лазера выполнение своих определённых функций.
Устройство лазера


Слайд #10
На схеме обозначены: 1 — активная среда; 2 — энергия накачки лазера; 3 — непрозрачное зеркало; 4 — полупрозрачное зеркало; 5 — лазерный луч.


Слайд #11
1) Газовые лазеры;
2) Лазеры на красителях;
3) Лазеры на парах металлов;
4) Твердотельные лазеры;
5) Полупроводниковые лазеры;
6) Другие типы лазеров;
Виды лазеров:


Слайд #12
Газовый лазер — лазер, в котором в качестве активной среды используется вещество, находящееся в газообразном состоянии.
Состоит из сосуда с газом, помещенного в оптический резонатор. Накачка производится с помощью высоковольтных электрических разрядов, электроны, соударяясь с атомами газа, переводят их на возбужденные энергетические уровни. К достоинствам газовых лазеров относятся дешевизна вещества рабочей среды, высокая энергетическая эффективность и возможность работы в непрерывном режиме.


Слайд #13
Лазеры на красителях — лазеры, использующие в качестве лазерного материала органические красители, обычно в форме жидкого раствора. Они принесли революцию в лазерную спектроскопию и стали родоначальником нового типа лазеров c длительностью импульса менее пикосекунды.
Существует две возможности использовать такую большую рабочую область лазера:
перестройка длины волны на которой происходит генерация -> лазерная спектроскопия
генерация сразу в широком диапазоне -> генерация сверх коротких импульсов


Слайд #14
Лазеры на парах металлов используют в качестве активной среды пары металлов, возбуждённых и нагреваемых электрическим разрядом. Средняя мощность излучения может превышать 100 Вт.


Слайд #15
Твердотельный лазер — лазер, в котором в качестве активной среды используется вещество, находящееся в твёрдом состоянии.
Разновидностями твердотельного лазера являются волоконный лазер и полупроводниковый лазер. К твердотельным относятся также лазеры, в которых в качестве активной среды используются различные стекла и кристаллы, активированные редкоземельными элементами. Самым первым твердотельным лазером был излучатель на рубине, накачка осуществлялась газоразрядной лампой.


Слайд #16
Полупроводниковый лазер — твердотельный лазер, в котором в качестве рабочего вещества используется полупроводник. В полупроводниковом лазере накачка осуществляется:
непосредственно электрическим током (прямая накачка);
электронным пучком;
электромагнитным излучением.


Слайд #17
Лазеры нашли применение в самых различных областях — от коррекции зрения до управления транспортными средствами, от космических полётов до термоядерного синтеза. Лазер стал одним из самых значимых изобретений XX века.
Применение
В науке
Спектроскопия
Измерение расстояния до Луны
Создание искусственных опорных "звезд"
Фотохимия
Лазерное намагничивание
Лазерное охлаждение
Термоядерный синтез
Оптический (лазерный) пинцет


Слайд #18
Вооружения
Лазерное оружие
Целеуказатели
Лазерный прицел
Дальномеры
Лазерное наведение
Лазерный целеуказатель
Револьвер, оснащённый лазерным прицелом.


Слайд #19
Промышленность
Поверхностная лазерная обработка
Лазерная термообработка
Лазерная закалка (термоупрочнение)
Лазерный отжиг 
Лазерный отпуск
Лазерное оплавление
Получение поверхностных покрытий
Вакуумно-лазерное напыление
Ударное упрочнение
Лазерная сварка
Лазерная маркировка и гравировка


Слайд #20
Медицина
Косметическая хирургия (удаление татуажа и пр.);
Коррекция зрения
Хирургия
Стоматология
Диагностика заболеваний
Удаление опухолей, особенно головного и спинного мозга
Термооптоакустический эффект позволяет удалять зубной камень в режиме генерации ударной волны и кавитации.


Слайд #21
Информационные технологии
Хранение информации на оптических носителях (компакт-диск, DVD и т.д.)
Оптическая связь
Оптические компьютеры
Голография, Лазерные дисплеи
Лазерные принтеры
Считыватели штрих-кодов


Слайд #22
В культуре
Лазерное шоу
Мультимедийные демонстрации и презентации
Объемное гравирование прозрачных материалов
гравировка внутри стекла
проектор


Слайд #23
Лазерное шоу


Слайд #24
Воздействие на организм
Свет от мощных лазеров имеет высокую плотность мощности, которой достаточно для испарения ткани, металла или керамики. Поскольку наши глаза очень чувствительны к свету, они подвержены риску повреждения. Фактически, при одном взгляде на прямой или отраженный лазерный луч это может вызвать необратимую травму глаз, даже при низких уровнях выходной мощности.


Слайд #25


Слайд #26
Презентацию подготовили
ученицы 11-а класса
Алчевской ИТГ
Мозолевская Анастасия
и
Ткаченко Анастасия