KURZUS: Fizika közlekedésmérnököknek

MODUL: V. modul: Atom- és magfizika

18. lecke: Lézerek és alkalmazásaik

A jegyzet feldolgozandó fejezetei (767-776 oldal): Lézerek és alkalmazásaik (és alfejezetei)

Tanulási célok: A lecke anyagának feldolgozása után Ön képes lesz:

  • Elmondani azt a két feltételt, mely a lézerek működéséhez szükséges.
  • Meghatározni a metastabil állapot fogalmát és elmondani, a lézerek működésében milyen szerepet játszanak.
  • Elmondani az optikai rezonátorok szerepét a lézerek működésében.
  • Röviden ismertetni a rubinlézer, a He-Ne lézer és a félvezetőlézerek működését és főbb tulajdonságaikat.
  • Felsorolni, milyen speciális tulajdonságai vannak a lézerfénynek, ami egy hagyományos fényforrásnak nincs.
  • Megadni a lézerek néhány alkalmazását, mely a lézer fényének párhuzamosságát használja ki.

Támpontok a tanuláshoz

A lecke megértésnek kulcsa az első 1-2 oldal anyaga: itt van leírva a két feltétel, mely a lézerek működéséhez szükséges. (Populációinverzió és az indukált emissziók túlsúlyának mesterséges biztosítása.) Ugyanitt megtalálhatja azt is, hogy a legtöbb lézer esetében hogyan érik el ezen feltételek teljesülését. (Pumpálás metastabil szintek segítségével, optikai rezonátor.)

Ezek után a tárgyalt háromféle lézer (rubin-, He-Ne-, félvezető-) működése könnyen érthetővé válik. Az ezekről szóló részek feldolgozásánál fordítson figyelmet az egyes lézertípusok eltérő tulajdonságaira, melyek meghatározzák, milyen körülmények között melyiket érdemes használni.

A lézerek alkalmazásait a lézerfény speciális tulajdonságain keresztül lehet megérteni.

Ellenőrző kérdések
1. A tanult lézertípusok közül melyik bocsát ki polarizált fényt?
A rubinlézer.
A He-Ne lézer.
A félvezetőlézer.
Egyik sem.
2. Mi az elsődleges szerepe az optikai rezonátornak a lézerek esetében?
Koncentrálja a gerjesztő forrás (villanólámpa) energiáját.
Növeli az elektronsűrűséget.
Nem engedi az optikailag aktív anyagot elpárologni.
Növeli a fotonsűrűséget, ezáltal növeli az indukált emissziók számát.
3. A rubinlézerek esetében a populáció inverziót...
elektromos gerjesztéssel érik el.
egy villanólámpa segítségével valósítják meg.
egy másik lézer optikai energiáját használják fel.
kémiai úton hozzák létre.