Lézerek és mézerekLézerek és mézerek

Tegze Borbála

Kunsági-Máté Éva

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Vegyészmérnök MSc

VázlatVázlat• Bevezetés• Működési feltételek• A lézer felépítése• Lézerek és mézerek típusai• Előnyök• Alkalmazások• Összefoglalás

2

BevezetésBevezetés• Elektromágneses sugárzást adó

források

• LASER: Light Amplification by

Stimulated Emission of Radiation

• MASER: Microwave Amplification by

Stimulated Emission of Radiation

3

Sugárforrások típusaiSugárforrások típusai

• Eltérő hullámhosszú sugárzások „graser” (gamma sugár) „xaser” (röntgen sugár) „laser” (látható tartomány) „iraser” (infravörös tartomány) „maser” (mikrohullámú mézer) „raser” (rádiófrekvenciás mézer)

4

Az első mézer és lézerAz első mézer és lézer

5

1954 1960

Stimulált emisszióStimulált emisszió

• Kölcsönhatás eredménye lehet: Abszorpció Spontán emisszió Stimulált emisszióStimulált emisszió

6

A működés feltételeA működés feltétele

• Stimulált emisszióval keletkező fotonok száma nagyobb legyen, mint az abszorbeálódott fotonok száma

• Inverz populáció: Inverz populáció: a magasabb energiaszinteken több elektron van, mint az alacsonyabbakon

• Pumpálás Fény energia Elektromos energia Kémiai energia

7

A lézer felépítéseA lézer felépítése

8

Optikai rezonátor

• Lézerek Gáz Kémiai Szilárd fázisú Fémgőz Félvezető Festéklézerek

• Mézerek Atomos sugárzó

(ammónia, szabadelektron, hidrogén)

Gázmézerek (rubídium) Szilárdtest (rubin)

9

A lézerek és a mézerek A lézerek és a mézerek típusaitípusai

• Kis keresztmetszet (1 mm2) - nagy energiájú

fénynyaláb

• Nagy teljesítménysűrűség

• Sugarak párhuzamosak (nagy távolságban is)

• Kis spektrális sávszélesség

• Hangolható hullámhossz (nem-lineáris

kristályok)

• Rövid impulzusok (s, ns, ps, fs)

10

ElőnyökElőnyök

• Lézerek Optika, informatika, hadászat, gyógyászat,

anyagmegmunkálás, kémia Autóipar (alkatrészek hegesztése, vágása) Sebészeti beavatkozások (szemműtétek) Lézerspektroszkópia (szerkezetvizsgálat) Lézerablációs technológiák, lézerdiffrakció,

Michaelson interferométer Kommunikáció, adatátvitel Vonalkód leolvasók, CD-k, lézernyomtatók

• Mézerek Nagy pontosságú frekvencia referenciák

(atomóra) Rádióteleszkópok (elektronikus erősítő) Közvetlen energiájú fegyverek Asztrofizika

11

AlkalmazásokAlkalmazások

ÖsszefoglalásÖsszefoglalás

• Lézerek és mézerek

• Eltérő hullámhosszú sugárforrások

• Működési feltételek (stimulált

emisszió, inverz populáció)

• A lézer felépítése (optikai rezonátor)

• Lézerek és mézerek típusai

• Széleskörű alkalmazások

12

Felhasznált irodalomFelhasznált irodalom• http://physics.aps.org/story/v15/st4 (utolsó látogatás: 2014.05.05.)

• http://www.scientificamerican.com/article/first-practical-maser-microwave-laser-is-built/ (utolsó látogatás: 2014.05.05.)

• http://www.industrial-lasers.com/index.html: (utolsó látogatás: 2014.05.05.)

• http://www.rugusavay.com/theodore-maiman-photos/ (utolsó látogatás: 2014.05.05.)

• http://www.radiologia.hu/radiwiki/index.php/A_l%C3%A9zer (utolsó látogatás: 2014.05.05.)

• http://www.tankonyvtar.hu/en/tartalom/tamop425/0027_FOI3/ch01s02.html (utolsó látogatás: 2014.05.05.)

• http://www.vilaglex.hu/Lexikon/Html/Mezer.htm (utolsó látogatás: 2014.05.05.)

• C.B. Cosmovici, S. Pluchino, S. Montebugnoli, S. Pogrebenko: Search for the 22 GHz water maser emission in selected comets, Planetary and Space Science, http://dx.doi.org/10.1016/j.pss.2014.03.004i (utolsó látogatás: 2014.05.05.)

• M. Miyoshi, Y. Asaki, K. Wada, H. Imai: Analysis of H2O masers in Sharpless 269 using VERA archival data – Effect of maser structures on astrometric accuracy, New Astronomy 17 (2012) 553–564

• A. Yoshimi, T. Nanao, T. Inoue, T. Furukawa, M. Uchida, M. Tsuchiya, H. Hayashi, M. Chikamori, K. Asahi: Physics of Fundamental Symmetries and Interactions - PSI2010 Development of NMOR magnetometer for spin-maser EDM experiment, Physics Procedia 17 (2011) 245–250

• http://www.spectra-physics.com/applications/medical/ :(utolsó látogatás: 2014.05.05.)

• http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/optmod/lasapp.html:(utolsó látogatás: 2014.05.05.)

• http://eetd.lbl.gov/l2m2/laser.html:(utolsó látogatás: 2014.05.05.)13

Köszönöm a figyelmet!Köszönöm a figyelmet!