دوره کارشناسی: لیزر و کاربردها

دوره کارشناسی: لیزر و کاربردها

تدریس فیزیک لیزر با خانم مهندس شکوفه ساتری

لیزر در حال حاضر در بسیاری از جنبه های زندگی روزمره رایج است، به عنوان مثال. در بارکدخوان ها، جراحی چشم، ارتباطات نوری، پردازش صنعتی، طیف سنجی و بسیاری از کاربردهای علوم زیستی. این دوره با مروری بر فیزیک اساسی حفره های نوری و انتشار خود به خودی/تحریکی از مواد منتهی به تقویت کننده های لیزری و نوسانگرها شروع می شود. نمونه‌هایی از لیزرهای گاز اتمی، یونی و مولکولی شامل سیستم‌هایی برای عملکرد موج پیوسته و پرتو پالسی ارائه شده‌اند. خواص نوری حفره های لیزر و اپتیک پرتو گاوسی مورد بحث قرار می گیرد. جزء پایانی این دوره یک مقاله مروری کوتاه در مورد کاربرد لیزر است.

سرفصل های درس فیزیک لیزر  مطرح شده در این دوره عبارتند از:

1) مقدمه: نحوه تولید نور، طرح کلی و نیاز به لیزر، البته دامنه.

2) برهمکنش تابش EM با ماده: سیستم دو سطحی، خطوط طیفی، طول عمر محدود، اثرات داپلر، فرآیندهای جذب و فروپاشی، انتشار خود به خود و تحریک شده.

3) معیارهای تقویت: شرایط تقویت، شکل های خط لورنتسی، خطوط گاوسی، مدل حفره ساده.

4) حفره Fabry-Pero: اپتیک حفره Fabry-Pero، استفاده از لیزر از Fabry-Pero، شرایط بهره لیزر، حالت های لیزر، گسترش همگن، گسترش ناهمگن، کنترل مدها، نمونه هایی از لیزرها.

5) لیزر چهار سطح: معادلات نرخ چهار سطح، مشخصات بهره چهار سطح، لیزر همگن ساده، رفتار و توان خروجی، شرایط خروجی بهینه، لیزر ناهمگن.

6) حالت های لیزری و قفل حالت: ویژگی های یک حالت، لیزر چند حالته، سیستم دو حالته، قفل حالت در لیزر چند حالته، قفل حالت لیزر واقعی، قفل حالت فعال، قفل حالت غیرفعال، لنز کر.

7) لیزرهای گازی: عملکرد و ویژگی های لیزر He-Ne و لیزر یون آرگون. خلاصه سایر لیزرهای گازی

8) لیزرهای حالت جامد: رسانه های لیزری و نقش فونون ها. لیزر تیتانیوم یاقوت کبود؛ لیزر نئودیمیم YAG و شیشه. سوئیچینگ کیو.

9) پایداری حفره: شرایط پایداری لیزر و حفره های لیزری عملی.

10) پرتوهای گاوسی: پتانسیل های اسکالر، حل موج صفحه در حفره نوری، حل گاوسی، زاویه واگرایی و پارامترهای پرتو، کمر و ناحیه ریلی، پرتوهای گاوسی در حفره ها، حالت های مرتبه بالاتر و اپتیک پایه پرتوهای گاوسی.

تدریس فیزیک لیزر با شکوفه ساتری

لیزر، اپتیک و فوتونیک

فصل 1 مقدمه و بررسی اجمالی 1

1.1 لیزر، اپتیک و فوتونیک 1

1.2 شناخت لیزر 3

1.3 لیزر چیست؟ 4

1.4 مواد و انواع لیزر 8

1.5 خواص نوری نور لیزر 10

1.6 لیزر چگونه استفاده می شود؟ 14

1.7 ما چه آموخته ایم؟ 17

لیزر در دندانپزشکی: گذشته، حال و آینده

تاریخچه و پیش بینی آینده لیزرها در دندانپزشکی را ارائه می دهد که با تحقیقات اولیه طول موج در کاربردهای لیزر برای روش های دندانپزشکی شروع می شود. او همچنین وضعیت فعلی طول موج های لیزر، فناوری ها و کاربردها در دندانپزشکی را پوشش می دهد. و او به این می‌پردازد که فناوری‌های خاص در آینده باید کجا باشند - برای مثال، DPSS، فیبر، و لیزرهای دیگر. برخلاف بسیاری از تخصص های پزشکی، دندانپزشکان در سراسر جهان در استفاده از لیزر در عمل خود بسیار کند بوده اند. اما با جدیدترین فناوری‌های لیزر، هزینه‌های کمتر، رابط‌های کاربری گرافیکی بهبود یافته، آموزش جامع‌تر لیزر، و مزایای قابل توجهی برای بیمار در رابطه با افزایش راحتی و بهبودی سریع‌تر، نرخ پذیرش به طور پیوسته در حال افزایش است.

تدریس فیزیک با شکوفه ساتری

لیزر کوانتومی آبشار (QCL)

لیزر آبشار کوانتومی

لیزر کوانتومی آبشار (QCL) نوعی لیزر نیمه هادی است که در قسمت میانی تا مادون قرمز طیف الکترومغناطیسی نور منتشر می کند. لیزرهای کوانتومی آبشار مزایای زیادی را ارائه می دهند: آنها در طیف مادون قرمز میانی از 5.5 تا 11.0 میکرومتر (900 سانتی متر در 1 تا 1800 سانتی متر در 1) قابل تنظیم هستند. ارائه زمان پاسخ سریع ؛ و روشنایی طیفی را که حتی از منبع سنکروترون به طور قابل توجهی روشن تر است ، فراهم می کند.

لیزرهای آبشار کوانتومی شامل لایه های متناوب از مواد نیمه رسانا هستند و چاههای انرژی کوانتومی را تشکیل می دهند که الکترونها را به حالتهای خاص انرژی محدود می کند. همانطور که یک الکترون در محیط لیزر حرکت می کند ، از یک چاه کوانتومی به حالت دیگر حرکت می کند ، که توسط ولتاژ اعمال شده بر روی دستگاه ایجاد می شود. در مکانهای دقیق ، که "منطقه فعال" نامیده می شود ، الکترون از یک حالت انرژی به حالت پایین تر منتقل می شود و در این فرایند ، فوتون ساطع می کند. الکترون در ساختار خود ادامه می دهد و هنگامی که با ناحیه فعال بعدی برخورد می کند ، دوباره تغییر می کند و فوتون دیگری از خود ساطع می کند. QCL ممکن است تا 75 ناحیه فعال داشته باشد و هر الکترون با عبور از ساختار ، تعداد زیادی فوتون تولید می کند.

طول موج خروجی توسط ساختار لایه ها تعیین می شود تا مواد لیزر ، و این امکان را برای سازندگان دستگاه ایجاد می کند که طول موج را به گونه ای تنظیم کنند که لیزرهای دیودی قابل تنظیم نباشند. طول موج خروجی لیزر دیود محدود به 2.5 میکرومتر است ، اما QCL ها در طول موج های بسیار طولانی تر عمل می کنند: دستگاههای تولید مادون قرمز موج میانی تا 11 میکرومتر در دسترس هستند و برخی از قطره چکانهای 25 میکرومتر به صورت آزمایشی ساخته شده اند.

گفته می شود که سیستم های میکروسکوپی مبتنی بر QCL به مقدار نسبتاً کمی قدرت و اندازه کوچک نیاز دارند و می توانند جایگزین FTIR بزرگتر و کندتر (طیف سنجی جرمی Fourier) و طیف سنجی جرمی شوند.

تدریس فیزیک لیزر با شکوفه ساتری

تدریس فیزیک لیزر با شکوفه ساتری

تدریس فیزیک لیزر با شکوفه ساتری

جزوه لیزر

معرفی

تاریخ

اصول بنیادی

سطوح انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای

عناصر لیزری

ویژگی های پرتو لیزر

انواع لیزر

کاربردهای لیزری

انتقال و پردازش اطلاعات

اسکنرهای لیزری

دیسک های نوری

سیستم های ارتباطی فیبر نوری

تحویل دقیق انرژی

مصارف صنعتی

کاربردهای پزشکی

لیزرهای پرانرژی

تراز ، اندازه گیری و تصویربرداری

نقشه برداری

تداخل سنجی و هولوگرافی

ابزار تحقیق