MITŐL LÉZER A LÉZER? Dr. Horváth Zoltán György MTA Wigner FK

Átírás

1

2 MITŐL LÉZER A LÉZER? Dr. Horváth Zoltá György MTA Wiger FK 2018

3 NEM MIND LÉZER, AMI FÉNYLIK!

4 Light Amplificatio by Stimulated Emissio of Radiatio

5 MI A LÉZER? (a mai közfelfogásba) Mookromatikus Koheres Kis divergeciájú Nagy spektrális teljesítméysűrűségű Wiki Taköyvek Kár, hogy hamis FÉNYFORRÁS!!!

6

7 Ti-Sa iét: iét: MONOKROMATIKUS?

8 MONOKROMATIKUS? MÁR RÉGEN NEM! Többvoalas lézerek Hagolható lézerek Széles sávú lézerek (picosec. alatt) Dióda lézerek (ahogy esik ) Sok emlézer is mookromatikus.

9

10 Maima első lézere! (?)

11 Kis divergeciájú?

12

13 A FELADAT:

14 Féy (EM) = sziusz (kb.)

15 Természetes féy

16 Féyél sok kicsi atea össze-vissza sugároz

17

18 Ateák

19 Hag spektrum

20 Oszcillátor Az oszcillátor: visszacsatolt erősítő ( gerjed ) Széles spektrum helyett egyetle szép sziusz. Ugyaez féyre: visszacsatolt féyerősítő Azaz féyfrekveciás oszcillátor kell.

21 Féyerősítés kellee Féy abszorpció (természetes) TE-ba az együttható pozitív (ez a természetes) Előjelváltás: 2 Nobel dij

22 Természetes (ikoheres) FÉNYFORRÁSOK Kicsi agy, folytoos impulzus Spotá emisszió

23 Alul sok, felül kevés

24 Alul sok felül kevés

25 Populáció iverzió

26 Felső kellee sok elektro

27 Erősítéshez FORDÍTOTT kell

28 Idukált emisszió

29 Kész az erősítő

30 Erősítés+Visszacsatolás = oszcillátor KÉSZ a LÉZER(?!) Mézerél hullámhossz méretű a zárt üregrezoátor. Féyél ez em megy!

31 Visszacsatolás (1/2 + 0 Nobel dij) Végéről az elejére, hogy többször erősödjö: Két tükör egymással szembe. (vékoy, hosszú) (Esetleg rig) A kis divergecia: KÖVETKEZMÉNY!

32 Két tükör sokszoroz, de csak voalszerű lehet

33 Két tükör: hosszú erősítés kis hely

34 2 Nívó FORDÍTOTT NEM LEHET!

35 MI A LÉZER? Féy frekveciá működő oszcillátor - erősítéshez populáció iverzió (gerjesztés) - idukált emisszió Extrém ayagok extrém gerjesztéssel Mookromatikusság: Párhuzamosság Kis erősítés miatti KÖVETKEZMÉNY

36 Tulajdoságok Jól terjed (oldalról em bát ) Jól fókuszálható (telj. sűrűség) Jól csatolható féyvezető szálba

37

38 KÉSZ, 1960 A lézer mese vége!? Pedig eltelt 50 év! Mi törtét azóta?

39 A klasszikus lézer tulajdoságok a kizárólag a kis féyerősítésből következek. (de beleszerettük) No, de mi va, ha em kicsi a féyerősítés?

40 Ha agy az erősítés: lehet széles a spektrum és lehet játszai a tükrökkel sőt :

41 Halo (Glória) Lézer

42 Gömb

43 Mikro-diszk 2 (= mikro-glória)

44 Csak emlékek: voalszerű, 1 dimeziós lézer

45 Moder rezoátorok (1) DISZK LÉZEREK

46 Moder rezoátorok (2) SZÁL-LÉZEREK Tipikusa dióda lézerrel pumpált, féyerősítésre alkalmas féyvezetők. Nagyo hosszú, de kicsire feltekerhető lézerek azoal szálkimeettel.

47 Elosztott paraméterű visszacsatolás (DFB) Két agy tükör helyett: regeteg kis, jól elhelyezett alig-tükör

48 Moder rezoátorok (3) FOTONIKUS KRISTÁLYOK

49 ASE Jáossy L. Hosszú erősítő Erősített Spotá Sugárzás (ASE)

50 Radom lézerek

51 Kicsit NEMLÉZEREK THz, FIR, (IR, VIS, UV kb. OK) Rtg, Gamma, stb. FEL Szuperlumieszkáló LED stb. Stb.

52 Nagyo N EMLÉZEREK

53 Nagyo NEMLÉZEREK (pedig igecsak úgy ézek ki) 2 omega ( KTP?) OPO, keverés Rama

54 Meg sem említjük Lézerek iverzió élkül Szupersugárzás (superradiace) Ultrahag lézer Atom lézer Stb. Stb. Stb.

55 A 60-as évekbe örültük, hogy legalább hullámhosszo (mookr.) legalább e voal meté ( kis div.) el lehetett id a lézert!

56 MI A LÉZER ( LASER )? Egy féyforrás, amiből olya féy lép ki, amiek zöme (legalább 50%-a?) idukált emissziós féyerősítés eredméyekét keletkezett.

57 Mikro-

58 (Nagyo) makro-

59 Koklúzió: A (mai) LÉZEREK = NAGYON LÉZEREK és emiatt sok előyös tulajdoságuk va ERŐSÍTETT SPONTÁN = REÁLIS LÉZER (számtala vicces és praktikus formája lehet és a természetes lézerek csak ilyeek lehetek) OK: Véletleül fordítva lettek kitalálva és eze már lehetetle változtati.

60 Széles spektrumtól a széles spektrumig

61 ELI: Egy agyo emlézer DE potosa illee rá a LASER év Magyarok sokat Remélem ezzel is Csak: Mitől lézer? Talá amit a főök/szerkesztő?

62 ÉS ITTHON?

63 AZ ELSŐ MAGYAR LÉZER KFKI 1963 December mW ifravörös(!) He-Ne lézer

64 JATE Szeged (+Pécs) N2, Excimer és Festék lézerek (DFB is)

65 KFKI szilárdtest lézrek Rubi, ND YAG stb.

66 KFKF Piros Ne-Ne 5-50 mw

67 KFKI kék lézerek

68 Üreges katódú fémgőz lézerek Rózsa Károly

69 Tugsram - Lasram

70 MOM He-Ne geo műszerekbe is LPS mii Q-val

71 Akik kimaradtak Főleg alkalmazók ill. célkészülék gyártók: MŰFI félvezető Taos orvosi Show-cégek 3D-s cégek BME (mérés, holográfia) ELTE (mérések LPS) Stb. Stb.

72 KFKI (V)GMK stb. (Tsz.) He-Ne MP-Q, Ar.Kr javitások CO2 orvosi, show műsorok

73 Ferec Kárpát - Szipőcs Róbert (KFKI spi-off) ciripelő tükrök (fs)

74 Extrem Light Ifrastructue ( L em laser! Fs, As)

75

76 Köszööm a meghívást és a figyelmet!

77

78

79

80

81

82 MILYEN LÉZEREK VANNAK?

83 Teljesítméy - eergia

84 Teljesítméy-sűrűség

85 TELJESÍTMÉNY SKÁLA mw- PW-ig 18 (!) agyságred A legjobba kocetrálható eergia (telj.) mw 1W-100W kw MW MW GW PW -?

86

87

88 He-kripto

89

90 ma Femto versey atto Kfki 6 fs kompressziós stb. tükrök

91 DIÓDA LÉZEREK

92 Mikro-diszk 3 (= mikro-glória)

93 Mit tudjo egy? 3-4 szakma Nyelvek Aztá már és akkor akár:

94

95 Kozmikus térbe? Nem tuduk beleavatkozi. (voalszűkülés) Erős keskey spektrumvoal léte em egyértelmű. Ki kellee dolgozi

96 Laboratóriumba?

97 (Egyesített) Koklúzió : A lézer egy olya em feltétle (=f) mookromatikus, (f)koheres,(f)kis divergeciájú (f)féyforrás, amibe(f)rezoátorba helyezett féyerő állítja elő a agyrészt idukált emisszióval keletkez sugárzást.

98 A mai lézerek agy része azért még midig potosa olya mit amilyeek azt, a agyköyvekből megtaultuk. (Hisze éppe ezért szeretjük őket.) Itt csak kicsit csemegéztük az extra esetekből azért, hogy végre megtudjuk: Mitől is lézer a LÉZER?

99 Rész Koklúzió 2: A LÉZEREK KÍNJUKBAN LETTEK OLYANOK, AMILYENEK! CSAKHOGY ezek a mellékhatások : a mookromatikusság és kis divergecia lettek a lé gyakorlati felhaszálásáak alapjai

100 EM hullámok ( sugárzás ) Frekvecia, hullámhossz, féysebesség Rádiótól (kollektiv mozgás) Féyig (egyedi szikroizálható?) és tovább (Rtg Gamma stb)

101 MI MENNYI? (a féyél) Teljesítméy Eergia Teljesítméy sűrűség Eergia sűrűség (W, itezitás) (J) (W/cm2) (J/cm2) Impulzushossz Imp. csúcs telj. (sec) (W, Eergia/idő)

102 Mikro-diszk 1 (= mikro-glória)

103 HULLÁMHOSSZ (szí) Víz abszorpció (NIR, IR) Hemoglobi (zöld) Természetes és mesterséges festékek

104 Pokróc lézer Mookromatikus, teljes térbe emittáló aoszálas féyforrás

105 Rész Koklúzió: Sok természetes forrásra (de em feltétle egyszerre) jobba iga a kritériumok, mit a lézerek zömére! AZAZ: A lézer NEM feltétle mookromatikus, koheres stb. féyforrás!... AKKOR MI?

106 Holo-speckle lézer Hasolít a természetes féyforrások itezitás eloszlásához, de mookromatikus.

107 Rész koklúzió Nagy erősítés eseté a féy se em agyo mookroma koheres, se em feltétle kis divergeciájú. Az erősített spotá (ASE) az igazi Ez lett vola a lézer HA A fogalom törtéelmileg foglalt volt Ma biztosa ASE-t csiáláak elsőre Saja: rossz sorredbe lett kitalálva! Buktuk!

108 Grammatikai megközelítés

109

110 Tükrök a csillagokba?

111 Körmódusok a csillagok légkörébe?

112

113 O

114 Glória susogó módusok

115

116 NEM!

117

118 SZÉP A SZINUSZ Mit az iskolába... EM hullámok dipól, kollektív elektro mozgás Rádió féy átmeet szikroizálási god Oszcillátor = visszacsatolt erősítő

119

120

121 Klasszikus rezoátor Féyút-hosszabbítás Divergecia limit (mekkora a Holdo? Módusszelekció

122 Féyelyelés természetes

123 Radom lézer laser pait Egyszíű, majdem potforrás (em yaláb)

124 Gömb 2