Đề tài LASER LỎNG

Đề tài LASER LỎNG

Môn: VẬT LÝ LASER

GVGD: Cô Trần Thị Hồng

LASER L NG Ỏ

1 ĐẶC ĐiỂM CỦA LASER LỎNG

2 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA LASER LỎNG

3 ỨNG DỤNG CỦA LASER LỎNG

Về cấu tạo, laser lỏng cũng như các loại laser khác đều

gồm có :

Buồng cộng hưởng quang học

 Về đặc điểm: LASER lỏng có môi

trường hoạt tính là chất lỏng bao gồm

các chất Chelasten như Peperindin

Eu(BA)4 hòa tan trong dung môi rượu

Ethol + Methol và có ít ion nguyên tố

hiếm Eu3+, Nd3+ …, các dung dịch

thuốc nhuộm( các laser màu)…

 Các laser này đều được dùng bơm

quang học kích thích bằng đèn xung

hay bằng chính laser rắn dưới dạng

xung

1 Đ c đi m c a laser l ng: ặ ể ủ ỏ

Hoạt động ở chế độ liên tục hoặc ở chế độ xung :

 Chế độ liên tục: công suất laser tương đối không đổi so với thời gian Sự đảo nghịch mật độ (electron) cần thiết cho hoạt động laser được duy trì liên tục bởi nguồn bơm năng lượng đều đặn

 Chế độ xung: công suất laser luôn thay đổi so với thời gian, với đặc trưng là các giai đoạn “đóng” và “ngắt” cho phép tập trung năng lượng cao nhất có thể trong một thời gian ngắn nhất có thể

1 Đ c đi m c a laser l ng: ặ ể ủ ỏ

+ Dễ tiến hành nghiên cứu vì dễ thay đổi thành phần các hoạt chất trong bình chứa.

+ Dễ dàng tạo tia laser có bước sóng (có màu) khác nhau, bằng cách thay đổi cấu trúc dung dịch màu( chất màu và nồng độ dung dịch, mà

ko thay đổi thành phần cấu tạo) => Phổ phát

xạ laser lỏng rất rộng

Nhược điểm + Hệ số dẫn nhiệt tương đối lớn,

nên hoạt chất dễ nóng và dẫn tới

sự không ổn định về tần số và công suất phát

1 Đ c đi m c a laser l ng: ặ ể ủ ỏ

1 Đ c đi m c a laser l ng: ặ ể ủ ỏ

 Về phân loại: hiện nay người ta phân laser lỏng ra làm ba loại:

- Laser chelate hữu cơ- đất hiếm

- Laser vô cơ oxyd chloride- neodym-selen.

- Laser màu (dye laser).

Trong 3 loại laser lỏng trên: laser màu hiện đang có nhiều ứng dụng trong khoa học kỹ thuật

LASER MÀU

Những hợp chất màu là những hợp chất hữu cơ phức tạp, hấp thụ mạnh vùng Vis Ba hợp chất thường dùng: Rodamin B (RhB), Rodamin 6G (Rh6G) và Cumarin

Rodamin B (RhB), Rodamin 6G (Rh6G)

Cumarin

 H th ng laser màu: ệ ố

- Có thể điều chỉnh được tần số hay bước sóng phát của laser bằng cách thay đổi nồng độ dung dịch hoặc dung môi trong môi trường hoạt tính Vì vậy laser màu phát ra bức xạ từ tử ngoại gần đến khả kiến đến hồng ngoại gần

- Có hệ số khuếch đại rất lớn so với laser rắn, khí cũng như dễ chế tạo và thay đổi các thành phần trong môi trường hoạt tính Vì vậy rất thuận lợi cho việc nghiên cứu.

- Độ định hướng cao: tia laser phát ra hầu như là chùm tia song song do đó có khả năng đi xa mà không bị phân tán.

- Tính đơn sắc cao: chùm sáng chỉ một bước sóng duy nhất Do vậy chùm laser không bị tán xạ đi qua mặt phân cách hai môi trường có chiết suất khác nhau.

.Tính chất của laser màu:

 Buồng cộng hưởng của Laser màu:

BCH của laser màu không có gì khác biệt so với BCH thông thường.

- BCH thông thường có 2 chức năng:

+ Thứ nhất là bộ phận chứa môi trường hoạt tính laser

+ Thứ hai là bộ phận dùng cho bức xạ do hoạt chất phát

ra có thể đi lại nhiều lần, nhờ đó mà bức xạ được khuyết đại lên nhiều lần.

BCH cho laser màu hoạt động ở chế độ băng hẹp, với G là

cách từ nhiễu xạ, M là gương bán mạ

 Nguồn bơm của Laser màu:

Laser màu người ta dùng bơm quang học Hoạt động dựa

trên nguyên tắc chung là: bước sóng của nguồn bơm phải nằm

trong vùng hấp thụ của chất màu và tốt nhất là dùng bước sóng

mà ở đó chất màu hấp thụ mạnh nhất

Nguồn bơm bằng laser N2 là một trong những nguồn bơm

có hiệu quả cho laser màu laser N2 vì có tần số lặp lại cao, thời gian xung ngắn

Có 3 phương pháp bơm bơm dọc, bơm ngang, bơm nghiêng

Nhưng người ta thường dùng là bơm dọc, bơm ngang để thực

hiện bơm quang học Còn bơm nghiêng nó thích hợp đặc biệt cho laser màu hoạt động liên tục

Nguồn bơm được bơm song song với bức xạ laser Phương pháp này có thể giảm được góc mở của chùm tia laser nhưng đòi hỏi gương M1 vừa là gương bán mạ vừa

là gương phản xạ 100% => rất khó thực hiện, nhất là khi λ

có nguồn bơm khá gần với λ của laser màu

Nguồn bơm được bơm vuông góc với phương của bức xạ laser màu Dùng thấu kính hội trụ L dùng phân bố chùm tia bức xạ cuvet và tăng năng lượng tích lũy trong BCH, cuvet thường đặt dưới góc Brewster đới với trục BCH.

2 Nguyên lý hoạt đông:

n2 n1

S2

S0 S1 Va

 Trong y học:

- Tr li u Laser l ng k t h p đị ệ ỏ ế ợ ược 3

lo i vitamin A là Retinoid, Ritinyl ạpalmitate, Beta Caroten v i Resorcinol ớ

đ t o nên s thay đ i l n trên da, lo i ể ạ ự ổ ớ ạ

b và tái t o da lão hoá n ng, n p nhăn ỏ ạ ặ ế

và nám…

- Laser màu được ứng dụng :

+Điều trị các tổn thương như khối u

+Tạo sóng xung kích trong phá sỏi

+Điều trị trong nhãn khoa

+Điều trị các rối loạn mạch máu

+Loại bỏ vết sẹo lồi (đặc biệt sẹo sau

phẫu thuật), hình xăm, vết nám…

2 Ứng dụng của laser lỏng:

- Ứng dụng trong thẩm mỹ: bút laser xóa vết nám và đốm nâu siêu tốc nhờ khả năng khuếch đại tính năng làm da trắng mịn, loại bỏ được các tế bào hắc tố và sự hình thành đốm nâu.

+ Laser màu DERMOBEAM 2000 của hãng DEKA, Italia chế tạo, hoạt động ở chế độ xung Đây là laser rất thích hợp cho ứng dụng phẫu thuật - thẩm mỹ

Bước sóng của laser này là 595 nm, độ dài xung có thể thay đổi từ 0,5 - 40 ms với năng lượng cực đại là 3 Jul Vì laser này có bước sóng được hấp thu mạnh bởi Oxy-hemoglobin và sắc

tố Melamin => Do vậy, nó được ứng dụng:

trong điều trị các bệnh lý có tăng sinh mạch máu như các loại u mạch máu phẳng, các sẹo quá phát, sẹo lồi, đặc biệt là các sẹo mới cắt chỉ sau phẫu thuật (dùng Laser màu để dự phòng sẹo lồi, sẹo xấu) Đặc biệt, Laser màu được sử dụng hiệu quả trong kỹ thuật làm giảm các nếp nhăn trên mặt, giảm các sắc tố …

Laser màu có thể điều khiển các

tạm ngừng hoạt động của các tế bào

thần kinh phát sinh những tín hiệu điện

não bất thường gây ra chứng co giật,

chứng động kinh.

Điều này có thể giúp các chuyên gia

hiểu biết hơn về cách thức não hoạt

động và đưa ra mục tiêu điều trị một

cách cơ bản nhất

- Tia laser màu có thể ngừng hoạt động não bộ:

Trong khoa học kỹ thuật và đời sống

- Laser màu được ứng dụng dùng trong máy in laser màu:

Máy in laser màu thuộc nhóm máy in laser về cơ bản các nguyên tắc hoạt động giống máy in laser chung Máy in laser màu cơ bản có 4 màu cơ bản chính là 4 hộp mực bao gồm đen, đỏ, vàng, xanh Từ 4 màu cơ bản này sẽ pha chế ra các màu để cho bản in có độ sắc nét cao.

.

Còn v nguyên t c ề ắ

ho t đ ng thì máy in ạ ộ laser màu vân d a trên ự nguyên t c dùng tia laser ắ

đ chi u lên tr ng ể ế ố

t ,tr ng t quay qua ng ừ ố ừ ố

m c (có t tính) đ m c ự ừ ể ự hút vào tr ng, gi y ố ấ chuy n đ ng qua tr ng ể ộ ố

Các nhà nghiên cứu tại đại học Toronto (Canada) vừa sản xuất một loại tia laser mới có thể được tạo ra bằng cách bôi một chất lỏng lên các bề mặt giúp cho thiết bị

vi xử lý chạy nhanh hơn.

Chất liệu laser mà đại học Toronto dùng đến là các phân tử nano Đây là những hạt vật chất cực nhỏ có thể treo lơ lửng trong một chất lỏng Cũng giống như các thành phần của sơn, chúng được tạo ra cho các loại màu sắc khác nhau với kết cấu điện tử của các phân tử được thiết lập thêm để hút

và đẩy hạt photon.

Thí nghiệm: dùng một ống kính nhỏ và chiếc máy sấy tóc, bôi chất lỏng có các hạt vật chất này lên đó là làm khô Thiết bị này

sẽ phát ra ánh sáng laser khi giãn nở với ánh sáng thường theo đúng cách Kết quả được ghi nhận là tốt khi ánh sáng này đặc biệt trơ với các tần số khác nhau mà nhiệt độ gây ra

- Laser lỏng đẩy mạnh tốc độ chip:

Kết cấu truyền dẫn bằng điện thường gặp phải nhiều rắc rối về vật lý Trước đó, Intel cho biết khi tốc độ chip đạt hơn 10 GHz, dây dẫn bằng đồng có thể bị cháy Còn vật liệu laser có tiềm năng hoạt động nhanh hơn và ít sự cố hơn, miễn là nó được gắn kết một cách hiệu quả với các vi mạch điện tử trên chip silicon.

Trong quân sự:

Cơ quan trực thuộc Lầu Năm Góc đã đưa ra chỉ thị đặc biệt yêu cầu chế tạo

vũ khí bằng hệ thống laser lỏng năng lượng cao phù hợp cho cả Không quân lẫn Hải quân Vũ khí laser lỏng được thiết kế để bắn hạ rốc két, tên lửa đất đối không hoặc những vũ khí khác có thể đe dọa máy bay.

Tia laser phiên bản nhỏ 150 kilowatt đại diện cho dòng vũ khí mới của quân đội Mỹ, có lợi thế nhỏ và nhẹ hơn các nguồn tạo tia laser hiện tại, theo Fox dẫn thông tin từ Cơ quan Các Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến của

Mỹ (DARPA) đang được nghiên cứu trong tương lai sẽ đưa vào sử dụng trong nền quân sự của Mỹ.

•Dùng để tiêu diệt máy bay, tên lửa của đối phương, làm biến dang, vô hiệu hóa

và phá hủy nhanh chóng các mục tiêu bằng kim loại, đồng thời làm giảm khả năng tác chiến của đối phương bằng cách làm mù mắt hoặc lầm mù tạm thời

Mô ph ng vi n c nh tri n khai vũ khí ỏ ễ ả ể

laser trên chi n đ u c ế ấ ơ

 Trong thiên văn học:

• Dùng laser màu để tạo ra các “sao

nhân tạo”:

Nhiều đài thiên văn lớn trên thế giới

đã sử dụng hệ thống các laser màu công

suất mạnh để chiếu những chùm sáng

định vị lên cao trong khí quyển(cách

mặt đất khoảng 90km) Những chùm

sáng này sẽ đảm đương vai trò là ngôi

sao chỉ dẫn nhân tạo cho các hệ thống

quang thích ứng nhằm khắc phục “tầm

nhìn” dưới lí tưởng (sự nhiễu loạn khí

quyển), các mục tiêu thiên thể có thể

được ghi lại hết sức rõ ràng.

The end

Thanks for watching !!!

MENU