Vật lý laser ĐHVinh

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN VẬT LÝ VẬT LÝ LASER Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Tunable grazing-incidence dye lasers Pump: Nd:YAG, nitrogen, excimer lasers Pulse width: < 10 ns Linewidth: 0.003 nm; GHz (FWHM) Repetition rate: - 20 Hz Tuning range: 350 nm – 700 nm Femtosecond tunable dye laser Major Laser properties •Wavelength •Output power •Duration of emission (Pulsed or continuous) •Beam divergence and size •Coherence •Efficiency and power requirements Optical Feedback and LASER Oscillation LOSER: Light OSCILLATOR using Stimulated Emission of Radiation Now we look at optical feedback, i.e a gain material inside a laser cavity Why a resonator / cavity? • γ is typically small (~0.1m-1) so multiple passes needed for sufficient amplification (exception e.g Nd-glass lasers) •optical feedback gives self-sustained laser oscillation rather than laser amplification - and hence longitudinal coherence of beam •op cal resonator determines frequency of oscilla on → tunability Tổng quan laser o o Môi trường hoạt chất Buồng cộng hưởng quang học Các Laser thông dụng (UV, Visible, IR) Các phương pháp pháp xung laser ngắn Các ứng dụng laser Chương Môi trường hoạt tính laser (active medium) Nội dung • Cấu trúc lượng vật chất (nguyên tử, phân tử, ion,…) • Các dịch chuyển quang học hệ số Einstein • Mơi trường khuếch đại ánh sáng – điều kiện đảo lộn mật độ • Các chế bơm (kích thích) • Các chế hồi phục • Sự lan truyền chùm quang học môi trường Ứng dụng công nghiệp Phổ FT – Raman monomer nguyên chất, với dao động mạnh liên kết C=C với dải 1650 1630 cm-1 Ứng dụng cơng nghiệp Nhận biết q trình động học polyme hóa Đồ thị nồng độ C=C với thời gian Đồ thị I1450/I3450 với tỷ lệ phần trăm chất rắn Ứng dụng công nghiệp Ứng dụng công nghiệp thực phẩm Máy FT –Raman JEOL JRS-FT 6500N FT –Raman trang bị với detector InGaAs Sự kích thích 1064 nm ghi máy CW Nd:YAG laser với công suất từ 100-500mW Thông tin thu với cm-1 ,và 50-500 lần quét Xác định tỷ lệ chất béo thực phẩm Xác định số iod thực phẩm Ứng dụng công nghiệp Phổ Raman dầu hướng dương, bắp, mè, cải dầu dầu oliu đậu phộng, mỡ bò bơ theo thứ tự a,b,c,d,e Ứng dụng cơng nghiệp Phổ Raman đậu phộng,mỡ bò,bơ Ứng dụng cơng nghiệp Đồ thị hình 4-79 vẽ lượng iod với tỷ lệ nồng độ I1658/I1443 Ứng dụng công nghiệp Loại dầu mỡ Dầu hướng dương Dầu bắp Dầu vừng Dầu hạt cải Dầu ôliu Dầu đậu phộng Lòng đỏ trứng Mỡ bò Bơ Chỉ số Axit Axit iod Palmitic Stearic 136 118 111 102 82 96 73 40 31 8% 10 11 11 28 25 3% 2 15 24 29 Axit Oleic 25% 34 40 15 74 52 38 44 33 Axit Axit Linoleic Linolenic 59% 48 42 14 23 33 3% Ứng dụng giám định pháp y xác định thuốc cấm: Một máy đo phổ Raman với kích thích laser Nd:YAG với bước sóng 1064 nm detector GaInAs dùng để thu thông tin phổ tán xạ Raman.Dãy phổ Raman 400- 300 cm-1 với phân giải cm-1 công suất 200mW Ứng dụng công nghiệp Phổ Raman ba hóa chất alkaloit tinh khiết(heroin, morphine, codeine) vùng phổ 400 – 1800 cm-1 Ứng dụng công nghiệp Phổ amphetamine sulfate Ứng dụng công nghiệp Ảnh hưởng huỳnh quang Ứng dụng công nghiệp Kỹ thuật sử dụng mẫu nhỏ không cần chuẩn bị thời gian dài khơng phá hủy mẫu Chỉ có vấn đề bắt gặp tạp chất huỳnh quang( e.g.,các tác nhân huỳnh quang),hoặc vật liệu tối vật liệu dễ bị hỏng hấp thụ nhiệt Ứng dụng cơng nghiệp Cắt gọt xác Ứng dụng công nghiệp Ứng dụng công nghiệp ... quang học Các Laser thông dụng (UV, Visible, IR) Các phương pháp pháp xung laser ngắn Các ứng dụng laser Chương Mơi trường hoạt tính laser (active medium) Nội dung • Cấu trúc lượng vật chất (nguyên... self-sustained laser oscillation rather than laser amplification - and hence longitudinal coherence of beam •op cal resonator determines frequency of oscilla on → tunability Tổng quan laser o o Môi... grazing-incidence dye lasers Pump: Nd:YAG, nitrogen, excimer lasers Pulse width: < 10 ns Linewidth: 0.003 nm; GHz (FWHM) Repetition rate: - 20 Hz Tuning range: 350 nm – 700 nm Femtosecond tunable dye laser