1.1.Vài nét về lịch sử phát triển, tiềm năng và
triển vọng của laser
Ngày nay Laser hiện diện ở nhiều nơi, nhưng
khách quan mà nói, chúng ta hiểu về nó còn rất hạn
chế. Laser phát triển mạnh vào những năm 1980, thời
điểm này nước ta mới vượt ra khỏi cuộc chiến tranh
nên điều kiện tiếp cận với Laser còn chưa nhiều, mặt
khác sản phẩm của nó bán trên thị trường quá đắt so
với túi tiền khi đó của chúng ta.
1. Cơ sở lý thuyết về Laser
Nhưng Laser phát triển rất nhanh, nó đã xâm nhập
vào nhiều ngõ ngách của cuộc sống, vậy nên chăng
hãy tìm hiểu kỹ thêm: Laser là gì ? Laser xuất hiện
khi nào ? những chặng đường phát triển của nó ?
những tính chất gì của Laser được ứng dụng vào
trong đời sống, trong kỹ thuật và trong nghiên cứu
khoa học như thế nào?
1.1.Vài nét về lịch sử phát triển, tiềm năng và
triển vọng của laser
1. Cơ sở lý thuyết về Laser
Alfered Kastler
Alfered Kastler
(1902 – 1984)
(1902 – 1984)
Nikolai
Nikolai
Gennadiyevich Basov
Gennadiyevich Basov
(1922)
và triển vọng của laser
Mãi tới năm 1951giáo sư Charles Townes (Mỹ)
mới chú ý đến sự khuếch đại của sóng cực ngắn (vi
sóng).
Ông thực hiện một thí nghiệm mang tên Maser
(maze) là khuếch đại vi sóng bằng bức xạ cảm ứng.
1.1.Vài nét về lịch sử phát triển, tiềm năng
và triển vọng của laser
Ngày 16/5/1960 T. Maiman chính thức tạo ra Laser
từ thể rắn hồng ngọc.
Tia sáng do ông tìm ra là luồng ánh sáng rất tập
trung và có độ hội tụ lớn, hoàn toàn thẳng, rõ nét,
thuần khiết, màu đỏ lộng lẫy và chiều dài bước sóng
đo được là 0,694 micromet
1.1.Vài nét về lịch sử phát triển, tiềm năng
và triển vọng của laser
Những năm tiếp theo, các nhà khoa học khắp nơi đã
nối dài thành quả, chế tạo ra thành nhiều loại laze:
laze từ thể khí; laze từ bán dẫn; laze lỏng; sử dụng
oxy-iot vạn năng ta có laze hoá học và laze rắn v v
Người ta dự đoán, cùng với bán dẫn, laze sẽ là một
trong những lĩnh vực khoa học và công nghệ quan
trọng vào bậc nhất của thế kỷ XXI.
1.2.1.Laser là gì?
Định nghĩa:
Laser là chữ viết tắt “Light Amplification by
Stimulated Emission of Radiation” nghĩa là khuếch
đại ánh sáng bằng bức xạ cảm ứng.
Đặc điểm:
Tia laser có tính đơn sắc, tính định hướng, tính kết
Điều này có nghĩa là trong một điều kiện nào đó, có
thể kích thích các nguyên tử hay phân tử của vật chất
làm chúng bức ra photon.
Các photon này lại kích thích các nguyên tử làm
chúng phát ra các photon thứ cấp giống y như photon
ban đầu.
Các photon này có cùng bước sóng, cùng pha và có
vectơ phân cực như nhau.
1.2. Cơ sở vật lý về Laser
Hiện tượng phát xạ cảm ứng
1.2. Cơ sở vật lý về Laser
Trên mọi quỹ đạo của e khi quay quanh hạt nhân luôn
tồn tại một năng lượng không đổi . Khi bị kích thích, e
chuyển lên quỹ đạo có mức mức năng lượng cao hơn
hoặc thoát ra khỏi nguyên tử. Để kích thích e từ mức
năng lượng thấp đến mức năng lượng cao thì phải cung
cấp năng lượng E = E
cao
– E
thấp
.
Các e sau khi kích thích lên mức năng lượng cao chúng
sẽ tồn tại một thời gian gọi là thời gian sống của các
nguyên tử.
1.3. Nguyên lý hoạt động của laser
Khi nguyên tử chuyển từ mức năng cao về mức năng
lượng thấp đồng thời bức xạ một photon có năng lượng
và bước sóng thõa mãn
( h = 6,625.10-34 J.S là hằng số Planck; c = 3.108m/s là
vận tốc ánh sáng trong chân không).
1. Công suất (cường độ) của nguồn bức xạ bằng ánh sáng
rất mạnh so với nguồn năng lượng điện từ có cùng
nguồn.
2. Độ đơn sắc cao
3. Tính đồng loạt cao
4. Kích thước chùm tia nhỏ có hướng tập trung và có tính
hội tụ cao.
5. Tần số ổn định
6. Thời gian một xung ngắn (khoảng 10
-9
s)
7. Bước sóng ngắn và có dãi sóng bức xạ lớn từ tia tím
đến hồng ngoại nên khả năng ứng dụng rộng.
8. Mật độ nguồn nhiệt lớn ( khoảng 10
10
w/cm
2
)
1.5.2. Khả năng ứng dụng của laser
1. Laser trong công nghệ hóa học
2. Laser trong công nghệ vật liệu bán dẫn
3. Laser trong CN chế tạo vật liệu kim loại
4. Laser trong CN gia công vật liệu
5. Laser- công nghệ năng lượng
1.5. Đặc điểm và khả năng ứng
dụng của laser
6. Laser trong lĩnh vực holography
7. Laser trong nghiên cứu khoa học
8. Laser trong các lĩnh vực khác ( kiến trúc, nghệ
thuật, y tế….)
phương thức để dự báo chính xác
quỹ đạo của chúng là một vấn đề
rất quan trọng!