Laser - Polski Serwis Naukowy

Ten artykuł dotyczy optyki. Zapoznaj się również z: inne znaczenie tego słowa.

Laser to generator promieniowania, wykorzystujący zjawisko emisji wymuszonej. Nazwa jest akronimem od Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation — wzmocnienie światła poprzez wymuszoną emisję promieniowania. Promieniowanie lasera ma charakterystyczne właściwości, trudne lub wręcz niemożliwe do osiągnięcia w innych typach źródeł promieniowania. Jest spójne w czasie i przestrzeni, zazwyczaj spolaryzowane i ma postać wiązki o bardzo małej rozbieżności. W laserze łatwo jest otrzymać promieniowanie o bardzo małej szerokości linii emisyjnej, co jest równoważne bardzo dużej mocy w wybranym, wąskim obszarze widma. W laserach impulsowych można uzyskać bardzo dużą moc w impulsie i bardzo krótki czas trwania impulsu (zob. laser femtosekundowy).

Gaz – stan skupienia materii, w którym ciało fizyczne łatwo zmienia kształt i zajmuje całą dostępną mu przestrzeń. Właściwości te wynikają z własności cząsteczek, które w fazie gazowej mają pełną swobodę ruchu. Wszystkie one cały czas przemieszczają się w przestrzeni zajmowanej przez gaz i nigdy nie zatrzymują się w jednym miejscu. Między cząsteczkami nie występują żadne oddziaływania dalekozasięgowe, a jeśli, to bardzo słabe. Jedyny sposób, w jaki cząsteczki na siebie oddziałują, to zderzenia. Oprócz tego, jeśli gaz jest zamknięty w naczyniu, to jego cząsteczki stale zderzają się ze ściankami tego naczynia, wywierając na nie określone i stałe ciśnienie.
Czołg – gąsienicowy wóz bojowy, przeznaczony do walki z siłami przeciwnika na krótkich i średnich dystansach za pomocą prowadzenia ognia na wprost. Ciężki pancerz i duża mobilność zapewniają czołgom przetrwanie na polu bitwy, a napęd gąsienicowy pozwala na przemieszczanie się z dużą prędkością w trudnym terenie. Czołg jest zasadniczym środkiem prowadzenia walki lądowej, zwłaszcza natarcia.

Słowo laser bez dodatkowych określeń odnosi się najczęściej do laserów emitujących światło widzialne. W przypadku innych długości fali stosowane są dodatkowe określenia precyzujące zakres pracy (zob. nazewnictwo laserów).

Zasada działania

Zasadniczymi częściami lasera są: ośrodek czynny, rezonator optyczny, układ pompujący. Układ pompujący dostarcza energię do ośrodka czynnego, w ośrodku czynnym w odpowiednich warunkach zachodzi akcja laserowa, czyli kwantowe wzmacnianie (powielanie) fotonów, a układ optyczny umożliwia wybranie odpowiednich fotonów.

Lustro, zwierciadło – gładka powierzchnia odbijająca światło, dzięki czemu powstaje obraz odbity przedmiotów znajdujących się przed lustrem. Także narzędzie dysponujące taką powierzchnią i służące odbijaniu obrazu.
Ferryt – stop żelaza z węglem będący międzywęzłowym roztworem stałym węgla lub innych pierwiastków w odmianie alotropowej α żelaza (α-Fe). Tworzy sieć krystaliczną typu sieci wewnętrznie centrowanej A2[1]. Ferryt charakteryzuje niska zawartość węgla, w temperaturze pokojowej maksymalnie 0,008%, a w temperaturze przemiany austenitycznej (723 °C), 0,02%[2]. W obecności węgla tworzy węglik żelaza Fe3C - cementyt. Stop ferrytu i cementytu nosi nazwę perlitu [1].

Ośrodek czynny

Oddziaływanie promieniowania z materią można wyjaśnić za pomocą trzech zjawisk: pochłaniania fotonów (absorpcji), emisji spontanicznej oraz emisji wymuszonej fotonu. Foton wyemitowany w wyniku emisji wymuszonej ma taką samą częstotliwość i polaryzację jak foton wywołujący emisję. Przykładowy foton wzbudzający musi mieć energię równą energii wzbudzenia atomu ośrodka. Atomy w stanie podstawowym pochłaniają takie fotony. Gdy w ośrodku jest więcej atomów w stanie wzbudzonym niż w stanie podstawowym zachodzi inwersja obsadzeń poziomów energetycznych. Stan wzbudzony jest stanem metastabilnym co zapewnia magazynowanie energii do czasu wyemitowania jako wiązki laserowej i jest warunkiem funkcjonowania urządzenia.

Narzędzia skrawające − narzędzia do obróbki ubytkowej polegającej na zdejmowaniu (skrawaniu) małych fragmentów obrabianego materiału zwanych wiórami. Cechą wszystkich takich narzędzi jest klinowy kształt części roboczej, zwanej ostrzem skrawającym.
Emisja spontaniczna zachodzi wtedy, gdy elektrony znajdujące się na poziomach wzbudzonych w sposób spontaniczny wracają na niższe poziomy energetyczne, emitując przy tym fotony.

Atomy niektórych pierwiastków mają poziomy energetyczne, na których elektron pozostaje znacznie dłużej (kilkaset μs, kilka ms). Wskutek pobudzania zewnętrznym polem elektrycznym elektrony w atomach przechodzą do stanu metatrwałego, wytwarzając inwersję obsadzeń, która zapewnia lawinową emisję promieniowania koherentnego, czyli o tej samej długości fali.

Półprzewodniki - najczęściej substancje krystaliczne, których konduktywność (przewodnictwo właściwe) może być zmieniana w szerokim zakresie (np. 10-8 do 106 S/m (simensa na metr)) poprzez domieszkowanie, ogrzewanie, oświetlenie badź inne czynniki. Przewodnictwo typowego półprzewodnika plasuje się między przewodnictwem metali i dielektryków.
Stany Zjednoczone, Stany Zjednoczone Ameryki (ang.: United States, United States of America, US, USA) – państwo w Ameryce Północnej graniczące z Kanadą od północy, Meksykiem od południa, Oceanem Spokojnym od zachodu, Oceanem Arktycznym od północnego zachodu, Oceanem Atlantyckim od wschodu.

Układ pompujący

Zadaniem układu jest przeniesienie jak największej liczby elektronów w substancji czynnej do stanu wzbudzonego. Układ musi być wydajny by zapewnić inwersję obsadzeń. Pompowanie lasera odbywa się poprzez błysk lampy błyskowej (flesza), błysk innego lasera, przepływ prądu (wyładowanie) w gazie, reakcję chemiczną, zderzenia atomów, wstrzelenie wiązki elektronów do substancji.

Absorpcja – w optyce proces pochłaniania energii fali elektromagnetycznej przez substancję. Natężenie światła wiązki przechodzącej przez substancję ulega zmniejszeniu nie tylko w wyniku absorpcji, lecz również na skutek rozpraszania światła. O ile jednak promieniowanie rozproszone opuszcza ciało, to część zaabsorbowana zanika powodując wzrost energii wewnętrznej tego ciała.
Tarcie (pojęcie fizyczne) (opory ruchu) to całość zjawisk fizycznych towarzyszących przemieszczaniu się względem siebie dwóch ciał fizycznych (tarcie zewnętrzne) lub elementów tego samego ciała (tarcie wewnętrzne) i powodujących rozpraszanie energii podczas ruchu.

Rezonator optyczny

Wzbudzony ośrodek czynny stanowi wprawdzie potencjalne źródło światła laserowego, jednak do powstania uporządkowanej akcji laserowej potrzebny jest jeszcze odpowiedni układ optyczny, zwany rezonatorem. Układ ten pełni rolę dodatniego sprzężenia zwrotnego dla światła o wybranym kierunku i określonej długości fali. Spośród wszystkich możliwych kierunków świecenia i wszystkich dostępnych dla ośrodka długości fal, jedynie światło o parametrach ustalonych przez rezonator będzie wzmacniane na tyle mocno, by doprowadzić do akcji laserowej.

Laser helowo-neonowy (He-Ne) - laser gazowy o działaniu ciągłym. Substancją roboczą wewnątrz rury próżniowej jest mieszanina neonu pod ciśnieniem parcjalnym 0,1 mm Hg i helu pod ciśnieniem parcjalnym 1 mm Hg.
CtF (ang. Computer to Film, a dokładniej: Computer-to-Film) – w dokładnym znaczeniu jest to ogólna nazwa technologii tworzenia formy kopiowej na potrzeby poligrafii, która polega na naświetlaniu z komputera klisz na urządzeniu zwanym naświetlarką. W praktyce termin ten jest jednak stosowany w znaczeniu jednej z dwu podstawowych metod prowadzących do stworzenia formy drukowej w druku offsetowym. Drugą jest CtP (ang. Computer-to-Plate). W obu przypadkach efektem końcowym jest taka sama forma drukowa, tzw. blacha. Różnica polega na technologii wykonania, a co za tym idzie – na czasie pracy i jakości efektu końcowego. W praktycznych zastosowaniach CtF jest poprzednikiem CtP.

Sprzężenie zwrotne polega na możliwości wielokrotnego przepływu fotonów przez ośrodek, połączonego z ich kaskadowym powielaniem wskutek emisji wymuszonej, dzięki czemu laser generuje spójne światło. Układ optyczny rezonatora składa się zazwyczaj z dwóch dokładnie wykonanych i odpowiednio ustawionych zwierciadeł. Dla określonego kierunku możliwe jest wielokrotne odbicie pomiędzy zwierciadłami, i tylko fotony o takim kierunku, mogą wielokrotnie przebiegać przez ośrodek czynny, powodując akcję laserową. Jeśli rezonator ma postać dwóch równoległych zwierciadeł płaskich, to emitowane światło może leżeć w dość szerokim przedziale częstotliwości, zależnym od charakterystyki ośrodka. Aby dodatkowo określić tę częstotliwość z dużą precyzją, stosuje się dodatkowe elementy układu optycznego, ograniczające możliwość wielokrotnego odbicia fal o długościach innych, niż zadana. Mogą to być na przykład siatki dyfrakcyjne pełniące rolę selektywnego zwierciadła tylko dla określonej długości fali, a także dodatkowe lustra tworzące filtry interferencyjne (interferometry). W zależności od szczegółów technicznych budowy rezonatora, możliwe jest uzyskanie światła laserowego o bardzo różnych własnościach, takich jak kątowa rozbieżność wiązki, określony stopień jej spójności przestrzennej i czasowej, określony profil spektralny linii, czy wreszcie określony rozkład gęstości mocy w poprzecznym przekroju wiązki (tzw. mody poprzeczne).

Foton (gr. φως – światło, w dopełniaczu – φοτος) jest cząstką elementarną nie posiadającą ładunku elektrycznego ani momentu magnetycznego, o masie spoczynkowej równej zero (m0 = 0), liczbie spinowej s = 1 (fotony są zatem bozonami). Fotony są nośnikami oddziaływań elektromagnetycznych, a ponieważ wykazują dualizm korpuskularno-falowy są równocześnie falą elektromagnetyczną.
Tkanka (łac. textum) – zespół komórek o podobnej budowie, określonych czynnościach, podobnym pochodzeniu, budowie, przemianie materii i przystosowanych do wykonywania określonej funkcji na rzecz całego organizmu. Tkanki są elementami składowymi narządów i ich układów. Dział biologii zajmujący się tkankami to histologia.

Aby emitowane światło laserowe mogło wydostać się poza rezonator (na zewnątrz lasera), przynajmniej jedno z luster powinno być częściowo przepuszczalne. W laserach impulsowych stosuje się często modulację czasową przepuszczalności luster, dzięki czemu cała energia wiązki zostaje uwolniona w chwili "otwarcia" lustra.

Laser rubinowy - laser na ciele stałym, którego obszarem czynnym jest rubin (Al2O3:Cr+3). Ten skład chemiczny zapewnia występowanie trójpoziomowego układu stanów energetycznych w rubinie. Emitowana długość fali jest równa 694,3 nm. Laser ten pracuje w trybie impulsowym.
Ablacja przezskórna – zabieg kardiologiczny, który ma na celu trwałe wyleczenie zaburzenia rytmu serca (częstoskurcz). Polega na zniszczeniu najczęściej energią termiczną obszaru serca, będącego anatomicznym podłożem występowania takiego schorzenia.

Warunek progowy akcji laserowej

Aby mogła zajść akcja laserowa, wzmocnienie promieniowania w obszarze czynnym musi co najmniej równoważyć straty promieniowania wewnątrz rezonatora (rozpraszanie, straty dyfrakcyjne) oraz emisję części promieniowania na zewnątrz rezonatora (np. przez częściowo przepuszczalne lustro wyjściowe).

Dalmierz laserowy – (ang. laser target marker LTM lub laser rangefinder LRF) urządzenie do określania odległości od nieprzezroczystego obiektu przy pomocy promienia lasera (zwykle podczerwonego). Dalmierze używane są w wojsku i przez policje, w sporcie (w golfie, do strzelań długodystansowych i przez myśliwych), oraz w budownictwie i budowlanych pracach wykończeniowych.
Martenzyt – metastabilna faza stopu żelaza α (alfa) i węgla powstała podczas szybkiego schłodzenia z prędkością większą od prędkości krytycznej z temperatury w której występuje austenit. Przemiana ta ma charakter bezdyfuzyjny i polega na przebudowie sieci krystalicznej RSC (sieć Regularna Ściennie Centrowana) na sieć TPC (sieć Tetragonalna Przestrzennie Centrowana) czyli zmodyfikowaną przez obecność atomów węgla sieć RPC (sieć Regularna Przestrzennie Centrowana). Temperatura początku i końca przemiany martenzytycznej w dużym stopniu zależy od zawartości węgla w stopie.

Rozważmy laser, którego rezonator optyczny ma długość L i jest zakończony dwoma lustrami o współczynnikach odbicia ${R_1}$ i ${R_2}$ . W trakcie jednego obiegu promieniowania w rezonatorze natężenie światła zmienia się w sposób opisany poniższym wzorem: $\ I = {R_1} {R_2} \,{I_0} \exp\left [ 2L(g-{\alpha_L})\right ]$

gdzie: g – wzmocnienie optyczne jednostkowej długości ośrodka czynnego, ${\alpha_L}$ – straty wewnętrzne –– suma wszystkich strat promieniowania, na jednostce długości, wewnątrz rezonatora z wyjątkiem absorpcji (jest już uwzględniona w g).

Warunek progowy: $\ I = {I_0}$

Zatem wzmocnienie progowe konieczne do zajścia akcji laserowej wynosi:

Twardość – cecha ciał stałych świadcząca o odporności na działanie sił punktowych (skupionych). Efektami oddziaływania sił skupionych mogą być odkształcenia powierzchni, zgniecenie jej lub zarysowanie. Twardość materiału mierzy się za pomocą sklerometru i mikrotwardościomierza. Twardość jest istotną charakterystyką materiałów konstrukcyjnych. Dla każdego z typu tych materiałów utworzono odpowiednie metody klasyfikacji i pomiarów twardości.
Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego (WAT) – państwowa, cywilno-wojskowa uczelnia techniczna w Warszawie. Według ogólnoświatowego rankingu szkół wyższych Webometrics Ranking of World Universities opracowanego przez hiszpański instytut Consejo Superior de Investigaciones Científicas uczelnia zajmuje 13. miejsce w Polsce wśród uczelni technicznych, a w świecie 2654. pośród wszystkich typów uczelni.

${g_{th}} = {\alpha_L} + \frac{1}{2L}\ln\frac{1}{{R_1}{R_2}}$

Schemat działania lasera z trójpoziomowym układem poziomów energetycznych

Foton przemieszcza elektron z poziomu Ek na poziom wzbudzony En – tzw. krótkożyciowy. Następnie elektron przechodzi w wyniku przejścia bezpromienistego na niższy poziom Em metastabilny. Jeżeli energia fotonu wymuszającego wynosi ħω = Em - Ek to zostaje wymuszone wypromieniowanie drugiego fotonu koherentnego a elektron przenosi się na poziom podstawowy.

Laser półprzewodnikowy – nazywany również laserem diodowym lub diodą laserową - laser, którego obszarem czynnym jest półprzewodnik. Najczęściej laser półprzewodnikowy ma postać złącza p-n w którym obszar czynny jest pompowany przez przepływający przez złącze prąd elektryczny. Są to najbardziej perspektywiczne lasery z punktu widzenia ich zastosowań w fotonice ze względu na małe wymiary, dość wysokie moce, łatwość modulacji prądem sterującym o wysokiej częstotliwości (rzędu gigaherców) i możliwość uzyskania promieniowania od pasma bliskiej podczerwieni (diody laserowe dla telekomunikacji światłowodowej) do skraju fioletowego pasma widzialnego.
Ciepło – w fizyce to jeden z dwóch sposobów, obok pracy, przekazywania energii wewnętrznej układowi termodynamicznemu. Jest to przekazywanie energii chaotycznego ruchu cząstek (atomów, cząsteczek, jonów) w zderzeniach cząstek tworzących te układy ; oznacza formę zmian energii, nie zaś jedną z form energii .

Właściwości światła laserowego

rozbieżność wiązki;

spójność;

moc promieniowania i gęstość energii;

propagacja promieniowania laserowego w środowisku.

Rozbieżność jest to powiększanie się pola przekroju poprzecznego wiązki wraz z odległością. Rozbieżność wiązki promieniowania określa się kątem rozbieżności Θ. Dzięki małym rozbieżnościom wiązki prawie całą energię promieniowania możemy skierowywać w określonym kierunku.

Maser (ang. Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation) – urządzenie wzmacniające mikrofale za pomocą emisji wymuszonej promieniowania elektromagnetycznego. Przyrząd elektroniki kwantowej wytwarzający lub wzmacniający promieniowanie elektromagnetyczne mikrofalowe. Ma zastosowanie w urządzeniach radioastronomicznych, radarowych, łączności satelitarnej i kosmicznej. Maser to urządzenie o zasadzie działania identycznej jak laser, ale emitujące promieniowanie w innym zakresie częstotliwości.
Hartowanie – rodzaj obróbki cieplnej materiału prowadzący do zwiększenia jego twardości i wytrzymałości, jak również podniesienia granicy plastyczności i sprężystości.

Θ = $\frac{1,22\lambda}{D}$

gdzie: λ – długość fali, D – szerokość wiązki na wyjściu z lasera.

Spójność (koherentność) jest to przestrzenna i czasowa, w fazie i częstotliwości zależność drgań elektromagnetycznych. Aby drgania były spójne muszą mieć jednakową częstotliwość.

Lasery wypromieniowują całą swoją energię w wąskich wiązkach, w przeciwieństwie do zwykłych źródeł światła, które promieniują we wszystkie strony. Energii zwykłych źródeł światła nie można skoncentrować tak aby uzyskać gęstość mocy w plamce większą od gęstości mocy źródła. Energię promieniowania laserów można w taki sposób skoncentrować. Spowodowane jest to dobrą równoległością wiązki lasera. Duża gęstość mocy umożliwia uzyskanie dużej koncentracji fotonów. Może wtedy zachodzić równoczesne oddziaływanie kilku fotonów z jednym atomem.

Aleksander Michaiłowicz Prochorow (ros. Александр Михайлович Прохоров) (ur. 11 lipca 1916 w Atherton w Queensland, zm. 8 stycznia 2002 w Moskwie) - rosyjski fizyk, laureat Nagrody Nobla.
Rodaminy – grupa barwników fluoronowych, o czerwonej barwie stosowanych do barwienia wełny, jedwabiu, papieru, a także do oznaczania jonów metali ciężkich w analizie chemicznej. W biologii stosuje się je jako barwniki fluorescencyjne (wzbudzenie przy świetle o długości fali 610 nm)

Środowisko naturalne wpływa na propagacje promieniowania laserowego poprzez: zmniejszenie amplitudy i długości jego koherencji oraz na odchylaniu i zmianie prostoliniowości biegu promieniowania. Przyczyną zmniejszania się wielkości promieniowania w danym środowisku są:

rozproszenie promieniowania;

absorpcja promieniowania.

Rozpraszanie promieniowania polega na zmianie kierunku biegu fali. Fotony biegnące w danym środowisku mogą zostać: pochłonięte, rozproszone lub może je nie spotkać żadne z tych zdarzeń. Promieniowanie laserowe w atmosferze podlega rozproszeniu i absorpcji. Rozproszenie promieniowania w powietrzu zależy od:

Antylaser – urządzenie absorbujące światło o określonych długościach fali, i zamieniające pochłoniętą energię na ciepło. Urządzeniu nadano nazwę CPA (ang. "Coherent Perfect Absorber") – dosł. doskonały pochłaniacz koherencyjny)
Gordon Gould (ur. 17 lipca 1920 w Nowym Jorku, zm. 16 września 2005), amerykański fizyk, jeden z wynalazców lasera, twórca nazwy "LASER". Gould stał się słynny za sprawą swojej trzydziestopięcioletniej walki o uzyskanie patentu na laser i jego elementy konstrukcyjne. Przeprowadził wieloletnią, lecz skuteczną, walkę z urzędem patentowym i producentami laserów, aby w końcu uzyskać tantiemy z praw patentowych.

długości fali;

gęstości i niejednorodności atmosfery;

temperatury;

zadymienia;

pory dnia;

pogody;

obecności owadów znajdujących się na torze biegu promieniowania laserowego.

Podczas propagacji promieniowania laserowego w wodzie występują zawsze trudne lub bardzo trudne warunki. Trudne warunki występują np. w wodzie destylowanej, gdzie występuje silne rozproszenie i tłumienie promieniowania w cząsteczkach wody. Bardzo trudne warunki występują, gdy w wodzie znajdują się rozpuszczone sole i zawiesiny, które zwiększają tłumienie i rozproszenie promieniowania. Oba te czynniki powodują skrócenie maksymalnego zasięgu rozprzestrzeniania się światła.

Sprzężenie zwrotne (ang. feedback) - oddziaływanie sygnałów stanu końcowego (wyjściowego) procesu (systemu, układu), na jego sygnały referencyjne (wejściowe). Polega na otrzymywaniu przez układ informacji o własnym działaniu (o wartości wyjściowej). Matematycznym, jednoznacznym opisem bloku gałęzi zwrotnej jest transmitancja. Informacja ta może być modyfikowana przez transmitancję bloku gałęzi zwrotnej.
Charles Hard Townes (ur. 28 lipca 1915 w Greenville w stanie Karolina Południowa) - fizyk, laureat Nagrody Nobla z dziedziny fizyki w roku 1964 za badania w dziedzinie elektroniki kwantowej i wynalezienie masera.

Rodzaje laserów

Podział laserów w zależności od mocy

Lasery dużej mocy

Lasery o średniej mocy

Lasery małej mocy

Podział laserów w zależności od sposobu pracy

Lasery pracy ciągłej, emitujące promieniowanie o stałym natężeniu

Lasery impulsowe, emitujące impulsy światła

szczególnym rodzajem lasera impulsowego jest laser femtosekundowy

Podział laserów w zależności od widma promieniowania, w których laser pracuje

Lasery w podczerwieni

Lasery w części widzialnej

Lasery w nadfiolecie

Podział laserów w zależności od ośrodka czynnego

Ośrodek czynny decyduje o najważniejszych parametrach lasera, określa długość emitowanej fali, jej moc, sposób pompowania, możliwe zastosowania lasera.

Jon – atom lub grupa atomów połączonych wiązaniami chemicznymi, która ma niedomiar lub nadmiar elektronów w stosunku do protonów. Obojętne elektrycznie atomy i cząsteczki związków chemicznych posiadają równą liczbę elektronów i protonów, jony zaś są elektrycznie naładowane dodatnio lub ujemnie.
Poli(tereftalan etylenu), (C10H8O4)n (PET) - polimer z grupy poliestrów, otrzymywany na drodze polikondensacji z tereftalanu dimetylowego (DMT) i glikolu etylenowego (GE). Numer CAS: 25038-59-9, gęstość 1,370 g/cm3.

W nawiasach podano długości fal emitowanego światła.

Lasery gazowe:

He-Ne laser helowo-neonowy (543 nm lub 633 nm)

Ar laser argonowy (458 nm, 488 nm lub 514,5 nm)

laser azotowy (337,1 nm)

laser kryptonowy (jonowy 647,1 nm, 676,4 nm)

laser na dwutlenku węgla (10,6 μm)

laser na tlenku węgla

laser tlenowo-jodowy

Lasery na ciele stałym

laser rubinowy (694,3 nm)

laser neodymowy na szkle

laser neodymowy na YAG-u (Nd:YAG)

laser erbowy na YAG-u (Er:YAG) (1645 nm)

laser tulowy na YAG-u (Tm:YAG) (2015 nm)

laser holmowy na YAG-u (Ho:YAG) (2090 nm)

laser tytanowy na szafirze (Ti:Al2O3)

laser na centrach barwnych

Lasery na cieczy

lasery barwnikowe - ośrodkiem czynnym są barwniki rozpuszczone w nieaktywnym ośrodku przezroczystym, np. rodamina

lasery chylatowe

lasery neodymowe

Lasery półprzewodnikowe

złączowe (diody laserowe)

laser na materiale objętościowym

laser na studniach kwantowych

laser na kropkach kwantowych

bezzłączowe

kwantowy laser kaskadowy

Lasery na wolnych elektronach

laser promieniowania X

Podział laserów w zależności od zastosowań

Specjalne lasery gazowe wytwarzające ultrafiolet o możliwie jak najmniejszej długości fali używane do produkcji półprzewodnikowych układów scalonych:

F_2 (157 nm)

ArF (193 nm)

KrCl (222 nm)

XeCl (308 nm)

XeF (351 nm)

Lasery używane w stomatologii i dermatologii, w tym do usuwania tatuaży, znamion oraz włosów:

laser rubinowy (694 nm)

Aleksandrytowy (755 nm)

pulsacyjna matryca diodowa (810 nm)

Nd:YAG (1064 nm)

Ho:YAG (2090 nm)

Er:YAG (2940 nm)

Półprzewodnikowe diody laserowe:

małej mocy - używane we wskaźnikach laserowych, drukarkach laserowych, CD/DVD

dużej mocy - używane w przemyśle do cięcia i spawania, występują o mocach do 10 kW

Fotonika to interdyscyplinarna dziedzina nauki i techniki, łącząca dokonania optyki, elektroniki i informatyki w celu opracowywania technik i urządzeń wykorzystujących promieniowanie elektromagnetyczne (oprócz radiowego) do przenoszenia i przetwarzania informacji.
Żeliwo – stop odlewniczy żelaza z węglem, krzemem, manganem, fosforem, siarką i innymi składnikami, zawierający od 2 do 3,6% węgla w postaci cementytu lub grafitu. Występowanie konkretnej fazy węgla zależy od szybkości chłodzenia. Chłodzenie powolne sprzyja wydzielaniu się grafitu. Także i dodatki stopowe odgrywają tu pewną rolę. Krzem powoduje skłonność do wydzielania się grafitu, a mangan przeciwnie, stabilizuje cementyt. Żeliwo otrzymuje się przez przetapianie surówki z dodatkami złomu stalowego lub żeliwnego w piecach zwanych żeliwiakami. Tak powstały materiał stosuje się do wykonywania odlewów. Żeliwo charakteryzuje się niewielkim - 1,0 do 2,0% skurczem odlewniczym, łatwością wypełniania form, a po zastygnięciu obrabialnością. Wyroby odlewnicze po zastygnięciu, by usunąć ewentualne ostre krawędzie i pozostałości formy odlewniczej, poddaje się szlifowaniu. Odlew poddaje się także procesowi sezonowania, którego celem jest zmniejszenie wewnętrznych naprężeń, które mogą doprowadzić do odkształceń lub uszkodzeń wyrobu. Żeliwo dzięki wysokiej zawartości węgla posiada wysoką odporność na korozję.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)