Đề tài LASER LỎNG

Môn: VẬT LÝ LASER
Đề tài: LASER LỎNG
GVGD: Cô Trần Thị Hồng
LASER L NGỎ
1. ĐẶC ĐiỂM CỦA LASER LỎNG
2. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA LASER LỎNG
3. ỨNG DỤNG CỦA LASER LỎNG

NỘI DUNG BÁO CÁO:
Về cấu tạo, laser lỏng cũng như các loại laser khác đều
gồm có :
Buồng cộng
hưởng quang học
Nguồn bơm
Gương bán mạ
Gương phản
xạ toàn phần
Tia laser
1. Đ c đi m c a laser l ng:ặ ể ủ ỏ
Môi trường
hoạt tính
2
6
5
4
3
1

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
Ưu điểm
+ Không đòi hỏi gia công chính xác và khó
như tinh thể.
+ Dễ dàng tăng nồng độ tâm kích hoạt và khối
lượng hoạt chất để tạo công suất lớn.
+ Dễ dàng làm lạnh hoạt chất nhờ sử dụng
việc cho
+ 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.

Nhưng do tính
chất đặc biệt của
các chất màu
dùng làm MTHT
nên BCH của
laser màu sẽ có
những khác biệt
nhỏ.

Laser
Cuvet
Ch t màuấ
M1
M2Nguồn bơm
Laser
Cuvet
Ch t màuấ
M
Nguồn bơm
BCH cho laser màu ở chế độ băng rộng, với M1 là gương
phản xạ có hệ số phản xạ cao, M2 là gương bán mạ

G
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.
Laser
Cuvet
Ch t màuấ
N
g
u
ồ
n

b
ơ
m
M1
M2
Bơm dọc
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.
Laser
Cuvet
Ch t màuấ
M1
M2
Nguồn bơm
L
Bơm ngang

2. Nguyên lý hoạt đông:
L
a
s
e
r
L
a
s
e
r
n4
n3
n2
n1
S2
S0
S1
Va


Trong y học:
- Tr li u Laser l ng k t h p đ c 3 ị ệ ỏ ế ợ ượ
lo i vitamin A là Retinoid, Ritinyl ạ
palmitate, 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
tín hiệu não.
Nhóm nghiên cứu thuộc Viện Công
nghệ Massachusetts (MIT) đã khám

phá ra cách để tạm ngừng hoạt động
não bộ nhờ sử dụng ánh chớp của laser
xanh và vàng. Bằng cách này, có thể
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
và m c đ c bám vào ự ượ
gi y, sau cùng m c s ấ ự ẽ
đ c s y khô và bám ượ ấ
ch t vào gi y b ng lô s y ặ ấ ằ ấ
tr c khi ra ngoài.ướ
Clip
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