Đề tài laser rắn

LOGO
LASER RẮN
GVHD: TRẦN THỊ HỒNG
SVTH: NGUYỄN THỊ NGỌC TÚ
CAO THỊ THU THỦY
TRƯƠNG THỊ BÍCH THOA
LÊ THỊ THU TRANG
NGUYỄN CHUNG

Laser rắn là laser mà môi trường hoạt chất là chất rắn.

Chất rắn này là đơn tinh thể, hoặc chất vô định hình.

Có khoảng 200 chất rắn có khả năng dùng làm môi trường
hoạt chất laser. Một số loại laser chất rắn thông dụng:

YAG-Neodym: hoạt chất là Yttrium Aluminium Garnet
(YAG) cộng thêm 2-5% Neodym, có bước sóng 1060nm thuộc
phổ hồng ngoại gần. Có thể phát liên tục tới 100W hoặc phát
xung với tần số 1000-10000Hz.

Hồng ngọc (Rubi): hoạt chất là tinh thể Alluminium có gắn
những ion chrom, có bước sóng 694,3nm thuộc vùng đỏ của
ánh sáng trắng.

Bán dẫn: loại thông dụng nhất là diot Gallium Arsen có bước
sóng 890nm thuộc phổ hồng ngoại gần.
www.themegallery.com
www.themegallery.com
Company Logo
Company Logo

GIỚI THIỆU LAZE RẮN

Nguyên lý cấu tạo chung của một máy laser gồm:
+ Buồng cộng hưởng: là bộ phận chứa hoạt chất laser.
Là bộ phận dùng để cho bức xạ do hoạt chất phát ra
có thể đi lại nhiều lần, nhờ đó mà bức xạ được
khuếch đại lên nhiều lần.
+ Môi trường hoạt tính: là môi trường có khả năng
khuếch đại ánh sáng khi ánh sáng truyền qua môi
trường đó.
+ Nguồn bơm năng lượng: đưa nặng lượng vào môi
trường hoạt tính để tạo ra sự nghịch đảo độ tích lũy
trong môi trường hoạt tính.
www.themegallery.com
www.themegallery.com
Company Logo
Company Logo
CẤU TẠO LAZE RẮN
www.themegallery.com
www.themegallery.com
Company Logo
Company Logo
1) Buồng cộng hưởng (vùng bị kích thích)
1) Buồng cộng hưởng (vùng bị kích thích)
2) Nguồn nuôi (năng lượng bơm vào vùng bị kích thích)
2) Nguồn nuôi (năng lượng bơm vào vùng bị kích thích)
3) gương phản xạ
3) gương phản xạ

toàn phần
toàn phần
R=100%
R=100%
4) gương bán mạ
4) gương bán mạ
R < 100%
R < 100%
5) tia laser
5) tia laser
CẤU TẠO LAZE RẮN
ĐẶC ĐIỂM CỦA LAZE RẮN

Nồng độ bức xạ lớn, khoảng , lớn hơn laser khí. Do đó nồng
độ hạt lớn nên hệ số khuếch đại lớn hơn nhiều so với laser khí

Chất rắn có độ đồng nhất quang học kém nên: góc mở do
nhiễu xạ lớn, tiêu hao do tán xạ lớn và hệ số phẩm chất của
buồng cộng hưởng nhỏ.

Sự nghịch đảo nồng độ trong laser rắn thường được thực hiện
ở những mức năng lượng của nguyên tử hoặc ion tạp chất.

Trong laser rắn các hạt tương tác với nhau nên các mức năng
lượng có nhiều dao động quay nên dải phổ khá rộng.

Các loại laser rắn đều sử dụng buồng cộng hưởng quang học.
www.themegallery.com
www.themegallery.com
Company Logo

Company Logo
www.themegallery.com
www.themegallery.com
Company Logo
Company Logo
NỘI DUNG
YAG-
YAG-
Neodym
Neodym
MỘT SỐ LAZE RẮN ĐẶC TRƯNG
MỘT SỐ LAZE RẮN ĐẶC TRƯNG
LAZE
LAZE
RUBI
RUBI
LAZER RUBI

Laser hồng ngọc, một laser chất rắn, được tạo ra lần đầu tiên
vào năm 1960, bởi nhà vật lý

Laser rubi (hồng ngọc) có một thanh rubi và được quấn
quanh một ống ánh sáng. Khi ánh sáng lóe lên thì thanh
hồng ngọc phát ra một chùm tia laser màu ngọc đỏ có cường
độ lớn. Không phải các tia laser đều làm bằng rubi, ít nhất
có 100 vật chất để chế tạo laser.
www.themegallery.com
www.themegallery.com
Company Logo
Company Logo

- Cấu tạo của laze rubi gồm 3 bộ phận chính:
- Cấu tạo của laze rubi gồm 3 bộ phận chính:
HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE RUBI
www.themegallery.com
www.themegallery.com
Company Logo
Company Logo
HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE RUBI
www.themegallery.com
www.themegallery.com
Company Logo
Company Logo



Dùng một đèn phóng điện xenon để chiếu sáng rất mạnh thanh
Dùng một đèn phóng điện xenon để chiếu sáng rất mạnh thanh
Rubi và đưa một số lớn ion Crôm lên trạng thái kích thích.
Rubi và đưa một số lớn ion Crôm lên trạng thái kích thích.





Nếu có một ion Crôm bức xạ theo phương vuông góc với 2 gương
Nếu có một ion Crôm bức xạ theo phương vuông góc với 2 gương
thì ánh sáng sẽ phản xạ đi lại nhiều lần giữa 2 gương.
thì ánh sáng sẽ phản xạ đi lại nhiều lần giữa 2 gương.

Ánh sáng sẽ
Ánh sáng sẽ
được khuếch đại lên nhiều lần. sẽ làm cho một loạt ion crôm phát xạ
được khuếch đại lên nhiều lần. sẽ làm cho một loạt ion crôm phát xạ
cảm ứng
cảm ứng
G
G
1
1
1
1
A
A
G
G
2
2
2
2


- Ánh sáng sẽ được khuếch đại lên nhiều
- Ánh sáng sẽ được khuếch đại lên nhiều
lần. Chùm tia laze được lấy ra từ gương
lần. Chùm tia laze được lấy ra từ gương
bán mạ G
bán mạ G
2
2

.
.


HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE RUBI
HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE RUBI
LASER Nd: YAG
1. Khái niệm:

Laser Nd: YAG là loại Laser rắn sử dụng thể pha
lê Yttrium-Aluminum-Garnet được phủ nguyên tố
hiếm Neodymi của vỏ trái đất để làm môi trường hoạt
chất, nó phát bước sóng 1064 nm thuộc phổ hồng
ngoại gần.
Thanh Laser Nd: YAG
hình trụ chữ nhật một đầu cắt nhọn
www.themegallery.com
www.themegallery.com
Company Logo
Company Logo
CẤU TẠO CỦA LAZER Nd:YAG
a) Môi trường hoạt chất
Môi trường hoạt chất của laser Nd: YAG là tinh
thể Yttrium Aluminium Garnet Y
3
Al
5
O
12
trong đó một

số ion Y
3+
được thay thế bởi ion Nd
3+
. Y
3
Al
5
O
12
đóng
vai trò là chất nền, ion Nd
3+
đóng vai trò là tâm hoạt
chất phát ra laser
Thanh Nd: YAG được chế tạo với nhiều hình
dạng khác nhau: hình trụ tròn, hình trụ chữ nhật, hoặc
hình trụ chữ nhật một đầu có cắt chóp nhọn.
www.themegallery.com
www.themegallery.com
Company Logo
Company Logo
CẤU TẠO CỦA LAZER Nd:YAG
b) Buồng cộng hưởng
Buồng cộng hưởng của laser Nd: YAG cũng giống với buồng
cộng hưởng của Laser Ruby và các laser rắn khác là buồng
cộng hưởng quang học.
c) Nguồn bơm
Phổ hấp thụ của Nd
3+

nằm trong khoảng lân cận 0,7 đến 0,9 nên
đèn quang học Krypton hoặc Xenon và laser bán dẫn AlGaAs
là nguồn bơm thích hợp nhất.
Laser Nd: YAG hoạt động theo sơ đồ 4 mức năng lượng, các
mức được phân thành như ở các mức năng lượng của ion Nd
3+
,
mức 1 đóng vai trò là mức cơ bản, mức 2 là mức laser dưới,
mức 3 là mức laser trên, mức 4 là mức kích thích
www.themegallery.com
www.themegallery.com
Company Logo
Company Logo
www.themegallery.com
www.themegallery.com
Company Logo
Company Logo
ỨNG DỤNG CỦA LASER RẮN
Trong y học
1
Trong công nghiệp
4
Tính hoại tử cao
Tính hoại tử cao
nên laser được
nên laser được
sử dụng trong y
sử dụng trong y
tế
tế

www.themegallery.com
www.themegallery.com
Company Logo
Company Logo
ỨNG DỤNG CỦA LASER RẮN TRONG Y HỌC

Trong y học tia laser rắn có cường độ mạnh nên được dùng làm
dao mổ.
ưu điểm của dao mổ bằng tia laser: giảm lượng thuốc tê, thuốc
mê, giảm phù nề, sung huyết và tiết dịch…
Dựa vào công suất của laser rắn mà người ta ứng dụng nó vào
các lĩnh vực phù hợp:
* Laser công xuất thấp dùng để trị:
• Nhiễm trùng có mủ và những vết loét lâu liền sẹo.
• Điều trị các bệnh ngoài da.
• Điều trị các bệnh của niêm mạc khoang miệng và mô quanh
răng.
• Điều trị bệnh tai mũi họng cấp tính và mãn tính.
dao mổ laze
dao mổ laze
phẫu thuật mắt
phẫu thuật mắt
Xóa vết xâm
Xóa vết xâm
ỨNG DỤNG CỦA LASER RẮN TRONG Y HỌC
* Laser công suất cao (như: YAG: Nd laser, laser Ruby ) dùng để:
•
Sử dụng như dao mổ, đặc biệt hữu hiệu trong mổ nội soi.
• Dùng quang đông mạch (trong ngoại khoa da liễu).
• Điều trị các tổn thương mạch máu, các tổn thương sắc tố da.

Một số dao bằng laser rắn
Một số dao bằng laser rắn
www.themegallery.com
www.themegallery.com
Company Logo
Company Logo
ỨNG DỤNG CỦA LASER RẮN TRONG Y HỌC
Công dụng của một số laser rắn:
• Alexandrite Laser: sử dụng rộng rãi trong triệt lông, điều trị mạch
máu sâu hơn và mạch máu chân.
• Nd: YAG Laser: điều trị mạch máu xanh và đỏ ở mức năng lượng
cao. Laser Nd: YAG đặc biệt được sử dụng trong điều trị mạch
máu chân ở tất cả các loại da.
• Ruby Laser gặp rắc rối khi điều trị cho loại da sậm màu. Nhưng
rất hiệu quả cho điều trị lông mỏng, nhạt màu hay vàng.
Laser trong điều trị nhãn khoa

www.themegallery.com
www.themegallery.com
Company Logo
Company Logo
ỨNG DỤNG CỦA LASER RẮN TRONG QUÂN SỰ

Trong quân sự:
Do tính định hướng và tần số cao nên laser rắn cũng có ưu thế đặc
biệt trong liên lạc vô tuyến như vô tuyến định vị, liên lạc vệ tinh,
điều khiển tàu vũ trụ, tên lửa, …Do tính kết hợp và cường độ cao
nên tia laser rắn còn được dùng trong truyền tin bằng cáp quang.

Dùng laser để truyền
thông tin trong vũ trụ
www.themegallery.com
www.themegallery.com
Company Logo
Company Logo
ỨNG DỤNG CỦA LASER RẮN TRONG QUÂN SỰ
Người ta dùng laze để chế tạo ra súng phun nhựa phun vào đối
phương, ngay tức khắc người bị dính nhựa không cựa quậy
được, đến mức không thể sử dụng súng để chống trả được nữa.
•
Ngoài ra, laser còn dùng để đo khoảng cách các mục tiêu quân
sự , biết được thời gian đi và về của tia sáng ta dễ dàng tính ra
được khoảng cách. Máy đo khoảng cách bằng laser trong quân
sự là loại thiết bị quan trọng. Có nhiều loại khác nhau: máy đo
cự ly hàng không, máy đo cự ly xe tăng.
Ví dụ: Như trong cuộc chiến ở Irắc vừa qua, người Mỹ dùng laze
để điều khiển các tên lửa và kích cho nó nổ khi đã đến mục
tiêu…
Trong quân sự