BAGIAN PERTAMA LASER DAN PENGGUNAANNYA PEMBANGKITAN SINAR LASER

BAGIAN PERTAMA LASER DAN PENGGUNAANNYA

PEMBANGKITAN SINAR LASER l STRUKTUR ATOM Model atom Thomson Bola pejal (positif) yang mengandung butiran elektron (negatif)

PEMBANGKITAN SINAR LASER l STRUKTUR ATOM Model atom Rutherford Inti (positif) yang dikelilingi elektron (negatif)

PEMBANGKITAN SINAR LASER l STRUKTUR ATOM Model atom Niels Bohr Setiap elektron hanya dapat beredar pada orbit yang tertentu ✏ atom memiliki tingkat energi tertentu Ø Perpindahan tingkat energi hanya dapat terjadi dengan pelepasan atau penerimaan sejumlah energi tertentu Ø

PEMBANGKITAN SINAR LASER l ABSORPSI DAN EMISI Absorpsi h = konstanta Planck = 6, 625. 10 -34 J s Ʋ = frekuensi cahaya

PEMBANGKITAN SINAR LASER l ABSORPSI DAN EMISI Absorpsi Laju kenaikan : N 1 = jumlah atom pada tingkat energi E 1 F = fluks cahaya datang σ12 = penampang absorpsi

PEMBANGKITAN SINAR LASER l ABSORPSI DAN EMISI Absorpsi Contoh gejala : garis-garis hitam pada spektrum cahaya matahari ✏ absorpsi pada gas di sekeliling matahari

PEMBANGKITAN SINAR LASER l ABSORPSI DAN EMISI Emisi spontan h = konstanta Planck = 6, 625. 10 -34 J s Ʋ = frekuensi cahaya

PEMBANGKITAN SINAR LASER l ABSORPSI DAN EMISI Emisi spontan Laju penurunan : N 2 A = jumlah atom pada tingkat energi E 2 = kemungkinan emisi spontan = koefisien Einstein Waktu tinggal rata-rata :

PEMBANGKITAN SINAR LASER l ABSORPSI DAN EMISI Emisi spontan Contoh gejala : Ø lampu natrium Ø lapisan fluoresensi Ø bahan fosforesensi

PEMBANGKITAN SINAR LASER l ABSORPSI DAN EMISI Emisi spontan Lampu natrium : Loncatan listrik menaikkan tingkat energi gas natrium di dalam tabung Ketika kembali ke bawah, atom natrium mengeluarkan cahaya kuning (589 nm)

PEMBANGKITAN SINAR LASER l ABSORPSI DAN EMISI Emisi spontan Lampu natrium : λ = 589 nm ➨

PEMBANGKITAN SINAR LASER l ABSORPSI DAN EMISI Emisi spontan Fluoresensi : Bahan dijatuhi pancaran (biasanya UV) ✏ tingkat energi naik Ketika turun kembali, bahan mengeluarkan cahaya (tampak)

PEMBANGKITAN SINAR LASER l ABSORPSI DAN EMISI Emisi spontan Fluoresensi : Lampu TL berisi gas merkuri (Hg) ✏ banyak mengeluarkan UV Lapisan fluoresensi mengubah UV menjadi cahaya tampak

PEMBANGKITAN SINAR LASER l ABSORPSI DAN EMISI Emisi spontan Fosforesensi : Fluoresensi yang berlangsung lama

PEMBANGKITAN SINAR LASER l ABSORPSI DAN EMISI Emisi terangsang h = konstanta Planck = 6, 625. 10 -34 J s Ʋ = frekuensi cahaya

PEMBANGKITAN SINAR LASER l ABSORPSI DAN EMISI Emisi terangsang Laju penurunan : dengan : dan σ21 = σ12 = jumlah atom pada tingkat energi E 2 F = fluks foton

PEMBANGKITAN SINAR LASER l ABSORPSI DAN EMISI Perbedaan emisi spontan dan emisi terangsang Emisi spontan Emisi terangsang Terjadi dengan sendiri Ø Ke segala arah Ø Ø Ada cahaya pemicu ✏ mengalami penguatan Ø Arah dan fasa sama dengan cahaya pemicu

PEMBANGKITAN SINAR LASER l INVERSI POPULASI Emisi terangsang : Absorpsi : Keseluruhan (netto) :

PEMBANGKITAN SINAR LASER l INVERSI POPULASI Statistik Boltzmann : dengan : k=konstanta Boltzmann=1, 381. 10 -23 J/K Supaya N 2>N 1 harus terjadi inversi populasi Usaha untuk memperoleh inversi populasi : pemompaan

PEMBANGKITAN SINAR LASER l INVERSI POPULASI Sistem Dua tingkat : Jika N 2 ≈ N 1 : two level saturation

PEMBANGKITAN SINAR LASER l INVERSI POPULASI Sistem Tiga Tingkat E 3 langsung ke E 1 : dilarang E 3 ke E 2 : tanpa emisi ΔEpemompaan ≠ ΔElaser

PEMBANGKITAN SINAR LASER l INVERSI POPULASI Sistem Empat Tingkat E 3 langsung ke E 0 : dilarang E 3 ke E 2 dan E 1 ke E 0 : tanpa emisi E 1 : dalam keadaan biasa kosong

PEMBANGKITAN SINAR LASER l INVERSI POPULASI Sistem Beberapa Tingkat Empat tingkat : Jika E 3 membentuk pita : pemompaan lebih mudah