Lasery p p Sousti laseru rezontor n koncov

Lasery

p p Součásti laseru rezonátor n koncové zrcadlo (odrazivost 100%) n výstupní zrcadlo (odrazivost <100%) aktivní prostředí (obsahuje oddělené kvantové energetické hladiny elektronů) n plyny – plynové lasery n monokrystal – pevnolátkové lasery n polovodič s p-n přechodem – diodové lasery n volné elektrony – lasery s volnými elektrony n polovodičové multivrstvy – kvantové kaskádní lasery součásti pro optické čerpání aktivního prostředí chlazení ( v případě potřeby ) 1 2 3 4 5 - Aktivní prostředí Dodávaná energie Zrcadlo - odrazivost 100% Zrcadlo - odrazivost 99% Výstupní laserový paprsek

Fyzikální princip p p Vhodné látce se dodá určitý typ energie (čerpání optické, elektrické, chemické, termodynamické, jaderné) Látka absorbuje energii, v některých atomech dochází k excitaci Ve chvíli, kdy převládne počet excitovaných částic nad počtem částic v nižším energetickém stavu, dochází populační inverzi – vzniká aktivní prostředí V tomto stavu látkou procházející optický paprsek produkuje víc stimulované emise než stimulované absorpce, tak je paprsek zesílen Vzhledem k tomu, že v aktivním prostředí dochází také k spontánní emisi fotonů, tak tyto fotony můžou zastat funkci vstupní energie. Docílí se to použitím odrazových zrcadel. 1 2 3 4 5 - Aktivní prostředí Dodávaná energie Zrcadlo - odrazivost 100% Zrcadlo - odrazivost 99% Výstupní laserový paprsek

Vlastnosti laseru p koherentní paprsek p monochromatický paprsek (obsahující pouze jednu vlnovou délku nebo barvu) p Výkon od několika m. W až po k. W p Účinnost přeměny energie na světlo 20% p Podle bezpečnostních směrnic se dělí do 4 tříd

Typy laseru p Podle způsobu provozu se dělí na: n n p pulzní nepřetržité Podle aktivního prostředí se dělí lasery na: n Plynové p He. Ne (543 nm) - výukový, levný p Carbon Dioxid (do 100 k. W) – v průmyslu na řezání materiálu n Chemické p Hydrogen fluorid (2700 nm) – reakce pomocí hydrogenu, enthylenu a nitrogen triflouridu He. Ne laser

Typy laseru II n Excimerové lasery ( pracují pomocí chemické reakce obsahující dva druhy atomů, z nichž jeden je v excitovaném stavu; produkují ultrafialové světlo) n pevné lasery p rubínový – první fungující laser p Nd: YAG (Neodymium-doped yttrium aluminium garnet, 1064 nm ) – vysoký výkon, použití ve spektroskopii, p DPSS (Diode-pumped solid-state)– 1064 nm; dodávaná energie pomocí diody – kompaktní rozměry, použití jako ukazovátka p možnost použití zeleného paprsku při zdvojení na 532 nm n polovodičové p komerční laserové diody ( 375 nm až 1800 nm), použití pro laserová ukazovátka, laserové tiskárny, CD /DVD. Maximální výkon 10 k. W.

Některé aplikace laseru p Vědecké (spektroskopie, měření vesmírných vzdáleností, fotochemie) p Vojenské (SDI, laserové vidění, rušení satelitů, značkování cíle) p Lékařství(Kosmetické operace, operace očí, laserový skalpel, zubní zákroky, akupunktura) p Průmyslové/ Komerční (Řezání a úprava materiálu, čtení čárových kódů, laserová ukazovátka, holografie, optická komunikace) p Spotřebitelské (laserové tiskárny, optické přehrávače CD a DVD, světelné projekce) LIDAR, The Starfire Optical Range

Aplikace laseru - oční lékařství p Diagnostika (změřit sílu zánětu, rychlost proudění krve v cévách apod. ) – skenovací oftalmoskop, biometrie oka, tomografie povrchu rohovky ad. p Fototermická léčba – laserová energie se přemění na teplo a vznikne zánět a poté pevná jizva – argonový nebo Nd-YAG laser – léčba následků cukrovky a zánětu p Fotodyzruptivní léčba – vysokoenergetický Nd-YAG laser vytvoří v tkáni plazmatický výbuch. Tím se dají rozbít jemné oční struktury – léčba zeleného zákalu (náhrada ultrazvuku) p Fotoablace – excimetrové lasery tvarují povrch rohovky – vytváří se trvalá kontaktní čočka – léčba krátkozrakosti a astigmatismu

Ostatní aplikace laseru v lékařství p Kosmetické operace – odstranění tetování, jizev, skvrn od slunce, vrásek, mateřských znamének Používané lasery : rubínový (694 nm) , alexadritový(755 nm), pulzní diodový (810 nm), Nd: YAG (1064 nm), Ho: YAG(2090 nm), Er: YAG (2940 nm) p Laserový skalpel (YAG a CO 2 lasery) p Stomatologie – zubní kazy, bělení zubů , zubní operace p Terapie pomocí laseru (laser biostimulation) - ozařování nízkovýkonným laserem za účelem tkáňového růstu a dalších pozitivních důsledků ( 1 -500 m. W na 600 -1000 nm) – ve stádiu vývoje