1. Pompowanie ośrodków laserowych

Polega na naświetlaniu fotonami ośrodka, tak by doprowadzić do emisji wymuszonej fotonów. W przypadku lasera He-Ne pompuję się hel, którego atomy przez zderzenia przekazują energię na atomy neonu, te wzbudzone na 3 poziom energetyczny powracają na poziom 1 z jednoczesną emisja fotonów (między 3 a 2 poziomem przejście jest bezpromieniste – wydziela się ciepło)

1. Nasycenie wzmocnienia ośrodka niejednorodnego

dVs to straty spowodowane niejednorodnością i równają się one dVs = -βVdx. β>0, rośnie wraz ze wzrostem niejednorodności ośrodka. Przyrost z uwzględnieniem wzmocnieniem i stratami:

$dV\alpha\beta = dV + dVs = V\left( \frac{\alpha}{V + 1} - \beta \right)\text{dx}$

Dla każdego β istnieje Xgr takie, że sygnał nie rośnie! Ośrodki gazowe SA wysoce jednorodne. Długość lasera zależna jest od niejednorodności ośrodka

1. Kształt wiązki laserowej

Zależy on od modów poprzecznych. Mod poprzeczny to konfiguracja przestrzenna wiązki dla określonej długości fali spełniająca warunek zgodności fazy interferujących wiązek po dwukrotnym odbiciu w rezonatorze. Wiązka najczęściej spotykana to TEM₀₀ czyli wiązka gaussowska. Niezmiennik wiązki gaussowskiej:

2w0 – przewężenie

2θ – kąt rozbieżności

1. Widmo promieniowania laserowego

Zależy ono od modów podłużnych. Podobnie jak w punkcie 3, wiązki po dwukrotnym odbiciu maja być zgodne w fazie. Warunek ten spełniony jest gdy w dwóch długościach rezonatora mieści się całkowita liczba długości fal: $\lambda_{K} = \frac{2d}{K}\ \ \ K = 1,2,\ldots$ (warunek zgodności faz K-tego modu)

1. Ogniskowanie wiązki laserowej

Średnica wiązki obrazowej to:

${2w^{'}}_{0} = 2\sqrt{\frac{D'}{k}}$ gdzie D’ to parametr konfokalny: $D^{'} = \frac{Df^{'2}}{X_{p}^{2} + \frac{D}{2}^{2}}$ . Dla dużych kątów niezmiennik wynosi:

$2w^{'}0 \bullet sin\theta^{'} = \frac{2}{\pi}\lambda$.

1. Minimalizacja kąta rozbieżności wiązki

Należy pokryć przewężenie z ogniskiem soczewki. Najlepiej by ogniskowa była duża. A dalej z niezmiennika: duże 2w’₀ daje małe 2θ’.

1. Laser He-Ne

Powszechnie stosowany w technice (λ=633nm). Pompowanie He-Ne w punkcie 1. Laser gazowy atomowy. Moce od 0,5 do 50 mW. Możliwe długości fal 543.3, 594.1, 611.8, 632.8, 1152.3, 2395.1, 3395.1.

1. Selekcja modów podłużnych lasera argonowego

Ruchomy pryzmat i ruchome zwierciadło. Odpowiednio manipulując tymi elementami dokonujemy selekcji. Pryzmat rozszczepia nam wiązkę na różne długości fali a my tak ustawiamy pryzmat i zwierciadło by z powrotem wracała tylko wybrana przez nas długość fali.

1. Laser jonowy na parach metali

Jony wyparowanego metalu przemieszczają się w stronę katody i są osadzane w obszarze schładzania. Lasery He-Cd. Pompowanie helu, emisja na kadmie. Długości fal 325.0, 353.6, 441.6 nm. Moce 10 – 200 mW

1. Laser CO2 (inaczej „herbaciany” – TEA [Transverse Electric Atmospheric])

Mieszanina gazwó CO₂ i N₂. Pompowanie na azocie, emisja na CO₂

	Praca impulsowa	Praca ciagła
Ciśnienie	atmosferyczne	Obniżone
Średnia moc	1kW	5 – 100 kW
Energia w impulsie	Do 10 kJ z repetycją 1kHz
Sprawność	30%	20%

1. Lasery na ciele stałym

Kąt padania osi wiązki pod kontem Brewstera

Konieczność justowania elementów. Pręt laserowy to nośnik (osnowa pręta) oraz atomy (jony) jako centra aktywne. Jako nośniki użyć można: szkła, ceramiki, kryształów (YAG, korund, YVO i inne) jako atomów: Nd, Cr, Ti, Er.

1. Lasery półprzewodnikowe i ich właściwości

Małe wymiary, dość duże moce, łatwość sterowania prądem, możliwość uzyskania promieniowania od pasma bliskiej podczerwieni do skraju fioletowego pasma widzianego.

Następują dwa zjawiska. Generacja pary elektron-dziura co daje przejście elektronu do pasma przewodnictwa, oraz anihilacja pary elektron-dziura co powoduje powrót elektronu do pasma walencyjnego połączony z emisją fotonu lub zamiany na energię drgań siatki krystalicznej.

1. Lasery chemiczne

Pojęcia nie mam o co w tym chodzi było tylko to :

Lasery chemiczne są zasilane przez reakcje chemiczna, i mogą osiągnąć wysokie moce podczas pracy ciągłej

1. Lasery włóknowe

Lasery dużej mocy z rdzeniem o małej średnicy domieszkowanym neodymem lub iterbem otoczonym płaszczem. Włókno jest zwinięte a jego długość może sięgać kilkudziesięciu metrów. Rezonator tworzą dwa zwierciadła (Z1 i Z2) lub siatki Bragga. Mała średnica rdzenia powoduje że otrzymany laser ma dużą rozbieżność.

1. Praca impulsowa lasera

Nie mam pojęcia o co profesorowi może chodzić

1. Wydzielenie jednego impulsu spośród zbioru impulsów

1. Interferometr Younga

1. Rola lasera przy pomiarze przesuwu stołu obrabiarki

Wiązka lasera rozbijana jest na dwie przez płytkę światło dzieląca. Jedna wiązka odbija się od zwierciadła pryzmatycznego, przechodzi przez płytkę i pada na fotodetektor gdzie interferuje z druga wiązką, która po przejściu przez płytkę odbija się od zwierciadła pryzmatycznego na ruchomym stole, wracając odbija się od płytki. Rola lasera jest taka że tylko dzięki jego wysokiemu stopniowi monochromatyczności możemy mierzyć tak duże różnice dróg.

1. Stabilizacja częstotliwości promieniowania lasera

Zwierciadła są sterowane za pomocą elementów piezoelektrycznych. Detektor za zwierciadłem odczytuje częstotliwość i dzieki sterownikowi zmienia położenie zwierciadeł. Możliwe jest to dzięki dołkowi (patrz rysunek) [przyznam że nie do końca pamiętam o co chodziło z tym dołkiem ]

1. Stabilizacja długości fali promieniowani lasera w powietrzu

$\lambda = \frac{\lambda_{0}}{n}\text{\ \ }\frac{\lambda}{\lambda} = \frac{V}{V} + \frac{n}{n}$, gdzie V to prędkość rozchodzenia się fali w ośrodku, n to współczynnik załamania.

$n \approx 1 + 77,6\left( 1 + 7,52 \bullet 10^{- 3}\lambda^{- 2} \right)\frac{P}{T}10^{- 6}$, gdzie P to ciśnienie w hPa a T temperatura w Kelwinach.

$$\frac{n}{n} \approx \left( n - 1 \right)(\frac{P}{P} - \frac{T}{T}) \approx 3 \bullet 10^{- 4}(\frac{P}{P} - \frac{T}{T})$$