i laser. laser a stato solido a gas chimici e ad eccimeri a coloranti a diodo ad elettroni liberi
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I LASERI LASER
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LASER
a stato solidoa gaschimici e ad eccimeria colorantia diodoad elettroni liberi
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LASER A RUBINOMaiman 1960
LASER A STATO SOLIDO
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LASER A RUBINO
Al2O3 + Cr3+ (0.5% in peso)
Cr3+ d3 4F 2G
In un campo ottaedrico4F = 4A2 + 4T1 + 4T2
2G = 2A1 + 2E + 2T1 + 2T2
4T2
4T1
4A2
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LASER A ALESSANDRITE
Cr3+ in BeAl2O4
4F = 4A2 + 4T1 + 4T2
4T2 e 4A2 sono allargati per accoppiamento vibronicoTransizioni 4A2
4T2
Laser vibronico 720 - 800 nmLaser a 4 livelli
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ZAFFIRO: Al2O3 DROGATO CON Ti3+
d1 2D
In un campo ottaedrico2D = 2T2 + 2E
Laser vibronico 670 - 1100 nm
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Nd-YAG
Yttrium
Aluminum
Garnet
Granato di ittrio ed alluminio
Y3Al5O12 + Nd3+
Nd3+ f3
Termini importanti 4F 4I
Raddoppio di frequenza con LBO (LiB3O5) = 532 nm
1064 nm
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LASER A GAS
Atomi He-Ne, vapori di Cu
Ioni ioni Ar+
Molecole CO2 N2
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Coincidenza tra i livelli di He e Ne
1. He è eccitato mediante pompaggio
2. L’energia è trasferita al Neon.
3. Luce di 632.8 nm (rossa) è emessa per emissione stimolata dal Neon eccitato
LASER He-Ne
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LASER A IONI
1. Scarica elettrica ionizza Argon generando Ar+
2. Ar+ è formato in uno stato eccitato
3. Emissione laser di Ar+ eccitato a 488 nm (blue) e 514 nm (verde) e a 72 nm (UV)
• Usato in spettroscopia Raman
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LASER A CO2
1. N2 è vibrazionalmente eccitato mediante scarica elettrica
2. Energia è trasferita (livelli in corrispondenza) allo stiramento antisimmetrico 3 di CO2
3. L’azione laser è da 3=1 a 1=1 (stiramento simmetrico) perché 1=1 non è popolato per collisione
• Elevata intensità IR : usata per misure in atmosfera con lungo cammino ottico
• Efficienza 20%
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N2
Superradiante337.1 nm = UVStudi di fotochimicaEsperimenti di fotolisiPompaggio di laser a coloranteCARS
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LASER A ECCIMERI
ECCIMERI AA*excited dimer
ECCIPLESSI AB*excited complex
Legati solo nello stato eccitato
NeF ArF KrF ArCl KrCl ...
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LASER CHIMICI
H2 + F2 HF*
H2 + Cl2 HCl*
CS2 + O2 CO*
DF + CO2 CO2*
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LASER A COLORANTI
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LASER CON MISCELA DI COLORANTI
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LASER A COLORANTI
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Giunzione a diodo
LASER A DIODO
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LASER A DIODO SEMICONDUTTORE
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LASER AD ELETTRONI LIBERI
• Un laser ad elettroni liberi è un laser che prende energia da un fascio di elettroni, non da atomi eccitati
• Funziona accelerando un fascio di elettroni, che vengono fatti oscillare: emissione spontanea di fotoni