Lasery - i ich zastosowania

Prezentacja na temat: "Lasery - i ich zastosowania"— Zapis prezentacji:

1 Lasery - i ich zastosowania
M.Maliński, A.Mazurek & P.Zysek

2 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Wzmocnienie światła przez wymuszoną emisję promieniowania L A S E R

3 Zasada działania lasera
Uzyskanie inwersji obsadzeń układu na drodze np. pompowania optycznego Emisja wymuszona np.światłem zewnętrznym Wzmocnienie sygnału we wnęce rezonansowej

4 Pompowanie optyczne

5 Inwersja obsadzeń

6 Emisja wymuszona 1

7 Emisja wymuszona 2

8 Działanie wnęki rezonansowej

9 Historia lasera Albert Einstein 1917 r – stwierdził, iż możliwa jest wymuszona emisja światła przez atomy.

10 Historia lasera Maiman 1960 r- uzyskał pierwszą akcję laserowa w pręcie rubinu. Robert Hall z General Electric Laboratories zbudował pierwszy laser półprzewodnikowy r .

11 Rodzaje laserów lasery gazowe atomowe, np. He-Ne,
lasery gazowe molekularne, np. N2-CO2-He, lasery gazowe jonowe lasery krystaliczne czyli na ciele stałym, np. rubinowy, YAG, lasery szklane, np. neodymowy, lasery półprzewodnikowe, np. GaAs-AlGaAs, lasery barwnikowe, np. z roztworem rodaminy, lasery chemiczne, np. wykorzystanie reakcji syntezy wzbudzonego HF lub DF do pobudzenia ośrodka czynnego.

12 Charakterystyka wybranych laserów

13 Charakterystyka wybranych laserów (cd)

14 Laser półprzewodnikowy
Ośrodek czynny – półprzewodnik. Inwersję obsadzeń uzyskuje się przez wstrzykiwanie nośników ładunku do złącza p-n spolaryzowanego w kierunku przewodzenia. Akcję laserową uzyskuje się po przekroczeniu wartości progowej prądu.

15 Ośrodki czynne laserów półprzewodnikowych

16 Pasma dla heterostruktury NpP (n+pp+) AlGaAs/GaAs/AlGaAs

17 Struktura lasera AlGaAs

18 Zalety laserów półprzewodnikowych

19 Zastosowania światła laserowego
promieniowanie monochromatyczne - spektroskopia gazów, detekcja zanieczyszczeń powietrza przez absorpcję lub fluorescencję.

20 Zastosowania światła laserowego
silna, nie rozszerzająca się wiązka światła- nadaje się do przesyłania sygnałów światłowodami,

21 Zastosowania światła laserowego
Czytniki płyt CD sposób zapisu na płycie

22 Zastosowania światła laserowego
Kieszonkowe wskaźniki firmy Spyder (średniej mocy)

23 Zastosowania światła laserowego
Mała rozbieżność kątowa wiązki - wyznaczanie linii prostych, pomiary odległości

24 Zastosowania światła laserowego
Duża gęstość mocy optycznej: mikro-skalpele w medycynie

25 Zastosowania światła laserowego
Duża gęstość mocy optycznej: laserowe urządzenia przemysłowe do cięcia grubych blach

26 Zastosowania światła laserowego
Do korekcji kształtu rogówki w okulistyce, lub przyklejania siatkówki.

27 Zastosowania światła laserowego
Zastosowania militarne – celowniki laserowe

28 Zastosowania światła laserowego
synteza termojądrowa dziesięć dział lasera Nova (10 X 10 terawatów).

29 Polski wkład w rozwój laserów
Kryształek azotku galu (GaN), wyhodowany w Instytucie Wysokich Ciśnień PAN, służący do budowy niebieskich laserów

30 Zastosowania laserów na Wydziale Elektroniki i Informatyki PK (jako źródła światła o dużej gęstości mocy optycznej oraz równoległej wiązce światła) Mikroskopia termofalowa Pomiary parametrów cieplnych i optycznych materiałów opto-elektronicznych do podłoży laserów półprzewodnikowych na bazie kryształów mieszanych AII-BVI Budowa urządzeń elektronicznych z wykorzystaniem laserów półprzewodnikowych

31 Zapraszamy na prezentację inżynierskiej pracy dyplomowej zrealizowanej na Wydziale Elektroniki i Informatyki PK pt: „Projekt i wykonanie projektora laserowego ze sterownikiem współpracującym z komputerem klasy PC” dyplomant: P. Zysek promotor dr inż. A. Mazurek

32 sterowany z komputera PC
Projektor Laserowy sterowany z komputera PC

33 Zasada działania i budowa projektora
Koncepcja urządzenia

34 Lasery R,G,B (zdjęcie emitowanych promieni)

35 Filtr dichromatyczny niebieski
Idea łączenia poszczególnych wiązek laserów w jedną spójną wiązkę (filtry dychromatyczne, beam combiner) Zielony Niebieski czerwony lustro Filtr dichromatyczny niebieski dichro red Sumator wiązek

36 Zasada działania i budowa projektora
Podstawowe podzespoły lasery półprzewodnikowe R, G, B filtry dychromatyczne oraz beam combiner galwanometry i wzmacniacze układ sterujący

37 Lasery R,G,B Kolejno od lewej: DPSS 473nm 80mW (niebieski), DPSS 532nm 100mW (zielony), półprzewodnikowy 658nm 120mW (czerwony) (DPSS - Diode Pumped Solid State Laser)

38 Zastosowane elementy optyczne: filtry dychromatyczne, beam combiner (od lewej: dichro blue, dichro red, beam combiner, lustro)

39 Widok wnętrza pracującego projektora

40 Budowa galwanometru

41 Galwanometr 1 2 3 4 1. Lustro 2. Rotor 3. PCB 4. Obudowa

42 Wzmacniacz sterujący galwanometrami

43 Układ odchylania wiązki świetlnej

44 Układ sterujący (ILDA)

45 Schemat blokowy sterownika mikroprocesorowego
+9-12V μP ATmega128 CPLD ATF1508 12bit DAC 8bit DAC 4Mb RAM USB FIFO 16Mb FLASH RS485 16bit TTL in/out USB DMX512 +X -X +Y -Y +R -R +G -G +B -B +INTENS. -INTENS. DC/DC +5V +15V -15V

46 Widok zmontowanego projektora

47 Projektor - specyfikacja parametrów
pełna zgodność ze specyfikacją ILDA, moc wyjściowa: >400mW, kolory/moc: niebieski 80mW, zielony 100mW, czerwony 240mW, kąt projekcji: 35°, max. prędkość skanowania: pps, klasa lasera: 3b/4, zasilanie: V, wymiary: 832x338x175mm, waga: 24kg,

48 galeria

49 galeria

50 galeria

51 ZAPRASZAMY NA POKAZ

52

53 DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ !

54