Bài 34. Sơ lược về laze

Chúng ta thường nghe nói laze dùng để mổ xẻ, khoan cắt kim loại, đọc đĩa CD, truyền tín hiệu, đo đạc, trang trí,… Vậy laze là gì? Ta sẽ tìm hiểu qua bài học sau đây :
Bài 34: SƠ LƯỢC
VỀ LAZE
Năm 1958, các nhà bác học Nga và Mĩ , nghiên cứu độc lập với nhau, đã chế tạo thành công laze đầu tiên.
Đó là một loại nguồn sáng mới, phát ra chùm sáng có đặc điểm khác hẳn với các chùm sáng thông thường.







Charles Hard Townes
( 1915-2015) _Mỹ









Aleksandr Mikhailovich
Prokhorov( 1916-2002 )-Nga
Nikolay Gennadiyevich Basov ( 1922-2001 ) – Nga
I. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA LAZE:
1. KHÁI NIỆM VỀ LAZE :
Laze là một nguồn sáng phát ra một chùm sáng cường độ lớn dựa trên việc ứng dụng hiện tượng phát xạ cảm ứng. Chùm bức xạ phát ra cũng được gọi là chùm tia laze.
Đặc điểm tia laze:
 Tia laze có tính đơn sắc rất cao.
 Tia laze có cường độ lớn (tia laze rubi có cường độ tới 106 W/cm2)
Tia laze là chùm sáng kết hợp (các photon trong chùm tia laze có cùng tần số và cùng pha)
Tia laze là chùm sáng song song (có tính định hướng cao)
Như vậy laze là một nguồn sáng phát ra chùm sáng song song, kết hợp, có tính đơn sắc rất cao và có cường độ lớn.
2. SỰ PHÁT XẠ CẢM ỨNG.
 Nguyên tắc hoạt động quan trọng nhất của laze là sự phát xạ cảm ứng.
Theo Anh-xtanh ( Albert Einstein ): ngoài hiện tượng phát xạ tự phát, còn có hiện tượng phát xạ cảm ứng:
Nếu một nguyên tử đang ở trong trạng thái kích thích, bắt gặp một phôtôn có năng lượng ’ đúng bằng hf, bay lướt qua nó, thì lập tức nguyên tử này cũng phát ra phôtôn ε có cùng năng lượng và bay cùng phương với phôtôn ’, dao động cùng pha ’.


 Nếu có một phôtôn ban đầu bay qua một loạt nguyên tử đang ở trong trạng thái kích thích thì số phôtôn sẽ tăng lên theo cấp số nhân.

3. CẤU TẠO CỦA LAZE
Tùy vào vật liệu phát xạ, người ta đã tạo ra laze khí, laze rắn và laze bán dẫn.
Cấu tạo của laze rubi:
Hoạt động
Ánh sáng phát ra từ đèn xê-nôn kích thích cho các iôn crôm trong thanh rubi chuyển lên mức năng lượng cao. Sau đó, nếu có một phôtôn do một iôn crôm phát ra bay dọc theo trục của thanh thì chính nó sẽ gây ra sự phát xạ cảm ứng ở các iôn crôm khác. Kết quả là có một lượng lớn các phôtôn phát ra bay cùng hướng với phôtôn ban đầu. Do chùm phôtôn này bị phản xạ nhiều lần trong thanh rubi (nhờ hệ hai gương ở hai đầu thanh rubi) mà cường độ chùm phôtôn sẽ tăng lên rất nhiều.