1 / 23

3. Szennyezett ionkristály lézerek

3. Szennyezett ionkristály lézerek. A lézerközeg : fémoxid v. fémhalogenid, amelyben a fémionok kis részé másik fémion („szennyező”) helyettesíti Egykristály: kis spektrális szélesség Üveg: széles sávban sugároz. Lézerátmenet : a szennyező ion energiaszintjei között történik.

rhian
Download Presentation

3. Szennyezett ionkristály lézerek

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 3. Szennyezett ionkristály lézerek A lézerközeg: fémoxid v. fémhalogenid, amelyben a fémionok kis részé másik fémion („szennyező”) helyettesíti Egykristály: kis spektrális szélesség Üveg: széles sávban sugároz. Lézerátmenet: a szennyező ion energiaszintjei között történik.

  2. A fémionok energiaszintjei (A többelektronos atomok szerkezete c. KASZ fejezet rövid ismétlése) Az energiaszintek három lépésben vezethetők le.

  3. 1. lépés: Független részecske-modell(centrális erőtér-modell) • az elektronokat egymástól különválasztja • minden elektron gömbszimmetrikus pályán mozog, amely a mag vonzásából és az elektronok taszításából tevődik össze (a többi elektron által leárnyékolt mag tere).

  4. Az erőtér centrális, mint a hidrogénatomé. n, és m kvantumszámmal jellemzett atompályák vannak, amelyeken 0, 1, v. 2 elektron helyezkedik el. Ennek összesítése az elektronkonfiguráció. Az atom állapotát és az ahhoz tartozó energiát az elektronkonfiguráció egyértelműen meghatározza.

  5. 2. lépés: Vektormodell Figyelembe veszi a mozgó elektronok kölcsönhatását. Az atom állapotát az n főkvantumszám és a csoportkvantumszámok jellemzik.

  6. L csoport-mellékkvantumszám Zárt héjakra : L = 0 Nyílt héjakra : 1 db elektron: 2 db elektron: 2-nél több elektron: még bonyolultabb

  7. S csoport-spinkvantumszám Zárt héjakra : S = 0 Nyílt héjakra : 1 db elektron: 2 db elektron: 0 vagy 1 2-nél több elektron: még bonyolultabb

  8. 3. lépés: Spin-pálya csatolás Az energiaszintek finoman felhasadnak, a J csoportbelsőkvantumszám szerint, amely a L és S csoportkvantumszám kombinációjaként képezhető. Könnyű elemeknél: J = L+S, L+S-1 …, |L-S| Nehéz elemeknél: másképp.

  9. Az atom (vagy egyatomos ion) állapotának jelölése

  10. Kristályokban ezt 4. lépés követi:Kristálytér-felhasadás Ha az iont körülvevő tér nem gömbszimmetrikus, újabb felhasadás. Egyes kristályokban DE(spin-pálya)>DE(kristálytér) Más kristályokban DE(spin-pálya)<DE(kristálytér) Egyatomos ionok elektronszerkezetének szimmetriája: Izolált ionok: gömbszimmetrikus Kristálytérbeli ionok: pontcsoport-szimmetria (l. molekulák)

  11. Theodore Maiman rubinlézere

  12. Rubinlézer Rubin: Al2O3 ~0.05 m/m% Cr3+ szennyezővel. Cr a 24. elem Cr atom konfigurációja: 1s22s22p63s23p63d54s1 Cr3+ ion konfigurációja: 1s22s22p63s23p63d3

  13. Rubin kristály abszorpciós és emissziós spektruma

  14. Neodímium-YAG lézer Gazdarács: Y3Al5O12 YAG = ittrium-alumínium gránit = yttrium aluminium garnet Szennyező ion: Nd3+ (az Y3+ ionok ~1%-a helyett)

  15. A Nd a 60. elem. A Nd-atom konfigurációja: KLM4s24p64d104f45s25p66s2 A Nd3+-ion konfigurációja: KLM4s24p64d104f35s25p6

  16. Nd-YAG lézer energiaszint-diagramja

  17. Nd-YAG kristály és Nd-üveg emissziós színképe (foly. ill. szaggatott vonal)

  18. Titán-zafír lézer Lézerközeg: Ti3+ ionokkal szennyezett Al2O3 Ti a 22. elem Ti atom konfigurációja: 1s22s22p63s23p63d24s2 Ti3+ ion konfigurációja: 1s22s22p63s23p63d1

  19. Ti3+ ionnal szennyezett Al2O3 abszorpciós és emissziós spektruma

  20. Szilárdtest lézerek felépítése

More Related