Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

3. Ionkristály lézerek A lézerközeg: fémoxid v. fémhalogenid, amelyben a fémionok kis részét másik fémion („szennyező”) helyettesíti Egykristály: kis spektrális.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "3. Ionkristály lézerek A lézerközeg: fémoxid v. fémhalogenid, amelyben a fémionok kis részét másik fémion („szennyező”) helyettesíti Egykristály: kis spektrális."— Előadás másolata:

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

2 Lézerspektroszkópia az interneten Letöltés: jobb egérgombbal

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

4 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).

5 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.

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

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

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

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

10 Az atom (vagy egyatomos ion) állapotának jelölése

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

12 Theodore Maiman rubinlézere

13 Rubinlézer Rubin: Al 2 O 3 ~0,05 m/m% Cr 3+ szennyezővel. Cr a 24. elem Cr atom konfigurációja: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 Cr 3+ ion konfigurációja: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 3

14

15

16 Rubin kristály abszorpciós és emissziós spektruma

17 Neodímium-YAG lézer Gazdarács: Y 3 Al 5 O 12 YAG = ittrium-alumínium gránit = yttrium aluminium garnet Szennyező ion: Nd 3+ (az Y 3+ ionok ~1%-a helyett)

18 A Nd a 60. elem. A Nd-atom konfigurációja: KLM4s 2 4p 6 4d 10 4f 4 5s 2 5p 6 6s 2 A Nd 3+ -ion konfigurációja: KLM4s 2 4p 6 4d 10 4f 3 5s 2 5p 6

19 Nd-YAG lézer energiaszint-diagramja

20 Nd-YAG kristály abszorpciós színképe

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

22 Titán-zafír lézer Lézerközeg: Ti 3+ ionokkal szennyezett Al 2 O 3 Ti a 22. elem Ti atom konfigurációja: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 2 4s 2 Ti 3+ ion konfigurációja: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1

23 Ti 3+ ionnal szennyezett Al 2 O 3 abszorpciós, emissziós és lézerspektruma

24

25 Szilárdtest lézerek felépítése


Letölteni ppt "3. Ionkristály lézerek A lézerközeg: fémoxid v. fémhalogenid, amelyben a fémionok kis részét másik fémion („szennyező”) helyettesíti Egykristály: kis spektrális."

Hasonló előadás


Google Hirdetések