Dr. Rácz Ervin Óbudai Egyetem

Az előadások a következő témára: "Dr. Rácz Ervin Óbudai Egyetem"— Előadás másolata:

1 Dr. Rácz Ervin Óbudai Egyetem
Lézerfény fókuszálása lencsével és off-axis parabolatükörrel; lézerfény fókuszálásának és az optika tanításának kapcsolódási lehetőségei Dr. Rácz Ervin Óbudai Egyetem

2 Tartalom Alapfogalmak Fókuszálás lencsével Fókuszálás parabolatükörrel

3 Alapfogalmak

4 A nevező 𝐴∙𝜏 értékének csökkentése megoldhatóbbnak tűnik
Alapfogalmak 𝑰= 𝑬 𝑨∙𝝉 → Nagy az intenzitás, ha 𝑬 nagy érték 𝑨∙𝝉 kicsi érték Lézerek fényében tárolt energiát növelni nagyon bonyolult és sokszor nehéz feladat A nevező 𝐴∙𝜏 értékének csökkentése megoldhatóbbnak tűnik 𝜏 csökkentése fs és as lézerek! 𝐴: csökkentése fókuszálás Erősítők építése

5 Fókuszálás – geometriai optika (középiskolai és egyetemi BSc, MSc szint)
„Visszafókusz” veszélyes a gyakorlatban Hibás fókusz Forrás: SH atlasz, Fizika 141., 144. oldal

6 Parabolatükrök On-axis parabolatükör: Off-axis parabolatükör:
Előnyök: - az ideális fókuszáló optika - nagyon szép fókuszt ad Hátrányok: - drága - nehéz a beállítása a nyalábvonalba

7 Fókuszálás – Mekkora a fókusz átmérője?
d0 = 2·w0 2·w0 ≈ 2·(f/D)·λ d0 = 2·w0 ≈ 2·F·λ = 2·(f/D)·λ A nyaláb diffrakciós tulajdonságait is figyelembe véve: d0 = 2·w0 ≈ 2·c·F·λ = 2·c·(f/D)·λ c=1,22 elméleti, ideális esetben, ha a nyaláb diffrakció limitált Ha a c értéke közel esik az 1,22-höz  jó nyaláb Ha a c értéke távol van 1,22-től (nagyobb ennél)  rossz nyaláb

8 Fókuszálás lencsével (kísérlet)

9 Fókuszálás lencsével (egyetemi BSc, MSc szint, vagy magasabb szint)
Mérési elrendezés: Mérési eredmény: Mérési eredmény elemzése: Mérési eredmény konklúzió: 𝒄 ~ 𝟏𝟐−𝟏𝟒 Távol a diffrakció limittől

10 Fókuszálás parabolatükörrel (kísérletek)

11 Fókuszálás parabolatükörrel (Ph.D. szint)
Mérési eredmények: Mérési elrendezés: Mérési eredmény konklúzió: 𝒄 ≈𝟏,𝟑𝟒𝟐 - A nyaláb 1,1-szeresen diffrakció-limitált. - FWHM-en belül a teljes lézer energia 𝟑𝟔±𝟏%-a jutott. - A teljes lézerenergia 𝟕𝟕%-a esett az Airy-féle eloszlási minta fómaximumán belülre.

12 Fókuszálás parabolatükörrel (Ph.D. szint)
Mérési elrendezés:

13 Fókuszálás parabolatükörrel (Ph.D. szint)
Mérési eredmények: Mérési eredmény konklúzió: 𝒄 ≈𝟏,𝟒 - A nyaláb 1,1-szeresen diffrakció-limitált.

14 Fókuszálás parabolatükörrel – rossz fókuszok (Ph.D. szint)

15 Összefoglalás: Nagy intenzitás eléréséhez elengedhetetlen a jó fókusz
A nagyintenzitású lézeres fizika egyik alapvető mozzanata a fókuszálás Lencsékkel  egyszerűbb esetekben Parabolatükörrel  nagy intenzitáshoz Nem az alapképzés része Középiskola  képalkotások B.Sc.  geometriai és hullámoptika Ph.D.  gauss- és más optikák részeként