Φυσική των LASER
56 Questions
0 Views

Choose a study mode

Play Quiz
Study Flashcards
Spaced Repetition
Chat to lesson

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

Ποια είναι η σχέση για την αναλογία των πληθυσμών Ν0 και Ν1 σύμφωνα με τη θεωρία του Boltzmann;

  • $N_1 = N_0 e^{-(E_1 - E_0) / KT}$ (correct)
  • $N_0 = N_1 e^{(E_1 - E_0) / KT}$
  • $N_0 = N_1 e^{-(E_0 - E_1) / KT}$
  • $N_1 = N_0 e^{(E_0 - E_1) / KT}$

    • Τι αντιπροσωπεύει η παράμετρος JT στο μοντέλο απορρόφησης ακτινοβολίας;

  • Η πυκνότητα ενέργειας της προσπίπτουσας ακτινοβολίας (correct)
  • Η πιθανότητα διεγέρσεως ενός ατόμου
  • Η πιθανότητα αποδιέγερσης ενός ατόμου
  • Η θερμοκρασία του περιβάλλοντος

    • Ποιος είναι ο τύπος που περιγράφει τη θερμική ισορροπία μεταξύ των επιπέδων ενέργειας;

  • $N_0 B_{01} J = N_1 A_{10} + N_1 B_{10} J$ (correct)
  • $N_1 B_{01} = N_0 A_{10} + N_1 B_{10} J$
  • $N_1 A_{10} = N_0 B_{01} J - N_1 B_{10}$
  • $N_0 A_{10} = N_1 B_{01} J + N_1 B_{10}$

    • Ποια παράμετρος σχετίζεται με την πιθανότητα αποδιέγερσης αυθόρμητα;

    <p>A10</p> Signup and view all the answers

    Ποιες συνθήκες ισχύουν για την εξίσωση της θερμικής ισορροπίας;

    <p>Υπάρχει ισορροπία μεταξύ διεγερμένων και αυθόρμητων ατόμων</p> Signup and view all the answers

    Ποιος είναι ο σωστός τύπος για την πυκνότητα ενέργειας J;

    <p>$J = \frac{N_1 A_{10}}{N_0 B_{01} - N_1 B_{10}}$</p> Signup and view all the answers

    Ποιο είναι το αποτέλεσμα της εξαναγκασμένης αποδιέγερσης;

    <p>Μειώνεται ο αριθμός των διεγερμένων ατόμων</p> Signup and view all the answers

    Ποια είναι η επίδραση της θερμοκρασίας στην απορρόφηση και εκπομπή ακτινοβολίας;

    <p>Η απορρόφηση αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας</p> Signup and view all the answers

    Ποιος παράγοντας επηρεάζει τη μονοτροπικότητα λειτουργίας ενός λέιζερ;

    <p>Ο βαθμός αντιστροφής πληθυσμού</p> Signup and view all the answers

    Ποιες είναι οι συνέπειες της φασματικής διεύρυνσης σε αέρια λέιζερ;

    <p>Δημιουργία περισσότερων φασματικών γραμμών</p> Signup and view all the answers

    Πώς επηρεάζει το ρεύμα λειτουργίας τη δομή της κοιλότητας ενός λέιζερ;

    <p>Επηρεάζει τον αριθμό των υποστηριζόμενων φασματικών γραμμών</p> Signup and view all the answers

    Πώς μπορεί να επιτευχθεί μονοτροπική λειτουργία σε ένα λέιζερ;

    <p>Χρησιμοποιώντας ανακλαστικό φράγμα περίθλασης Littrow</p> Signup and view all the answers

    Ποια μήκη κύματος ενισχύονται στη φασματική διεύρυνση ενός λέιζερ;

    <p>Μήκη κύματος που είναι ακέραια υποπολλαπλάσια του L</p> Signup and view all the answers

    Ποιες είναι οι συντελεστές που εξαρτώνται από τις ενδογενείς ατομικές ιδιότητες;

    <p>Α10, Β01, Β10</p> Signup and view all the answers

    Ποια είναι τα χαρακτηριστικά των πολυτροπικών λέιζερ;

    <p>Δημιουργούν δέσμη με πολλαπλές κορυφές</p> Signup and view all the answers

    Ποιος είναι ο ρόλος του φράγματος Littrow στη λειτουργία του λέιζερ;

    <p>Καθορισμός γωνιών εκτροπής διαφορετικών συχνοτήτων</p> Signup and view all the answers

    Ποιο είναι το αποτέλεσμα της εξαναγκασμένης εκπομπής σε συνθήκες θερμοδυναμικής ισορροπίας;

    <p>Η αυθόρμητη εκπομπή υπερισχύει</p> Signup and view all the answers

    Τι απαιτείται για να έχουμε δράση Laser;

    <p>Αντιστροφή πληθυσμών και εξαναγκασμένη εκπομπή</p> Signup and view all the answers

    Ποιες εξωτερικές συνθήκες μπορούν να μετατρέψουν ένα μονοτροπικό λέιζερ σε πολυτροπικό;

    <p>Η μείωση της ισχύος διοδικού λέιζερ</p> Signup and view all the answers

    Ποιος είναι ο λόγος που το ενεργειακό εύρος της ακτινοβολίας είναι μη μηδενικό;

    <p>Η διάρκεια ζωής μιας στάθμης είναι περιορισμένη</p> Signup and view all the answers

    Ποιο χαρακτηριστικό έχει ένα σύστημα δύο επιπέδων;

    <p>Πιθανότητα αποδιέγερσης μεγαλύτερη της διέγερσης</p> Signup and view all the answers

    Πώς επιδρά η οπτική άντληση στον ρυθμό της διέγερσης;

    <p>Είναι ίση με την αυθόρμητη αποδιέγερση</p> Signup and view all the answers

    Ποια είναι η συνέπεια της σχέσης $B10 J = \frac{hv}{KT} e^{-1}$;

    <p>Ο λόγος εξαναγκασμένης προς αυθόρμητης εκπομπής</p> Signup and view all the answers

    Ποιες συνθήκες απαιτούνται για την παραγωγή Laser σε ένα σύστημα τριών ή περισσότερων επιπέδων;

    <p>Αντιστροφή πληθυσμών</p> Signup and view all the answers

    Ποια είναι η εκτίμηση για τον λόγο $\frac{hv}{KT}$ για φωτόνια ενέργειας 1 eV;

    <p>40</p> Signup and view all the answers

    Πώς επηρεάζει η θερμοκρασία τη διαδικασία διέγερσης;

    <p>Αυξάνει τον ρυθμό αποδιέγερσης</p> Signup and view all the answers

    Ποια είναι η προϋπόθεση για τη μη ακτινοβολική μετάβαση από μια siglet σε μια triplet κατάσταση;

    <p>Ο μεγάλος χρόνος ζωής της μετασταθούς στάθμης</p> Signup and view all the answers

    Με ποιο τρόπο επηρεάζει η παραβίαση των αρχών διατήρησης την πιθανότητα μετάβασης;

    <p>Η πιθανότητα τείνει προς το μηδέν</p> Signup and view all the answers

    Ποιες από τις παρακάτω καταστάσεις αναφέρονται ως μετασταθείς;

    <p>Καταστάσεις με μεγάλα χρονικά διαστήματα αποδίδοντας ενέργεια</p> Signup and view all the answers

    Ποιες ενώσεις χρησιμοποιούνται συνήθως για την κατασκευή διοδικών lasers;

    <p>GaAlAs (Γάλλιο – Αργίλιο – Αρσενικό)</p> Signup and view all the answers

    Ποιες είναι οι συνέπειες της ύπαρξης μετασταθούς κατάστασης σε συστήματα τριών επιπέδων;

    <p>Επιτρέπει την αντιστροφή πληθυσμού</p> Signup and view all the answers

    Ποιο είναι το κύριο χαρακτηριστικό των ημιαγωγών άμεσης μετάπτωσης;

    <p>Είναι αποτελεσματικοί στην εκπομπή ακτινοβολίας.</p> Signup and view all the answers

    Πώς συμβαδίζει η αυθόρμητη εκπομπή με τη διαδικασία Laser;

    <p>Είναι η αφετηρία για την ενίσχυση της διαδικασίας Laser</p> Signup and view all the answers

    Γιατί οι ημιαγωγοί εμμέσου ενεργειακού χάσματος δεν ενδείκνυνται για τη δημιουργία laser;

    <p>Διότι οι μεταβάσεις δεν συνοδεύονται από ικανοποιητική εκπομπή ακτινοβολίας.</p> Signup and view all the answers

    Πώς επηρεάζει το ενεργειακό χάσμα τον τύπο του εκπεμπόμενου μήκους κύματος;

    <p>Καθορίζει το μήκος κύματος εκπομπής.</p> Signup and view all the answers

    Τι εννοείται με τον όρο 'μετασταθής στάθμη' στο πλαίσιο των ηλεκτρονίων;

    <p>Η στάθμη πουμπορεί να διατηρεί ηλεκτρόνια για μεγάλο χρόνο</p> Signup and view all the answers

    Ποιες είναι οι ενώσεις των τριών και τεσσάρων στοιχείων που χρησιμοποιούνται για την εκπομπή;

    <p>AlxGa1-xAs (Αλουμίνιο – Γάλλιο – Αρσενικό)</p> Signup and view all the answers

    Ποιο είναι το χρονικό διάστημα στο οποίο παραμένουν τα άτομα σε μετασταθείς στάθμες;

    <p>Μεγαλύτερο από $10^{-7}$ s</p> Signup and view all the answers

    Ποια είναι η διαδικασία που ακολουθείται όταν ένα ηλεκτρόνιο αποδιεγείρεται από τη μετασταθή στάθμη;

    <p>Εκπέμπει φωτόνιο με συχνότητα v10</p> Signup and view all the answers

    Ποιο στοιχείο ενδέχεται να παραχθεί μέσω κατάλληλων προσμίξεων στους δύο ημιαγωγούς του GaAs;

    <p>Στρώματα P και N για τη δημιουργία της επαφής p – n.</p> Signup and view all the answers

    Ποια είναι η κύρια διαφορά ανάμεσα σε μεταβάσεις που παραβιάζουν και σε αυτές που δεν παραβιάζουν αρχές διατήρησης;

    <p>Οι μεταβάσεις χωρίς παραβίαση είναι ταχύτερες</p> Signup and view all the answers

    Ποιες είναι οι κύριες κατηγορίες των laser σύμφωνα με τη φύση του ενεργού υλικού;

    <p>Solid State, Liquid Phase και Gas State</p> Signup and view all the answers

    Ποιο είναι το ρόλο των φωτονίων που διεγείρουν τα ηλεκτρόνια στην παράγωγη Laser;

    <p>Διεγείρουν τα ηλεκτρόνια από χαμηλότερη σε ανώτερη στάθμη</p> Signup and view all the answers

    Ποια είναι η ενεργειακή ισχύς του laser CO2;

    <p>200 W</p> Signup and view all the answers

    Ποια είναι η διάρκειας εκπομπής του Nd/glass laser;

    <p>1060 πιεκοδευτερόλεπτα</p> Signup and view all the answers

    Ποιο από τα παρακάτω είναι ένα χαρακτηριστικό των αεριοφόρων lasers;

    <p>Εκπέμπουν συνεχώς ή σε παλμούς.</p> Signup and view all the answers

    Ποιες είναι οι συνθήκες που πρέπει να πληρούνται ώστε να επιτευχθεί η αντιστροφή πληθυσμών;

    <p>Το ρεύμα να υπερβαίνει το κατώφλι.</p> Signup and view all the answers

    Ποια είναι τα χαρακτηριστικά της εκπομπής φωτός όταν το ρεύμα είναι χαμηλό;

    <p>Χαρακτηριστικά LED.</p> Signup and view all the answers

    Τι συμβαίνει στην εκπομπή φωτός κοντά στο κατώφλι αντιστροφής;

    <p>Συνύπαρξη δύο μηχανισμών.</p> Signup and view all the answers

    Πώς επηρεάζεται το φασματικό εύρος με αύξηση του ρεύματος;

    <p>Στένεμα του φασματικού εύρους με αύξηση του ρεύματος.</p> Signup and view all the answers

    Ποια χαρακτηριστικά έχει η εκπομπή φωτός όταν λειτουργεί ως laser;

    <p>Υψηλή ένταση και μονοχρωματικότητα.</p> Signup and view all the answers

    Ποιες διεργασίες εμπλέκονται στη διαδικασία εκπομπής φωτός σε χαμηλές τιμές ρεύματος;

    <p>Μόνο η αυθόρμητη εκπομπή.</p> Signup and view all the answers

    Ποια μηχανισμός επικρατεί σε μεγαλύτερες τιμές ρεύματος;

    <p>Εξαναγκασμένη εκπομπή.</p> Signup and view all the answers

    Ποιες από τις παρακάτω καταστάσεις περιγράφουν τη λειτουργία των δύο μηχανισμών εκπομπής σε διάφορες τιμές ρεύματος;

    <p>Υπάρχει σύγκρουση μηχανισμών σε μέσες τιμές ρεύματος.</p> Signup and view all the answers

    Ποιες είναι οι συνέπειες της έλλειψης αντιστροφής πληθυσμών;

    <p>Εκπομπή με χαρακτηριστικά LED.</p> Signup and view all the answers

    Ποιο από τα παρακάτω εκφράζει τη σχέση ανάμεσα στην αυξανόμενη ένταση του ρεύματος και την εκπομπή φωτός;

    <p>Η ένταση του ρεύματος επηρεάζει την ποιότητα της εκπομπής φωτός.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Φυσική των LASER

    • LASER σημαίνει Ενίσχυση Φωτός με Εξαναγκασμένη Εκπομπή Ακτινοβολίας

    Εισαγωγή

    • 1916: Ο Einstein προβλέπει το φαινόμενο της εξαναγκασμένης εκπομπής
    • 1955: Η εφεύρεση MASER, νέου τύπου ενισχυτή μικροκυμάτων
    • 1960: Maiman T.H., πρώτο Ρuby laser
    • 1961&1962: Έρευνες/δημιουργία laser σε άλλες μορφές υλικών
    • 1975: Lasers σε διεγερμένα διμερή (excimer)
    • 1987: LASER σε οπτική ίνα (fiber laser) ( εμπλουτισμένο με έριο)

    Τι είναι το LASER;

    • Ο Laser είναι ιδιαίτερη πηγή φωτός και ενισχυτής φωτός που εκπέμπεται από άλλη πηγή
    • Ενισχυτής Ερβίου σε οπτική ίνα
    • Μπορεί να παραχθεί σε στερεά, υγρά και αέρια υλικά
    • Οι ημιαγωγοί μπορούν να δημιουργήσουν laser πιο εύκολα από άλλα υλικά

    Απορρόφηση και εκπομπή

    • Τα άτομα απορροφούν φως όταν η ενέργεια του φωτονίου ισούται με τη διαφορά σε ενέργεια των επιπέδων
    • Η εξαναγκασμένη εκπομπή δημιουργεί ένα νέο φωτόνιο με την ίδια κατεύθυνση και φάση

    Αντιστροφή πληθυσμών-μετασταθής κατάσταση

    • Η αντιστροφή πληθυσμών είναι απαραίτητη για να παραχθεί Laser
    • Η μετάβαση από ένα επίπεδο σε άλλο είναι δυνατή μόνο αν δεν παραβιάζονται οι νόμοι διατήρησης.
    • Σε συστήματα με τρία ή περισσότερα ενεργειακά επίπεδα είναι δυνατή η αντιστροφή πληθυσμών

    Οπτική κοιλότητα και οπτικός ταλαντωτής

    • Χρησιμοποιούνται καθρέπτες για να δημιουργηθεί κοιλότητα για πολλαπλές ανακλάσεις
    • Η ενίσχυση του φωτονίου είναι σημαντική με πολλαπλές ανακλάσεις

    Συντονισμός και τρόποι ταλάντωσης

    • Η κοιλότητα Laser πρέπει να ελέγχει την συχνότητα λειτουργίας, για να λάβουμε μονοτροπικό εκπομπή φωτός
    • Σημαντική παράμετρος είναι η διαδρομή του φωτονίου μεταξύ των καθρεπτών

    Μια αριθμητική εφαρμογή

    • Υπολογισμός του mode index laser με παραδείγματα.
    • Παραδείγματα με GalnAsP, και μήκη κοιλότητας

    Τύποι laser-Τα laser ημιαγωγών (διοδικά laser)

    • Ταξινόμηση LASER βάσει υλικών, τρόπου λειτουργίας, και άλλες κατηγορίες
    • Υλικά όπως Cr/alumina (ruby), Nd/glass, Ga/As, Rh6G (dye), He/Ne, CO2, ArF

    Ηλεκτρική άντληση-μετάπτωση laser-Led

    • Άλλοι τρόποι διεγείρεσης για την λειτουργία laser
    • Τα LED είναι πιο απλό σύστημα laser που χρησιμοποιεί ηλεκτρική άντληση

    Studying That Suits You

    Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

    Quiz Team

    Related Documents

    Φυσική των Lasers I 2024 PDF

    Description

    Αυτό το τεστ θα εξετάσει τις γνώσεις σας σχετικά με την φυσική των LASER. Θα καλύψει τις βασικές αρχές, τις εφευρέσεις και τις εφαρμογές των LASER σε διάφορες μορφές υλικών. Δοκιμάστε την κατανόησή σας για την εξαναγκασμένη εκπομπή και την αντιστροφή πληθυσμών.

    More Like This

    Use Quizgecko on...
    Browser
    Open
    Browser
    Browser