WYKLAD VIII

1
WYKLAD VIII

1. Materialy optyczne okienka i soczewki, filtry,
   materialy pólprzepuszczalne Powloki anty- i
   wysokoodbiciowe. Swiatlowody (fiber optics).
2. Rodzaje laserów. Krystaliczne, gazowe i jonowe,
   molekularne, pólprzewodnikowe (DPSS), barwnikowe,
   ekscimerowe.
3. Nowe materialy do wymuszonej emisji w laserach.
   Generowanie drugiej harmonicznej (SHG). Krysztaly
   nieliniowe i ich funkcje. Materialy do
   wytwarzania promieniowania EM róznych czestosci.
4. Zwiazki fotochromowe, termochromowe i
   elektrochromowe. Przestrajalne zwierciadla
   wodorkowe.

2

• Okienka optyczne, soczewki, obiektywy
• beamsplittery, pólfalówki etc.
• - SiO2, 185-2500 nm, cena
• - Szafir, 180-4500 nm, duza twardosc
• - CaF2, 170-7800 nm, mala higroskopijnosc
• 2. Pokrycia antyodbiciowe (MgF2),
  srednioodbiciowe, wysokoodbiciowe (lasery),
  antykondensacyjne (fotografia)

CsI
zakres przepuszczalnosci
3
FIR
UV
4
3. Filtry. (a) przepuszczajace wycinajace (b)
szerokopasmowe waskopasmowe, oraz brzegowe
(edge) (c) UV, VIS, NIR, MIR, FIR (d) zwykle i
polaryzacyjne (e) klasyczne interferencyjne (f)
pólprzepuszczalne (g) notch
Szerokopasmowy (quadruple bandpass) filtr
wzmocnienia kolorystyki w fotografii cyfrowej
5
edge
ultrasmall bandpass (interference filter)
Broad, quadruple bandpass
Filtry waskopasmowe (gl. interferencyjne)
przepuszczanie wylacznie glównej linii laserowej,
polepszanie monochromatyzacji linii laserow
diodowych Lampy Hg (254-577 nm), Zn (214 nm)
Cr (228 nm) filtry linii emisyjnych.
6
632 nm rejection band
514.5 nm notch
Filtry edge, rejection band notch (ten ostatni
sklada sie z odpowiednio ustawionych 4 filtrów
interferenc.) Wycinanie linii emisyjnych lub
absorpcyjnych danego pierwiastka (minimalizacja
interferencji pierwiastków w ASA), linii
laserowej (spektroskopia Ramana)
7
Zwierciadla i filtry pólprzepuszczalne,
beamsplitter (czasami wykorzystany jest dichroizm)
8
Filtry polaryzacyjne (tendencyjna polaryzacja
przez odbicie, znieksztalcenie kolorystyki i
jasnosci obrazu)
9

• Rodzaje laserów
• gazowe (HeNe, HeXe) i jonowe (Ar, Kr)
• molekularne (N2, CO2)
• diodowe (pólprzewodnikowe) tzn. Diode Pump Solid
  State (GaAs, itp. GaN)
• krystaliczne (YAG, szafirowy, lasery pompowane)
• ekscimerowe (KrF)
• barwnikowe (lasery wtórne, rozmaite barwniki).

• Podzial praktyczny
• ciagle (Ar) i impulsowe (NdYAG)
• dlugo- (ns), srednio (ps), i krótkoimpulsowe
  (fs)
• o wysokiej i niskiej czestosci repetycji
• o niskiej (MW), sredniej (GW) i wysokiej mocy
  pojedynczego impulsu (TW do PW)
• przestrajalne (Tisapph) i nie (Kr)

10
2026 HeXe, 10591.5 nm CO2 (994 cm1)
1064 YAG, 1152.3 HeNe, 1310 InGaAsP
2000 nm
775-875 AlGaAs, 785 Tisapph
1000 nm
632.8 HeNe, 647.1 676 Kr, 694 Ruby
1167-1345 CrMg2SiO4
700 nm
442 HeCd, 457 488 Ar
600 nm
514.5 Ar, 532 2nd H, YAG
500 nm
248 KrF, 266 4thH, YAG
GaN
400 nm
300 nm
325 HeCd, 337.1 N2
200 nm
11
Barwniki chemiczne wykorzystywane w laserach o
strojeniu ciaglym
12
(No Transcript)
13
Krysztaly laserowe Nd3Y3V5O4 NdYAG
CrMg2SiO4 Cr4YAG Ti4sapphire (Al2O3)
Nd4YLF (YLaF6) YAG Yttrium Aluminium Garnet
(granat) Y3Al5O12 takze Tm i Er jako domieszki
Frequency multiplying crystal
Pumping laser (diode)
Laser crystal
CW, 800 nm
pulse, 1064 nm
pulse, 532 nm, 355 nm, 266 nm

• Krysztaly nieliniowe (for frequency conversion)
• KTP (KH2PO4), ADP (NH4H2PO4) i pochodna Cs, oraz
  ich deuterowane odpowiedniki 2nd 4th harmonic
  generation, NIR ? VIS ? UV
• CsLiB6O10 Li2B4O7, 4th 5th harmonic
• BaB2O4 KBO2, KB5O8 x 4 H2O
• LiNbO3 MgOLiNbO3, KTiOAsO4 KTiOPO4,
• AgGaS2 ZnGeP2 (dublowanie lasera CO2)

14

• Funkcje krysztalów nieliniowych
• Mieszanie i zwielokratnianie czestosci emisji
  laserowych (j.w.)
• Elektro-optyczne (zmiana wsp. zalamania z
  przylozeniem pola elektrycznego, Bi12SiO20,
  LiInS2)
• Akustyczno-optyczne (w tym piezoelektryki np.
  TeO2 PbMoO4)
• Fotorefracyjne Fe LiNbO3, LiIO3, CeBaTiO3
  (memory, optical storage, information processing
  and holography)
• Dichroiczne YVO4

• Swiatlowody (fibre optics).
• Przenosza wiecej danych od zwyklych kabli
  metalowych
• Sa mniej podatne na zaklócenia
• Sa ciensze i lzejsze, lecz lamliwe
• Umozliwiaja transfer danych cyfrowych, oprócz
  analogowych
• Duze bezpieczenstwo przekazu danych
• Instalacja nie wywoluje iskier
• Niska konsumowana moc
• Lecz dosc wysoka cena

• Detektory scyntylacyjne dla promieni X lub gamma
  imaging arrays
• aktywowane talem jodki NaI(Tl) CsI(Tl)
• ZnWO4
• Bi4Ge3O12
• aktywowane europem fluorki CaF2(Eu)

15
http//www.casix.com/
http//www.cpocc.com/
http//www.laserscience.com/
http//www.rainbowphotonics.ethz.ch/
http//www.mkt-intl.com/crystals/alphadir.htm
http//www.mt-berlin.com/charts/chart_01.htmIND6
http//www.harricksci.com/infoserver/optical20mat
erials.cfm
http//www.omegafilters.com/index.php?pageomegate
xt/prod_ftypes_pro
16
Termochromia
X

• Atramenty
• Okulary
• Indykatory temperatury urzadzen
• Butelki (hot-cold), kubki
• Znaczniki autentycznosci produktu
• Koszulki T-shirt i bielizna

17
Fotochromia
Dosc slaba odwracalnosc ukladów fotochromowych
(nieodwracalnosc reakcji chemicznej)
http//beloptix.com/
smart windows, inks glasses, najczesciej
czulosc na UV ze swiatla slonecznego
Fotoelektrochromia
Okna w budynkach, zmieniajace wystrój
kolorystyczny pokoju, wyswietlniki (kompetycja z
LCD)
18
Przestrajalne Zwierciadla Wodorkowe Nature 380
(1996) 231
YH2 ? YH3 Metaliczny, blyszczacy
? zólty, przezroczysty izolator

• dosc oczywisty chromizm zwiazany ze zmiana
  stopnia utlenienia lub/i skladu
• stosunkowo latwa i odwracalna absorpcja/desorpcja
  wodoru z próbki
• wyjatkowa gwaltownosc zmian cech optycznych
  materialu w poblizu przejscia izolator/metal
  (Insulator-to-Metal-Transition)
• takze La i inne (RE)Hx

http//www.europhysicsnews.com/full/08/article1/ar
ticle1.html

• Przejrzyste elektrody
• Indium Tin Oxide (ITO) Aluminium Zinc Oxide
  (AZO)
• pomiary spektroelektrochemiczne
• duze Plasma Display Panels