Semua buku

Profesional

Aplikasi Tentang Pelatih Masuk Mulai membaca

Fisika · Glosarium

Apa itu Rongga laser?

Dikenal juga sebagai: laser

Definisi 23.7 Fisika Universitas — Tahun 2 · Bab 23 — Laser: Pancaran Terangsang dan Berkas Gauss

Sebuah laser adalah sebuah medium penguat sepanjang ℓ\ell yang ditaruh di antara dua cermin (reflektansi R1R_1, R2R_2) yang terpisah jarak LL: yaitu sebuah rongga Fabry–Pérot (Bab 21). Satu cerminnya, yaitu pengopel keluaran, meneruskan sebagian (T2=1−R2T_2 = 1 - R_2 beberapa persen) lalu meloloskan berkasnya keluar. Cahaya yang mengelilingi rongganya dikuatkan dua kali oleh mediumnya lalu dilemahkan oleh cerminnya dan oleh rugi lainnya (hamburan, serapan, difraksi).

Kurva penguatan mediumnya (berlebar ), ambang yang ditetapkan ruginya, dan sisir ragam rongganya yang berjarak c/2L: hanya ragam di bawah kurvanya dan di atas ambangnya (yang tebal) yang berayun.
Kurva penguatan mediumnya (berlebar Δν\Delta\nu), ambang yang ditetapkan ruginya, dan sisir ragam rongganya yang berjarak c/2Lc/2L: hanya ragam di bawah kurvanya dan di atas ambangnya (yang tebal) yang berayun.

Contoh

Contoh 23.11 (Laser helium–neon)

Sebuah tabung kaca sepanjang 30 cm30\,\mathrm{cm}, berliang 1 mm1\,\mathrm{mm}, yang memuat helium dan neon pada sekitar seperseribu atmosfer, yang diseberangi sebuah lucutan beberapa miliampere. Elektronnya mengeksitasi helium ke sebuah aras metastabil pada 20.6 eV20.6\,\mathrm{eV}, yang menyerahkan energinya lewat tumbukan ke sebuah aras neon pada ketinggian yang hampir tepat sama; dari sana neonnya meluruh ke sebuah aras yang lebih rendah (yang cepat kosong ke keadaan dasarnya — empat aras) sambil memancar pada 632.8 nm632.8\,\mathrm{nm}. Penguatan sinyal kecilnya mungil, beberapa persen tiap lintasan, sehingga cerminnya harus sangat baik (R1=0.999R_1 = 0.999, R2=0.99R_2 = 0.99) dan tabungnya bersih; garis penguatannya melebar Doppler menjadi Δν≈1.5 GHz\Delta\nu \approx 1.5\,\mathrm{GHz}, ragamnya terpisah c/2L=500 MHzc/2L = 500\,\mathrm{MHz}, sehingga dua atau tiga ragam berayun sekaligus. Keluarannya 1 mW1\,\mathrm{mW} bagi beberapa watt lucutan: efisiensinya 10−410^{-4}; tetapi dengan panjang gelombang yang terdefinisi sampai 10−610^{-6} dan sebuah berkas yang tetap selebar 1 mm1\,\mathrm{mm} menyeberangi laboratoriumnya.

Contoh 23.14 (Memotong, membaca, menunjuk)

Sebuah laser karbon dioksida 1 kW1\,\mathrm{kW} pada 10.6 µm10.6\,\text{µ}\mathrm{m}, berkasnya berjari-jari 10 mm10\,\mathrm{mm}, yang difokuskan f=100 mmf = 100\,\mathrm{mm}: w0′=34 µmw_0' = 34\,\text{µ}\mathrm{m}, iradiansi puncaknya 2P/πw0′2=5×1011 W/m22P/\pi w_0'^2 = 5 \times 10^{11}\,\mathrm{W}/\mathrm{m}^{2} — baja mendidih. Sebuah penunjuk 1 mW1\,\mathrm{mW}, w0=0.5 mmw_0 = 0.5\,\mathrm{mm} pada 633 nm633\,\mathrm{nm}: θ=0.4 mrad\theta = 0.4\,\mathrm{mrad}, sebuah bintik 4 cm4\,\mathrm{cm} pada 50 m50\,\mathrm{m}, sebuah iradiansi 2.5 kW/m22.5\,\mathrm{kW}/\mathrm{m}^{2} di pintu keluarnya — di atas cahaya matahari, itulah sebabnya bahkan semiliwatt pun tak boleh memasuki sebuah mata: lensa matanya akan memfokuskannya ke sebuah bintik 10 µm10\,\text{µ}\mathrm{m} pada retinanya pada berjuta watt tiap meter persegi. Sebuah pembaca cakram pada 650 nm650\,\mathrm{nm} dengan sebuah lensa berapertur numerik 0.60.6 memfokus sampai sekitar λ/2NA≈0.5 µm\lambda/2\mathrm{NA} \approx 0.5\,\text{µ}\mathrm{m}, seukuran sebuah lubang mungilnya.

Baca dalam konteks →