Laser: Componentes, Mecanismos e Tipos

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SLIDE 19 : O QUE É UM LASER
Como a sua sigla em inglês indica o laser é uma amplificação da luz por emissão de radiação. Os lasers são largamente utilizados em instrumentação analítica por causa da sua alta intensidade, das suas pequenas larguras de banda e da natureza coerente da sua emissão e graças a essas propriedades são fontes importantes para o uso nas regiões do espetro UV, VIS e IV. Vamos falar sobre as suas componentes, o seu mecanismo e os vários tipos de laser que existem.
SLIDE 20 : COMPONENTES 
Nesta figura está representado o esquema de um laser típico : 
O meio ativo do laser é a parte mais importante, pois sem ela o laser não funcionava e o seu material é um semicondutor como é um semicondutor como o arsento de gálio uma solução de corante orgânico ou um gas, como o argónio ou o criptónio.
Na fonte de bombeamento o seu material só é ativado por uma radiação proveniente de uma fonte externa, ou pode ser provocado por uma descarga de elétrica ou corrente elétrica.
Ao ser ativado uns poucos fotons de energia apropriada vão desencadear a formação de uma corrente de fotons da mesma energia.
Os espelhos funcionam de modo a que A RADIÇÃO PASSE PARA A FRENTE E PARA TRÁS IMENSAS VEZES ATRAVES DO MEIO , FAZENDO COM QUE O LASER FFUNCIONE COMO UM OSCILADOR OU RESSONADOR . Uma das maneiras de obter um feixe de laser útil é cobrir os espuem dos espelhos com uma camada fina de e material refletor de modo a que uma fração dos raios seja transmitida em vez de refletida
SLIDE 21: MECANISMOS
A açaõ do lase pode ser compreendia através dos seguintes mecanismos :
-BOMBEAMENTO: o bombeamento que é necessário para ação do laser é um processo pelo qual a espécie ativa do laser é excitada por meio de uma corrente elétrica, pela passagem de uma corrente elétrica, ou pela fonte de radiação intensa. Ou seja, uma molécula é excitada a um nível vibracional alto, o tempo de vida deste estado vibracional excitado é breve, ocorrendo quase logo de seguida a relaxação para o nível vibracional excitado mais baixo, havendo libertação de calor, mas é quase indetetável. 
-EMISSÃO ESPONTÂNEA: uma espécie em estado eletrónico excitado pode perder toda ou parte do seu excesso de energia por emissão espontânea de radiação . No instante em que ocorre a emissão e a trajetória do foton resultante varia de molécula excitada para molécula excitada, ou seja depende da molécula, uma vez que a emissão espontânea é um processo aleatório. E a emissão espontânea gere radiação monocromática incoerente. 
-EMISSÃO ESTIMULADA: A emissão estimulada é a base do comportamento do laser. As espécies excitadas do laser são atingidas por fotons que tem exatamente a mesma energia que os fotons produzidos na emissão espontânea. Ocorrem colisões fazendo com que as espécies excitadas relaxem imediatamente para o estado excitado mais baixo e simultaneamente emitam um foton com exatamente a mesma energia daquele que estimulou o processo. Assim sendo, a s emissão estimulada é coerente com a radiação incidente.
-Absorção: No processo de absorção, fotons de energia exatamente iguais são absorvidos para produzir o estado excitado metaestável, sendo este estado igual ao ultimo estado excitado do bombeamento. 
SLIDE 21 : LASERS EXEMPLOS
Existem vários tipos de laser, sendo os mais importante os seguintes : 
-LASER DE ESTADO SÓLIDO: é um tipo de laser que usa um componente sólido como meio ativo ao invés de usar meios líquidos ou gasosos, como em lasers a corante e lasers a gás. O laser de Nd:YAG é dos lasers de estado solido mais utilizado, este laser emite luz no IV a 1064 nm.
-LASER DE CORANTES : é um laser que utiliza um corante orgânico como meio ativo, geralmente como solução líquida, capazes de fluorescer nas regiões uv, vis, OU iv. Pode ser continuamente sintonizáveis com um alcance de 20 na 50 nm . A O nível de energia mais baixo para a amplificação do laser não tem uma única energia, mas sim uma banda de energia que provem da superposição de um grande número de estados de energia rotacional e vibracional muito próximos a energia do estado fundamental de energia eletrónica.
-LASER DE GÁS: há 4 tipos de lasers de gas : 
Lasers de átomos neutros com He/Ne, é o mais largamente encontrado entre todos os lasers devido ao seu baixo custo de manutenção e as suas linhas de emissão é a 632.8 nm 
Laser de ions argónio, que produz linhas intensas nas regiões do verde (514.5 nm) e azul (488.0nm), sendo um dispositivo de 4 níveis, cujas espécies ativas são Ar ou Kr.
Laser moleculares, nos quais o meio ativo é Co2 (produz radiação monocromática iv em 10 micrómetros) ou N2 (produz radiação intensa a 337.1 NM)
Laser de excímetos que produzem pulso de alta energia no UV (351 nm pa XeF, 248 nm para KrF e 193 para ArF) 
-LASER DE DIODO SEMICONDUTOR: é o laser mais utilizado na tecnologia de mercado atual, por ser de fácil acesso e de simples montagem. A principal diferença entre o laser díodo e os outros tipos de laser consiste na origem da fonte de energia que é a corrente eléctrica e no meio activo que é a junção p-n. Os laseres são formados por uma zona ativa dentro da cavidade laser onde ocorre emissão estimulada. Para que esta emissão ocorra é aplicado uma corrente na junção p-n do laser díodo.