SEL 5705 - FUNDAMENTOS FÍSICOS DOS PROCESSOS DE ... · ... área de Imagens Médicas) SEL 5705 - FUNDAMENTOS FÍSICOS DOS PROCESSOS DE FORMAÇÃO DE IMAGENS MÉDICAS. ... Para mudar

Prof. Homero Schiabel(Sub-área de Imagens Médicas)

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SEL 5705 - FUNDAMENTOS FÍSICOS DOS PROCESSOS

DE FORMAÇÃO DE IMAGENS MÉDICAS

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SEL5705 - Prof. Homero SchiabelSEL5705 - Prof. Homero Schiabel

II. LASER(Light Amplification by Stimulated

Emission of Radiation)

II. LASERII. LASER((LLight ight AAmplificationmplification byby SStimulatedtimulated

EmissionEmission of of RadiationRadiation))

II. LASER(Light Amplification by Stimulated

Emission of Radiation)

II. LASERII. LASER((LLight ight AAmplificationmplification byby SStimulatedtimulated

EEmissionmission of of RRadiationadiation))

1. HISTÓRICO1916: (A. Einstein)

1. HISTÓRICO1. HISTÓRICO1916: 1916: (A. Einstein) - elétrons podem absorver ou emitir luz espontaneamente- elétrons podem ser estimulados a emitir luz de λ particular, com luz adicional naquele λ.

-- elétrons podem absorver ou emitir elétrons podem absorver ou emitir luz espontaneamenteluz espontaneamente-- elétrons podem ser elétrons podem ser estimuladosestimulados a a emitir luz de emitir luz de λλ particular, com luz particular, com luz adicional naquele adicional naquele λλ..

1928: - R. Ladenberg verifica experimentalmente a predi-ção de Einstein

1928: 1928: -- R. R. LadenbergLadenberg verifica experimentalmente a verifica experimentalmente a predipredi--çãoção de Einsteinde Einstein



- Charles H. Townes e Arthur Shawlow-- Charles H. Townes e Arthur Charles H. Townes e Arthur ShawlowShawlow

1951: (Valentin A. Fabrikant - URSS) - patente de aplicação: primeira proposta para

amplificar a emissão estimulada (não publicada até 1959).

Abr/1951: (encontro de físicos em Washington)

1951:1951: (Valentin A. Fabrikant - URSS) -- patente de aplicação: primeira proposta para patente de aplicação: primeira proposta para

amplificar a emissão estimulada (não publicada até amplificar a emissão estimulada (não publicada até 1959).1959).

Abr/1951:Abr/1951: (encontro de físicos em Washington)

-Townes formulou uma tese e a deu a um estudante seu (James Gordon) na Un. de Columbia para trabalhar

--TownesTownes formulou uma tese e a deu a um estudante formulou uma tese e a deu a um estudante seu (James Gordon) na Un. de Columbia para seu (James Gordon) na Un. de Columbia para trabalhartrabalhar

Joseph WeberJoseph Weber(1919(1919--2000)2000)

1953: (Joseph Weber - Un. Maryland)- Proposta de amplificação da emissão estimulada

1953: 1953: (Joseph Weber - Un. Maryland)-- Proposta de amplificação da emissão Proposta de amplificação da emissão estimuladaestimulada


Nikolai G. Basov (1923-2001)

Nikolai G. Basov Nikolai G. Basov (1923(1923--2001)2001)

Alexander Prokhorov(1916-2002)

Alexander ProkhorovAlexander Prokhorov(1916(1916--2002)2002)

1954: (Nikolai Basov e Aleksander Prokhorov -URSS)

- publicação de um artigo sobre amplificação da emissão estimulada (cavidade com espelhos amp. Microondas)

1954: 1954: (Nikolai Basov e Aleksander Prokhorov -URSS)

-- publicação de um artigo sobre amplificação da publicação de um artigo sobre amplificação da emissão estimulada (cavidade com espelhos emissão estimulada (cavidade com espelhos ampamp. Microondas). Microondas)

1957: (Charles Townes)- “Maser Óptico”: emitiria luz- junto com Shawlow: projeto da elaboração do

primeiro LASER.

1957: 1957: (Charles Townes)-- ““Maser Maser Óptico”: emitiria luzÓptico”: emitiria luz-- junto com junto com ShawlowShawlow: projeto da elaboração do : projeto da elaboração do

primeiro primeiro LASER.LASER.


1954: (Townes & Gordon)- primeiro MASER.

1954: 1954: (Townes & Gordon)(Townes & Gordon)-- primeiro primeiro MASER.MASER.

1957: (Gordon Gould - ex-aluno de Townes na Un. Columbia)

1957: 1957: (Gordon Gould - ex-aluno de Townes na Un. Columbia)


- decidiu desenvolver sozinho projeto de doutorado em emissão de luz amplificada (em vez de microondas). - Novembro: idéia da forma de construir o dispositivo colocada num “notebook”

-- decidiu desenvolver sozinho projeto de decidiu desenvolver sozinho projeto de doutorado em emissão de luz doutorado em emissão de luz amplificada (em vez de microondas). amplificada (em vez de microondas). -- Novembro: idéia da forma de construir Novembro: idéia da forma de construir o dispositivo colocada num “notebook”o dispositivo colocada num “notebook”

Primeira página da famosa anotação de Gordon Gould, em que “cunhou” o acrônimo LASER pela 1a. vez e descreveu os elementos essenciais para contruí-lo

Primeira página da famosa anotação de Gordon Gould, em que “cunhou” o acrônimo LASER pela 1a. vez e descreveu os elementos essenciais para contruí-lo

"Some rough calculations onthe feasibility of a LASER:

Light Amplification byStimulated Emission of

Radiation"

Gould:- preconizou a possibilidade do LASER produzir densidades de potência nunca antes obtidas;

GouldGould::-- preconizou a possibilidade do LASER preconizou a possibilidade do LASER produzir densidades de potência nunca produzir densidades de potência nunca antes obtidas;antes obtidas;


Gordon Gordon GouldGould(1920(1920--2005)2005)

- notou que a 2ª Lei da Termodinâmica não limitaria o brilho do LASER (seria uma fonte não térmica de luz e poderia gerar temperaturas muito maiores que a sua própria)

- na prática: o LASER, operando à temperatura ambiente, pode produzir um feixe capaz de derreter o aço!

-- notou que a 2ª Lei da Termodinâmica não notou que a 2ª Lei da Termodinâmica não limitaria o brilho do LASER (seria uma fonte não limitaria o brilho do LASER (seria uma fonte não térmica de luz e poderia gerar temperaturas térmica de luz e poderia gerar temperaturas muito maiores que a sua própria)muito maiores que a sua própria)

-- na prática: o LASER, operando à temperatura na prática: o LASER, operando à temperatura ambiente, pode produzir um feixe capaz de ambiente, pode produzir um feixe capaz de derreter o aço! derreter o aço!

Townes x Gould:- telefonema sobre lâmpada de Tálio;- Gould: telefonema ocorreu após completadas suas

anotações;- Townes: registros indicavam que teria sido cerca

de 3 semanas antes;- ambos estavam trabalhando no mesmo projeto!

Townes x Townes x GouldGould::-- telefonema sobre lâmpada de Táliotelefonema sobre lâmpada de Tálio;;-- GouldGould: : telefonema ocorreu telefonema ocorreu apósapós completadas suas completadas suas

anotações;anotações;-- Townes:Townes: registros indicavam que teria sido cerca registros indicavam que teria sido cerca

de 3 semanas de 3 semanas antesantes;;-- ambos estavam trabalhando no mesmo projeto!ambos estavam trabalhando no mesmo projeto!- Gould tentou patentear a idéia: não conseguiu por questões de mau entendimento - espera até Abril/59-- GouldGould tentou patentear a idéia: não conseguiu por tentou patentear a idéia: não conseguiu por questões de mau entendimento questões de mau entendimento -- espera atéespera até Abril/59Abril/59

1958: (Townes & Shawlow)- patente da idéia;- publicação sobre o assunto no Physical Review em dezembro.

1958: 1958: (Townes & Shawlow)-- patente da idéia;patente da idéia;-- publicação sobre o assunto no publicação sobre o assunto no PhysicalPhysical Review Review em dezembro.em dezembro.


TownesTownes(1915(1915-- ))

SchawlowSchawlow(1921(1921--1999)1999)

Gould- não concluiu o doutorado em Columbia e foi para a

empresa TRG (Technical Research Group) de Nova York;

Gould-- não concluiu o doutorado em Columbia e foi para a não concluiu o doutorado em Columbia e foi para a

empresa TRG (empresa TRG (TechnicalTechnical ResearchResearch GroupGroup) de ) de Nova York;Nova York;

- proposta de projeto ao Depto. de Defesa dos EUA (US$ 300 mil)-- proposta de projeto ao Depto. de Defesa dos EUA proposta de projeto ao Depto. de Defesa dos EUA (US$ 300 mil)(US$ 300 mil)- recebeu US$ 1 milhão do Pentágono!- Projeto “CLASSIFIED”-- recebeu US$ 1 milhão do Pentágono!recebeu US$ 1 milhão do Pentágono!-- ProjetoProjeto ““CLASSIFIEDCLASSIFIED””- ressalva: Gould seria afastado do próprio projeto (simpatias marxistas na déc. 40).-- ressalva: ressalva: GouldGould seria afastado do próprio projeto seria afastado do próprio projeto (simpatias marxistas na (simpatias marxistas na décdéc. 40).. 40).


07/07/1960: Theodore H. Maiman - Hughes AircraftCompany’s Research Lab. - California

07/07/1960: 07/07/1960: Theodore H. Theodore H. MaimanMaiman -- Hughes AircraftCompany’s Research Lab. - California

- anunciou à imprensa a obtenção de luz laser do rubi (10.000 w luz / μs)

- Physical Review Letters: artigo rejeitado;- Nature: publicação de 300 palavras

1961: (TRG)- descoberta de 2 novos Lasers (vapor de

Cs).

1964:- Townes, Basov e Prokhorov: Nobel de

Física;

-- anunciou à imprensa a obtenção de luz anunciou à imprensa a obtenção de luz laserlaser do rubi (10.000 w luz / do rubi (10.000 w luz / μμs)s)

-- PhysicalPhysical Review Review LettersLetters:: artigo rejeitado;artigo rejeitado;-- NatureNature:: publicação de 300 palavraspublicação de 300 palavras

1961: 1961: (TRG)-- descoberta de 2 novos descoberta de 2 novos LasersLasers (vapor de (vapor de

Cs).Cs).

1964:1964:-- Townes, Basov e Prokhorov: Nobel de Townes, Basov e Prokhorov: Nobel de

Física; Física;


MaimanMaiman(1927(1927--2007 )2007 )

DARPA headquartersArlington, Virginia, USA

Hughes AircraftResearch Laboratories,

Malibu, CA

Hughes AircraftResearch Laboratories,

Malibu, CA


Malibu, CAMalibu, CA

1964:- Townes: patente do Maser (também aplicada ao

Laser por não fazer restrição ao λ);

1964:1964:-- Townes: patente do Townes: patente do Maser Maser (também aplicada ao (também aplicada ao

Laser Laser por não fazer restrição ao por não fazer restrição ao λ)λ);;- Townes & Shawlow: patente para Laser com λótico e no infra-vermelho;-- Townes & Townes & ShawlowShawlow: patente para : patente para LaserLaser com com λλótico e no infraótico e no infra--vermelho;vermelho;- Maiman: patente do Laser de rubi. -- MaimanMaiman: patente do : patente do LaserLaser de rubide rubi. .


(*) Depois de muita briga e controvérsia, Gould fez um acordo de patentes no começo da década de 70 e, em 1977, conseguiu patente sobre o bombeamento ótico -necessário à “ignição” do Laser; em 1979, obteve, ainda uma 2ª patente cobrindo larga faixa de aplicações do Laser.

(*)(*) Depois de muita briga e controvérsia, Depois de muita briga e controvérsia, GouldGould fez um fez um acordo de patentes no começo da década de 70 e, em acordo de patentes no começo da década de 70 e, em 1977, conseguiu patente sobre o bombeamento ótico 1977, conseguiu patente sobre o bombeamento ótico --necessário à “ignição” do Laser; em 1979, obteve, necessário à “ignição” do Laser; em 1979, obteve, ainda uma 2ª patente cobrindo larga faixa de aplicações ainda uma 2ª patente cobrindo larga faixa de aplicações do Laser.do Laser.

2. FUNDAMENTOS2. FUNDAMENTOSDiferenças em relação a um “flash” de luzLuz mais intensa: alta potência/unidade de área(lâmpada comum emite mais luz, mas ela se espalha)

direcionalidade: luz laser é muito “estreita” e não se espalha como a comum(1962: espalhamento na superfície lunar ≅ 4 km)

luz coerente: todas as ondas de luz que saem do laser estão alinhadas entre si (fontes de luz comum geram ondas que começam em

diferentes instantes, para diferentes direções)luz monocromática: emite apenas um comprimento de onda (visível ou não)

Diferenças em relação a um “flash” de luzDiferenças em relação a um “flash” de luzLuz mais intensa: alta potência/unidade de áreaLuz mais intensa: alta potência/unidade de área(lâmpada comum emite mais luz, mas ela se espalha)(lâmpada comum emite mais luz, mas ela se espalha)

direcionalidadedirecionalidade: luz : luz laserlaser é muito “estreita” e não se é muito “estreita” e não se espalha como a comumespalha como a comum(1962: espalhamento na superfície lunar (1962: espalhamento na superfície lunar ≅≅ 4 km)4 km)

luz coerente: todas as ondas de luz que saem do luz coerente: todas as ondas de luz que saem do laserlaser estão alinhadas entre si estão alinhadas entre si (fontes de luz comum geram ondas que começam em (fontes de luz comum geram ondas que começam em

diferentes instantes, para diferentes direções)diferentes instantes, para diferentes direções)luz monocromática: emite apenas um comprimento de luz monocromática: emite apenas um comprimento de onda (visível ou não)onda (visível ou não)


3. PRINCÍPIO FÍSICO3. PRINCÍPIO FÍSICO3. PRINCÍPIO FÍSICO

LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

3.1. Luz e RadiaçãoHuygens Luz = ondas;Newton Luz = partículas;Maxwell ondas eletromagnéticas viajam à velocidade

da luz;RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA

LASER: LASER: LLight ight AAmplificationmplification byby SStimulatedtimulated EEmissionmission of of RRadiationadiation

3.1. Luz e Radiação3.1. Luz e RadiaçãoHuygensHuygens Luz = ondas;Luz = ondas;NewtonNewton Luz = partículas;Luz = partículas;MaxwellMaxwell ondas eletromagnéticas viajam à velocidade ondas eletromagnéticas viajam à velocidade

da luz;da luz;

RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICARADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA

Luz (visível)Luz (visível)Luz (visível) radiação IVradiação IVradiação IV

ondas de rádioondas de rádioondas de rádioLuz UVLuz UVLuz UV microondasmicroondasmicroondas

Raios X e γRaios X e Raios X e γγ


Mecânica Quântica: energia levada por ondas eletromagnéticas chega em pacotes - FÓTONS;Energia de cada fóton é proporcional à freqüência:

< λ (> f) > E / fóton

Mecânica Quântica: energia levada por ondas Mecânica Quântica: energia levada por ondas eletromagnéticas chega em pacotes eletromagnéticas chega em pacotes -- FÓTONS;FÓTONS;Energia de cada fóton é proporcional à freqüência:Energia de cada fóton é proporcional à freqüência:

< < λ λ (> f)(> f) > E / fóton> E / fóton

Max Planck: Teoria Quântica:- E distribuída em pacotes (quanta);- além de viajar em ondas, a luz (radiação) chega em parcelas precisas de energia (não tem massa porque viaja à velocidade da luz);- Átomo = núcleo + e- em volta, em órbitas distintas, a diferentes distâncias do núcleo.

Max PlanckMax Planck: Teoria Quântica:: Teoria Quântica:-- EE distribuída em pacotes (distribuída em pacotes (quantaquanta););-- além de viajar em ondas, a luz (radiação) além de viajar em ondas, a luz (radiação) chega em parcelas precisas de energia (não chega em parcelas precisas de energia (não tem massa porque viaja à velocidade da luz);tem massa porque viaja à velocidade da luz);-- Átomo Átomo = núcleo + e= núcleo + e-- em volta, em órbitas em volta, em órbitas distintas, a diferentes distâncias do núcleo.distintas, a diferentes distâncias do núcleo.

Niels BohrNiels Bohr


Max K. E. L. Max K. E. L. PlankPlank

(1858(1858--1947)1947)

• cada órbita tem uma energia defini-da a ela associada;• nível de energia de um átomo de-pende de que órbitas são ocupadaspelos elétrons;

•• cada órbita tem uma energia definicada órbita tem uma energia defini--da a ela associada;da a ela associada;•• nível de energianível de energia de um átomo de um átomo dede--pendepende de que órbitas são de que órbitas são ocupadasocupadaspelos elétrons;pelos elétrons;

1 2 3 4 5...

• NÚMERO QUÂNTICO: associado a um nível de energia (crescente);• átomo de hidrogênio: e- ocupa nível 1 (mais baixo) = estado fundamental

•• NÚMERO QUÂNTICONÚMERO QUÂNTICO: : associado a associado a um nível de energia (crescente);um nível de energia (crescente);•• átomo de hidrogênio:átomo de hidrogênio: ee-- ocupa nível ocupa nível 1 (mais baixo) = estado fundamental1 (mais baixo) = estado fundamental

Para mudar de nível, e- precisa de energia (fóton = quantidade particularmente conveniente de E): quantum;Se e- absorve um fóton salta para órbita mais alta

átomo em estado EXCITADO.

Para mudar de nível, Para mudar de nível, ee-- precisa de energia (fóton = precisa de energia (fóton = quantidade particularmente conveniente de quantidade particularmente conveniente de EE): ): quantumquantum;;Se eSe e-- absorve um fóton absorve um fóton salta para órbita mais alta salta para órbita mais alta

átomo em estado átomo em estado EXCITADOEXCITADO..


Niels H. D. Niels H. D. Bohr Bohr

(1885(1885--1962)1962)

e-

f

e- e-

f ’

Elétron tende a decair para um nível mais baixo Elétron tende a decair para um nível mais baixo (estado fundamental) (estado fundamental) emite um fóton (com mesma emite um fóton (com mesma EE e e λ λ do primeiro)do primeiro)

TRANSIÇÃOTRANSIÇÃO

Todos os átomos tendem a seu estado fundamental e Todos os átomos tendem a seu estado fundamental e decaem espontaneamente, emitindo fótons.decaem espontaneamente, emitindo fótons.

EMISSÃO ESPONTÂNEAEMISSÃO ESPONTÂNEAEMISSÃO ESPONTÂNEA


3.2. Emissão Estimulada

Se um e-, já num estado excitado, encontrasse um fóton de energia apropriada, o que ocorreria?

3.2. Emissão Estimulada3.2. Emissão Estimulada

Se um Se um ee--, , já num estado excitado, encontrasse um já num estado excitado, encontrasse um fóton de energia apropriada, o que ocorreria?fóton de energia apropriada, o que ocorreria?

EMISSÃO ESTIMULADAEMISSÃO ESTIMULADAEMISSÃO ESTIMULADA


(1879(1879--1955)1955)

Resp. (Einstein): e- decairia para uma órbita mais baixa e emitiria um fóton (por Emissão Espontânea); mas, nesse caso, o primeiro fóton não seria absorvido, e sim, continuaria seu caminho.

Conseqüência: 2 fótons de mesma E ou λ

Resp. (Resp. (EinsteinEinstein): ): ee-- decairia para uma órbitadecairia para uma órbita mais mais baixabaixa e emitiria um fóton (por Emissão Espontânea); e emitiria um fóton (por Emissão Espontânea); mas, nesse caso, o primeiro fótonmas, nesse caso, o primeiro fóton não seria absorvidonão seria absorvido, , e sim, continuaria seu caminho.e sim, continuaria seu caminho.

Conseqüência:Conseqüência: 2 fótons de mesma2 fótons de mesma E E ou ou λλ

Bombardear átomos com o tipo certo de fótons e Bombardear átomos com o tipo certo de fótons e pegarpegar ee-- suficientes em estado excitado suficientes em estado excitado estimular estimular emissão de mais fótons emissão de mais fótons energia de um único energia de um único comprimento de onda.comprimento de onda.Na Natureza, a emissão estimulada é rara (quanto Na Natureza, a emissão estimulada é rara (quanto

mais alto o nível de energia, menos átomos nele mais alto o nível de energia, menos átomos nele equilíbrio termodinâmico)equilíbrio termodinâmico)

Charles TownesCharles Townes o primeiro a obter a o primeiro a obter a inversão de inversão de populaçãopopulação: mais átomos excitados do que em estado : mais átomos excitados do que em estado fundamental numa dada distribuiçãofundamental numa dada distribuição((microondas, excitando moléculas de gás amônia microondas, excitando moléculas de gás amônia 1º MASER1º MASER))


MASER:MASER:-- campo elétrico atraía moléculas de amônia em campo elétrico atraía moléculas de amônia em

estado fundamental e repelia as que estavam em estado fundamental e repelia as que estavam em estado excitado estado excitado separação dos 2 tipos;separação dos 2 tipos;

-- algumas moléculas excitadas retornavam ao algumas moléculas excitadas retornavam ao estado fundamental estado fundamental emitiam fótons (emitiam fótons (λ λ = 1,25 = 1,25 cm) cm) estimula emissão de fótons de outras estimula emissão de fótons de outras moléculasmoléculas

LASER LASER “MASER ótico”“MASER ótico”


3.3. Dispositivo

Bombeamento ótico (“optical pumping”):- a própria luz é usada para excitar os átomos e

moléculas (hoje também usados feixes de e- ou prótons, fragmentos de reações nucleares, reações químicas, etc)

Theodore Maiman:- estudando o rubi como material para maser,pensou

nele para laser;- rubi sintético: átomos de Cr com interessante e útil

estrutura de níveis de E.

3.3. Dispositivo3.3. Dispositivo

Bombeamento ótico (“Bombeamento ótico (“opticaloptical pumpingpumping”):”):-- a própria luz é usada para excitar os átomos e a própria luz é usada para excitar os átomos e

moléculas (hoje também usados feixes de emoléculas (hoje também usados feixes de e-- ou ou prótons, fragmentos de reações nucleares, reações prótons, fragmentos de reações nucleares, reações químicas, etc) químicas, etc)

Theodore Theodore MaimanMaiman::-- estudando o rubi como material para estudando o rubi como material para masermaser,pensou ,pensou

nele para nele para laser;laser;-- rubi sintético: átomos de Cr com interessante e útil rubi sintético: átomos de Cr com interessante e útil

estrutura de níveis deestrutura de níveis de E.E.



Princípio de formação do feixe do 1º LASER:“Flash” da lâmpada no rubi sintético;Átomos de Cr absorvem azul e verde da luz;Maioria dos átomos em estado excitado: “inversão de população”

Princípio de formação do feixe do 1º LASER:Princípio de formação do feixe do 1º LASER:““Flash” da lâmpada no rubi sintético;Flash” da lâmpada no rubi sintético;Átomos de Cr absorvem azul e verde da luz;Átomos de Cr absorvem azul e verde da luz;Maioria dos átomos em estado excitado: “inversão de Maioria dos átomos em estado excitado: “inversão de população”população”

(1)estado estado

fundamentalfundamental

(2)

““Flash”Flash”

(3)decaimentodecaimento

EMISSÃOEMISSÃOESPONTÂNEAESPONTÂNEA

(4)

estado metaestávelestado metaestável

(5)

EMISSÃOEMISSÃOESTIMULADAESTIMULADA


Maiman elaborou um dispositi-vo experimental de modo que o tubo onde ocorria a reação com o rubi fosse recoberto de prata a fim de que a luz laserfosse refletida de volta ao rubi

MaimanMaiman elaborou um elaborou um dispositidispositi--vovo experimental de modo que experimental de modo que o tubo onde ocorria a reação o tubo onde ocorria a reação com o rubi fosse recoberto de com o rubi fosse recoberto de prata a fim de que a luz prata a fim de que a luz laserlaserfosse refletida de volta ao rubifosse refletida de volta ao rubi

Espelho (100%)

ExcitaçãoExcitaçãoExcitação

Emissão Espontânea

Emissão Emissão EspontâneaEspontânea

Emissão EstimuladaEmissão Emissão

EstimuladaEstimulada

Reflexão eAmplificaçãoReflexão eReflexão e

AmplificaçãoAmplificação

Espelho semitransparente

FEIXE LASERFEIXE LASERFEIXE LASER (Fótons que escapam: ~10%)(Fótons que escapam: ~10%)(Fótons que escapam: ~10%)


AMPLIFICAÇÃOAMPLIFICAÇÃOAMPLIFICAÇÃO

4. CARACTERÍSTICAS4. CARACTERÍSTICAS4. CARACTERÍSTICASFeixe muito estreito- devido aos dois espelhos no tubo, há necessidade de que o

fóton, para sair, incida exatamente normal à superfície;- espalhamento do feixe: ~ 1/20 de 1 º - após 1 km, o feixe

tem cerca de 1 m de diâmetro, ou seja, 0,001% de espalhamento

Uma lente pode focaliza toda a energia do feixe num ponto de ~ 1 μmFaixa de freqüências (ou λ) muito estreitaCoerência: quando um fóton estimula a emissão de outro, o novo fóton começa a existir com a mesmafase do fóton estimulador suas ondas estão alinhadas

Feixe muito estreitoFeixe muito estreito-- devido aos dois espelhos no tubo, há necessidade de que o devido aos dois espelhos no tubo, há necessidade de que o

fóton, para sair, incida exatamente normal à superfície;fóton, para sair, incida exatamente normal à superfície;-- espalhamento do feixe: ~ 1/20 de 1 º espalhamento do feixe: ~ 1/20 de 1 º -- após 1 km, o feixe após 1 km, o feixe

tem cerca de 1 m de diâmetro, ou seja, 0,001% de tem cerca de 1 m de diâmetro, ou seja, 0,001% de espalhamentoespalhamento

Uma lente pode focaliza toda a energia do feixe num Uma lente pode focaliza toda a energia do feixe num ponto de ~ 1ponto de ~ 1 μμmmFaixa de freqüências (ouFaixa de freqüências (ou λλ) muito estreita) muito estreitaCoerência:Coerência: quando um fóton estimula a emissão de quando um fóton estimula a emissão de outro, o novo fóton começa a existir com a mesmaoutro, o novo fóton começa a existir com a mesmafasefase do fóton estimuladordo fóton estimulador suas ondas estão suas ondas estão alinhadasalinhadas


-- coerência do coerência do LASER: vários LASER: vários km;km;

-- coerência de luz coerência de luz monocromática monocromática eses--pecialpecial: poucos cm.: poucos cm.

Alto nível de organizaçãoAlto nível de organizaçãoPossibilita a holografiaPossibilita a holografiaFeixes contínuos ou pulsadosFeixes contínuos ou pulsados


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