: HERLIN TARIGAN : 140310090029
JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PADJADJARAN 2012
NAMA NPM
PRINSIP KERJA LASER
PENDAHULUAN PENGERTIAN INTERAKSI CAHAYA DENGAN MATERI IDE DASAR DARI LASER KOMPONEN DASAR LASER SIFAT-SIFAT BERKAS CAHAYA LASER TIPE-TIPE CAHAYA LASER
OUTLINE
Charles Townes kelahiran Greenville, South Carolina, 28 Juli 1915. Ia lulusan Furman University sebelum mendapatkan gelar kesarjanaannya dari Duke University dan Caltech. Ia juga sebelumnya menjadi teknisi peneliti di Bell Laboratorium selama Perang Dunia II. Kemudian ia mengajar di Columbia University dan MIT.
PENDAHULUAN
Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation), yaitu terjadinya proses penguatan cahaya oleh emisi radiasi yang terstimulasi. Ada tiga prinsip interaksi antara cahaya dengan materi, yaitu abosrpsi, emisi spontan dan emisi terstimulasi.
PENGERTIAN
hv>(E2-E1)
Amplification by stimulated emission of radiation
E2 > E1 ;
emisi radiasi dan emisi non radiasi
INTERAKSI CAHAYA DENGAN MATERI
dimana σ12 adalah penampang absorpsi, dan F adalah fluks foton (cm-2det-1).
(1.2)
(1.1) dengan W12 adalah laju absorpsi yang didefinisikan sebagai :
Laju transisi polulasi dari tingkatan energi-1 ke tingkatan energi-2 :
ABSORPSI
sekelilingnya.
sedangkan τnr bergantung pada transisi tertentu dan keadaan media
lifetimenya, dimana nilai τsp hanya bergantung pada transisi tertentu,
Perbedaan antara emisi spontan dan emisi non-radiatif adalah pada
Untuk emisi non radiatif berlaku :
Emisi spontan merupakan laju transisi populasi dari tingkatan energi-2 ke energi-1
EMISI SPONTAN
(1.4)
(1.3)
(1.5)
jumlah degenerasi di tingkatan energi-2.
dengan g1 adalah jumlah degenerasi di tingkatan energi-1, dan g2 adalah
absorpsi, dimana menurut Einstein:
(cm-2det-1). Proses emisi terstimulasi dicirikan oleh emisi terstimulasi dan
dimana σ21 adalah penampang emisi terstimulasi, dan F adalah fluks foton
(1.7)
(1.6)
dengan W21 adalah laju emisi terstimulasi (det-1) yang didefinisikan sebagai :
E2 ke E1 :
Emisi terstimulasi sama dengan emisi spontan, dimana terjadi laju transisi dari
EMISI TERSTIMULASI
IDE DASAR DARI LASER
(1.9)
(1.8) Dari persamaan-persamaan (1.1), (1.5), (1.6), dan (1.7), maka diperoleh :
SdF merupakan perbedaan emisi spontan dan absorpsi di daerah dz persatuan waktu, yang didefinisikan sebagai :
Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa material yang dapat digunakan sebagai bahan aktif Laser adalah material yang memiliki inversi populasi.
yang berarti inversi populasi (N2 > N1). (b) Bahan bersifat sebagai penyerap cahaya (optical absorber), jika :
Persamaan (1.9), mempunyai arti fisis sebagai berikut : (a) Bahan bersifat sebagai penguat cahaya (optical amplifier), jika :
Kondisi umum : ; amplifier
(1.10) dan kondisi ketidaksetimbangan :
KOMPONEN DASAR LASER
Monokromatik Koheren : (a) Koheren ruang (spatial coherence) ; tinjau dari titik (b) Koheren waktu (temporal coherence) ; tinjau dari τ yang diberikan
SIFAT--SIFAT BERKAS CAHAYA SIFAT LASER
(b) Kasus koheren ruang parsial ; divergensi>minimum difraksi
Keterarahan (Directionality) : Gelombang EM merambat dalam arah tegak lurus terhadap cermin-cermin yang dipertahankan dalam cavity. (a) Kasus koheren ruang sempurna ; r tertentu = divergensi akibat difraksi
Suatu berkas laser bahkan dengan daya sedang (mW) mempunyai brightness beberapa orde yang lebih tinggi dibandingkan sumber cahaya konvensional. Hal ini akibat oleh sifat keterahan yang tinggi.
Brightness (Kecemerlangan) :
Berdasarkan bentuk fisik bahan aktif : laser zat padat, zat cair dan gas. Berdasarkan panjang gelombang yang dipancarkan : laser UV (ultra-violet), visible, dan infra merah. Berdasarkan durasi berkas cahaya : laser kontinu (continous wave laser) dan pulsa (pulsed laser). Disamping itu, ada bentuk khusus dari jenis laser, yaitu laser elektron bebas (freeelectron LASER) dimana bahan aktifnya terdiri dari elektron-elektron bebas dengan bergerak melewati susunan medan magnet yang periodik.
TIPE--TIPE CAHAYA LASER TIPE
Emisi pada laser adalah emisi terstimulasi. Material yang dapat digunakan sebagai bahan aktif laser adalah material yang memiliki inversi populasi. Bahan aktif tersebut terletak diantara dua buah cermin pemantul. Sifat cahaya laser : monokromatik, koheren, terarah dan brightness. Laser dibedakan atas bentuk fisik bahan aktif, panjang gelombang yang dipancarkan dan durasi berkas cahaya yang dipancarkan.
KESIMPULAN
TERIMA KASIH
