תוכן עניינים

חלק א': עקרונות פעולת הלייזר

1. הקדמה – קרינת הלייזר ומאפייניה.

1.1 קרינה אלקטרומגנטית – בריק ובחומר.

1.2 תכונות קרינת הלייזר: מונוכרומטיות, כיווניות, קוהרנטיות.

2. תהליכי לזירה.

2.1 מודל האטום לפי בוהר.

2.2 פוטונים ודיאגרמת רמות האנרגיה.

2.3 בליעת קרינה אלקטרומגנטית.

2.4 פליטה ספונטנית של קרינה אלקטרומגנטית.

2.5 שיווי משקל תרמודינמי – עקרון בולצמן.

2.6 היפוך אוכלוסייה.

2.7 פליטה מאולצת.

2.8 משוואות קצב.

2.9 מעברים מאולצים.

2.10 הגברה.

2.11 לייזר בעל 3 רמות.

2.12 לייזר בעל 4 רמות.

3. מערכת הלייזר.

3.1 התווך הפעיל.

3.2 מנגנון העירור.

3.3 מנגנון המשוב.

3.4 מצמד מוצא.

3.5 הדגמה אינטראקטיבית של עקרון פעולת מערכת הלייזר.

4. מהוד אופטי ואופני תנודה.

4.1 גלים עומדים.

4.2 אופני תנודה (modes) אורכיים בלייזר.

4.3 אופני תנודה רוחביים של גל אלקטרומגנטי.

4.4 מהוד אופטי.

5. הגברה בלייזר.

5.1 צורת קו הפלואורסצנסיה של הלייזר.

5.2 הגברה במהלך מסלול סגור הלוך ושוב בין מראות המהוד.

5.3 "שריפת חור" בעקומת ההגברה של הלייזר.

חלק ב': סוגי הלייזר השונים ויישומיהם

6. סוגי הלייזרים השונים ומאפייניהם.

6.1 לייזרים גאזיים

I. גאזים אטומיים:

6.1.1 לייזר הליום-נאון (He-Ne).

6.1.2 לייזר אדי מתכת – אדי נחושת, אדי זהב.

6.1.3 לייזר הליום – קדמיום (He-Cd).

II. גאזים יוניים:

6.1.4 לייזר יון הארגון.

6.1.5 לייזר קריפטון.

III. גאזים מולקולריים:

6.1.6 לייזר פחמן דו-חמצני (CO2).

6.1.7 לייזר חנקן.

6.1.8 לייזר אקסימר.

6.1.9 לייזר כימי – HF/DF.

6.1.10 לייזר באינפרא-אדום-רחוק (FIR = Far Infra-Red).

6.2 לייזרים מצב מוצק.

6.2.1 לייזר רובי.

6.2.2 לייזר ניאודימיום-יאג ולייזר נאודימיום גלאס (זכוכית).

6.2.3 לייזר אלכסנדרייט.

6.2.4 לייזר מרכז צבע.

6.2.5 לייזר טיטניום ספיר.

6.3 לייזר דיודה מחומר מוצק מוליך למחצה (לייזר הזרקה).

6.4 לייזר צבע נוזלי (Dye Laser).

6.5 לייזרים מיוחדים:

6.5.1 לייזר אלקטרונים חופשיים (FEL = Free Electron Laser).

6.5.2 לייזר קרני X .

7. מאפייני הקרינה הנפלטת מהלייזר.

7.0 רדיומטריה ויחידות מדידה של קרינה אלקטרומגנטית.

7.1 התפלגות מרחבית של האנרגיה הנפלטת מהלייזר, בנקודת היציאה מהלייזר.

7.2 התבדרות הקרינה הנפלטת מהלייזר ואפשרויות המיקוד שלה.

7.3 מאפייני פולסים של קרינה הנפלטת מלייזר.

7.4 מנגנונים מיוחדים ליצירת פולסים.

7.4.1 לייזרים עם מיתוג Q .

7.4.2 לייזרים נעולי אופן תנודה.

7.5 קיטוב קרינה אלקטרומגנטית.

8. שליטה על תכונות קרינת הלייזר.

8.1 שליטה בתכונות המרחביות של אלומת הקרינה.

8.2 שליטה באורך הגל הנפלט מהלייזר.

8.3 בחירת אופן תנודה אורכי מסוים באמצעות אתלון.

9. יישומי לייזרים.

9.1 יישומים תעשייתים.

9.2 יישומים רפואיים.

9.3 יישומים צבאיים.

9.4 יישומים בחיי יום יום.

9.5 יישומים במחקר מדעי.

9.6 יישומים מיוחדים.

10. הולוגרפיה.

10.1 אינטרפרומטר מייכלסון וקוהרנטיות.

10.2 עקרונות הצילום ההולוגרפי.

10.3 סוגי הולוגרמות.

10.4 יישומי הולוגרמות.

10.5 חומרים להקלטת הולוגרמות.

נספחים

  1. בטיחות השימוש בלייזר במעבדת בית הספר.
  2. רכישת לייזר למעבדת בית הספר.