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Optoelectrónica, Lasers e Aplicações Universidade Junior, Escola de Física – 8 de Setembro de 2006 Eric Bosne Ivo Moreira José Ferreira Penélope Almeida.

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1 Optoelectrónica, Lasers e Aplicações Universidade Junior, Escola de Física – 8 de Setembro de 2006 Eric Bosne Ivo Moreira José Ferreira Penélope Almeida Tiago Loureiro

2 Sumário Introdução: O que é um laser e como funciona; Experiências Introdutórias: Observação de Espectros Luminosos – Espectrómetro de Desvio Constante; Experiência Básica de Óptica; Interferómetro Óptico; Interferência e Difracção; Experiências Electrónicas Introdutórias Projecto; Conclusão.

3 Laser L ight A mplification by S timulated E mission of R adiation - Como funciona? R=~100% R<100% Meio Activo

4 Efeito da Estimulação + Amplificação Decaimento Radiativo Energia

5 Características Principais Coerência Brilho Baixa Divergência Laser Feixe de Luz Pureza Espectral

6 Observação de Espectros Luminosos Espectrómetro de Desvio Constante Os espectros podem ser observados através de um espectrómetro, que tem como função separar as diferentes cores da radiação. Nesta experiência vamos utilizar um espectrómetro dito de desvio constante por ser constituído por um prisma óptico especial com a particularidade de que a luz emergente do prisma faz sempre um ângulo de 90º com a direcção inicial.

7 Fontes testadas: - Lâmpadas de descarga (Néon) - Lâmpada de incandescência - Lâmpada de baixo consumo

8 Experiência Básica de Óptica O que é uma lente? Uma lente é um meio material transparente à luz, limitado por duas superfícies curvas. É utilizada para alterar as características espaciais de distribuição da luz.

9 Dispersão no prisma Convergência de raios: Espelho Côncavo Propagação num meio com gradiente no índice de refracção Focagem de raios com uma lente convergente

10 Interferência e Difracção A largura de objectos microscópicos, como uma fenda estreita, pode ser calculada a partir do conhecimento do comprimento de onda da fonte luminosa, da posição dos máximos de difracção, e da distância do alvo à fenda.

11 Interferómetro Óptico (Michelson) - Objectivo Determinar o índice de refracção do ar, em função da variação da pressão. Onda Ondas desfasadas Ondas desfasadas que se anulam L medidos < 20 m Claro-escuro-claro = /2

12 Experiências Introdutórias de Electrónica Emissor ópticoFotodetectorAmplificador inversor V in V out R2R2 R1R1

13 Projecto Link Óptico – Sistema de Comunicação via Laser

14 Emissor Receptor Foi montado um laser que envia o sinal AM do rádio através de um telescópio que vai divergir o sinal. No receptor foi montado uma lente de convergência que envia o sinal para um fotodíodo e seguidamente para um amplificador que amplifica o sinal recebido e envia o mesmo para uma coluna.

15 Este trabalho permitiu-nos perceber mais a fundo o funcionamento dos lasers e a sua utilização quer no âmbito científico, quer no nosso dia-a-dia. Percebemos também que a optoelectrónica é indispensável para o desenvolvimento dos lasers e isto é recíproco. Assim, apesar de serem instrumentos que requerem grandes cuidados de manuseamento, os lasers são indispensáveis para o desenvolvimento científico–tecnológico e são grandes responsáveis pela evolução da sociedade desde o seu aparecimento. Conclusão


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