Maser: Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation
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Presentación sobre los máseres (amplificación de microondas por emisión estimulada de radiación).

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Maser: Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation Maser: Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation Presentation Transcript

  • MASER Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation Digna María González Otero Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao Curso 2009/2010
  • Introducción Principio de funcionamiento Tipos de máser Aplicaciones Conclusiones Licencia Índice 1 Introducción 2 Principio de funcionamiento 3 Tipos de máser 4 Aplicaciones 5 Conclusiones Digna González Otero MASER 2/ 19
  • Introducción Principio de funcionamiento Tipos de máser Definición Aplicaciones Historia Conclusiones Licencia Introducción Definición de máser Dispositivo que produce ondas electromagnéticas coherentes mediante la amplificación por la emisión estimulada de radiación. Acrónimo de Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Actualmente cubre un rango mayor de frecuencias. Terminología: máser óptico, láser. Digna González Otero MASER 3/ 19
  • Introducción Principio de funcionamiento Tipos de máser Definición Aplicaciones Historia Conclusiones Licencia Historia 1916: Einstein enuncia el principio de la emisión estimulada de radiación. 1953: Basov y Prokhrov en la URSS y Townes en EEUU describieron el máser de forma independiente. 1954: Townes construyó el primer máser. 1964: Townes, Basov y Prokhrov recibieron el Nobel de física. Digna González Otero MASER 4/ 19
  • Introducción Principio de funcionamiento Tipos de máser Características de la materia Aplicaciones Fenómenos físicos Conclusiones Licencia Principio de funcionamiento Características de la materia Átomos y moléculas: Diferentes niveles de energía. Se puede subir a un nivel superior absorbiendo energía y bajar emitiendo energía. La longitud de onda de la radiación emitida al bajar de nivel viene determinada por la diferencia de energía entre niveles. En equilibrio, más partículas en el nivel inferior que en el superior. Digna González Otero MASER 5/ 19
  • Introducción Principio de funcionamiento Tipos de máser Características de la materia Aplicaciones Fenómenos físicos Conclusiones Licencia Principio de funcionamiento Fenómenos físicos Absorción: Un átomo sólo absorbe un fotón si tiene la longitud de onda adecuada. Emisión espontánea: Los átomos tienen tendencia a permanecer en niveles bajos de energía. Si están en niveles altos, bajarán por sí mismos emitiendo un fotón en el proceso. Existen niveles metaestables en que los átomos tardan más en bajar. Digna González Otero MASER 6/ 19
  • Introducción Principio de funcionamiento Tipos de máser Características de la materia Aplicaciones Fenómenos físicos Conclusiones Licencia Principio de funcionamiento Fenómenos físicos Emisión estimulada: Si se hace impactar un fotón contra una molécula en su nivel alto de energía, ésta bajará emitiendo dos fotones de la misma longitud de onda en el proceso. Si hay muchas moléculas excitadas se produce una reacción en cadena. La emisión estimulada es la base del máser. Digna González Otero MASER 7/ 19
  • Introducción Principio de funcionamiento Tipos de máser Características de la materia Aplicaciones Fenómenos físicos Conclusiones Licencia Principio de funcionamiento Funcionamiento del máser Digna González Otero MASER 8/ 19
  • Introducción Principio de funcionamiento Máser de rayo atómico Tipos de máser Máseres de gas y estado sólido Aplicaciones Máseres astronómicos Conclusiones Licencia Tipos de máser Tipos de máser Máser de rayo atómico Máser de amoníaco. El primero creado. Frecuencia: 23,87 GHz. Máser de hidrógeno. Estándar de frecuencia. Reloj atoómico. Frecuencia: 1420 MHz. Digna González Otero MASER 9/ 19
  • Introducción Principio de funcionamiento Máser de rayo atómico Tipos de máser Máseres de gas y estado sólido Aplicaciones Máseres astronómicos Conclusiones Licencia Tipos de máser Tipos de máser Máser de gas Máser de rubidio. Reloj atómico. Frecuencia: 6,834 GHz. Máser de estado sólido Máser de rubí. Baja temperatura de ruido. Uso en radiotelescopios y antenas de microondas. Digna González Otero MASER 10/ 19
  • Introducción Principio de funcionamiento Máser de rayo atómico Tipos de máser Máseres de gas y estado sólido Aplicaciones Máseres astronómicos Conclusiones Licencia Tipos de máser Tipos de máser Máseres astronómicos (naturales) Digna González Otero MASER 11/ 19
  • Introducción Principio de funcionamiento Osciladores Tipos de máser Relojes atómicos Aplicaciones Amplificadores Conclusiones Otras aplicaciones Licencia Aplicaciones Aplicaciones Osciladores. Relojes atómicos. Amplificadores. Otras aplicaciones Digna González Otero MASER 12/ 19
  • Introducción Principio de funcionamiento Osciladores Tipos de máser Relojes atómicos Aplicaciones Amplificadores Conclusiones Otras aplicaciones Licencia Aplicaciones Osciladores Su uso más habitual. A frecuencias muy altas es el único medio de obtener radiación monocromática de gran pureza. Frecuencia: frecuencia de resonancia de los átomos. Digna González Otero MASER 13/ 19
  • Introducción Principio de funcionamiento Osciladores Tipos de máser Relojes atómicos Aplicaciones Amplificadores Conclusiones Otras aplicaciones Licencia Aplicaciones Relojes atómicos Ancho de banda muy estrecho. Los máseres son buenas referencias de frecuencia de alta precisión: buenos relojes atómicos. Máseres de amoníaco y de hidrógeno: referencias de frecuencia. Aplicaciones para comunicaciones vía satélite y GPS, entre otras. Digna González Otero MASER 14/ 19
  • Introducción Principio de funcionamiento Osciladores Tipos de máser Relojes atómicos Aplicaciones Amplificadores Conclusiones Otras aplicaciones Licencia Aplicaciones Amplificadores Amplificadores de bajo nivel de ruido. Gran sensibilidad. Alto coste, dificultades tecnológicas (baja temperatura requerida, etc.) Aplicaciones específicas: radioastronomía, comunicaciones vía satélite, radiometría de microondas... Digna González Otero MASER 15/ 19
  • Introducción Principio de funcionamiento Osciladores Tipos de máser Relojes atómicos Aplicaciones Amplificadores Conclusiones Otras aplicaciones Licencia Aplicaciones Otras aplicaciones Ciencia: investigación de las propiedades de la materia. Otras aplicaciones en estudio. Ejército de estados unidos: pruebas de máser como armas disuasorias. Digna González Otero MASER 16/ 19
  • Introducción Principio de funcionamiento Tipos de máser Aplicaciones Conclusiones Licencia Conclusiones Conclusiones Dispositivo que produce ondas electromagnéticas coherentes mediante amplificación de emisión estimulada de radiación. Radiación monocromática, y con bajo nivel de ruido. Aplicaciones como estándar de frecuencia (relojes atómicos) y amplificadores de bajo nivel de ruido. También existen máseres astronómicos en la naturaleza. Digna González Otero MASER 17/ 19
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  • MASER Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation Digna María González Otero Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao Curso 2009/2010