Attachement alle dispense del corso sulla sicurezza laser e figura dell'RSSP

1. “laser”
è la acronimo di light amplification by stimulated emission of radiation).
ECCIMERI : Molte molecole, o atomi, che non interagiscono significativamente nei loro stati
fondamentali formano complessi ragionevolmente stabili quando eccitati. Tali complessi vengono
chiamati eccimeri (dimero eccitato) se formati dall'interazione di una molecola eccitata con una
molecola nello stato fondamentale della stessa identità chimica, mentre si definiscono
eccimplessi o ecciplessi (complesso eccitato) sistemi che comportano l'interazione tra specie
chimicamente differenti. Eccimeri e eccimplessi hanno una composizione stechiometrica fissa e
semplice, di solito 1:1.
Gli eccimeri e in particolare gli eccimplessi vengono ampiamente sfruttati per la costruzione di
laser. Alcuni tra i sistemi che vengono impiegati per questo scopo sono: He2, Xe2, NeF, ArF, KrF,
XeF, ArCl, KrCl, XeCl, ArBr, KrBr, XeBr, KrI e XeI.
Diode-pumped solid-state (DPSS) lasers are solid-state lasers made by pumping a
solid gain medium, for example, a ruby or a neodymium-doped YAG crystal, with a laser diode.
LASER DIODO è un laser in cui il componente attivo è un semiconduttore simile quelli
impiegati nella produzione di LED (Light Emitting Diode). La tipologia più pratica e comune di
diodo laser è formata da una giunzione p-n alimentata da corrente elettrica iniettata. Questi
dispositivi vengono spesso chiamati diodi laser a iniezione per distinguerli da quelli pompati
otticamente, che sono più facili da produrre in laboratorio.
Explain the different types of LASERS?
There are basically four types of lasers
1. Gas lasers
2. Solid lasers
3. Liquid lasers
4. Semi Conductor lasers
Laser a gas: - Questi laser contengono una miscela di elio e neon. Questa miscela è confezionato
in un tubo di vetro. Questa miscela agisce come mezzo attivo. La pressione all'interno del tubo è
mantenuta a 1 torr per elio e 0,1 torr per neon. La lunghezza del tubo di vetro è di circa da 0,25 m
a 1m. Il suo diametro è circa 1 cm.
Due elettrodi presenti nel tubo sono collegati ad una sorgente di alta tensione DC. Questo circuito
provoca la generazione di una scarica all'interno del tubo. Inoltre questo scarica funziona come
una pompa. Due specchi paralleli sono posti di fronte a vicenda. Entrambi gli specchi sono
presenti all'interno del tubo. Solo specchio M1 mostra la riflessione completa. La M2 specchio
mostra la riflessione parziale
.

2. Quando la corrente elettrica passa attraverso il tubo, un'onda luminosa continua inizierà a fluire
all'interno del tubo con frequenza costante. Nota anche come onde di luce coerente. Uscirà dal
lato dello specchio M2.
Laser allo stato solidi:
- In questi un cristallo di rubino viene utilizzato come mezzo attivo . Si tratta essenzialmente di
forma cilindrica. Questo cristallo è circondato da una lampada T flash allo xeno. Questa lampada
flash è di forma elicoidale. In questa disposizione questa lampada agisce come una sistema di
pompaggio. Sia l'estremità E1 ed E2 del cristallo sono correttamente lucidato. Simile ai laser a
gas, la superficie M1 farà la riflessione completa, ma d'altra M2 rifletterà parzialmente. Ogni
volta che passa la corrente attraverso il dispositivo, uscira un raggio laser di colore rosso e di
grande intensità.
Lasers liquidi: - In laser liquidi dei coloranti organici sono usati come mezzo attivo all'interno del
tubo di vetro. La circolazione completa di colorante viene fatto nel tubo con l'aiuto di una pompa.
Da questo dispositivo emergerà una luce laser tipica del colorante organico
I laser a semiconduttore: diodi a giunzione - In questi laser sono utilizzati. Il drogaggio delle
giunzioni di p-n. Entrambi gli accettori e donatori sono drogate. Questi sono conosciuti come
ILD (diodi laser di iniezione). Quando la corrente passa poi alla modulazione della luce dalla ILD
può essere visto. Questo è utilizzato in varie apparecchiature elettroniche.

3. Laser a gas Applicazioni
Mezzo e tipo di
Lunghezza d'onda Sorgente di
amplificazione Usi e note
operativa pompaggio
laser
632.8 nm (543.5 nm, Interferometria, olografia,
Laser a elio- 593.9 nm, 611.8 nm, spettroscopia, scansione di codici
Scarica elettrica
neon 1.1523 µm, 1.52 µm, a barre, allineamento,
3.3913 µm) dimostrazioni ottiche.
454.6 nm, 488.0 nm,
514.5 nm (351 Fototerapia retinica (per diabete),
Laser a ioni di
nm,457.9 nm, 465.8 Scarica elettrica litografia, microscopia confocale,
argon
nm, 476.5 nm, 472.7 pompaggio di altri laser.
nm, 528.7 nm)
416 nm, 530.9 nm,
Ricerca scientifica, mescolati con
Laser a ioni di 568.2 nm, 647.1 nm,
Scarica elettrica argon per ottenere laser a luce
kripton 676.4 nm, 752.5 nm,
bianca per giochi di luci.
799.3 nm
Molte righe spettrali
Laser a ioni di
dall'ultravioletto fino Scarica elettrica Ricerca scientifica.
xeno
all'infrarosso.
Pompaggio di laser a coloranti
organici, misura
dell'inquinamento ambientale,
ricerca scientifica. I laser ad azoto
Laser ad azoto 337.1 nm Scarica elettrica
possono funzionare in
superradianza (cioè senza una
cavità risonante). Costruzione di
laser amatoriali. Vedi laser TEA
Scarica elettrica
Laser ad trasversale (alta
Lavorazione di materiali (taglio,
anidride 10.6 µm, (9.4 µm) potenza) o
saldatura, etc.). Chirurgia.
carbonica longitudinale (bassa
potenza)
Laser a Lavorazione di materiali
2.6 to 4 µm, 4.8 to 8.3
monossido di Scarica elettrica (incisione, saldatura etc.),
µm
carbonio spettroscopia fotoacustica.
193 nm (ArF), 248 Ricombinazione di Litografia ultravioletta per
Laser a eccimeri nm (KrF), 308 nm eccimeri con una fabbricazione di circuiti integrati,
(XeCl), 353 nm (XeF) scarica elettrica chirurgia laser, LASIK.

4. Laser chimici Applicazioni
Usati come armi a energia diretta.
Mezzo e tipo di
Lunghezza d'onda Sorgente di
amplificazione Usi e note
operativa pompaggio
laser
da 2.7 a 2.9 µm per Reazione chimica in Usato in ricerche sugli armamenti
il fluoruro di un flusso di laser dal ministero della difesa
Laser a fluoruro
idrogeno (<80% combustione di degli Stati Uniti, funziona in onda
di idrogeno
trasmittanza etilene e trifluoruro continua e può raggiungere
atmosferica) di azoto (NF3) potenze dell'ordine del megawatt.
~3800 nm (3.6 to
MIRACL, Proiettile a energia
Laser a fluoruro 4.2 µm) (~90%
reazione chimica impulsiva & Laser tattico ad alta
di deuterio trasmittanza
energia
atmosferica)
Armamenti laser, ricerca
Reazione chimica in scientifica e sui materiali, laser
COIL (Chemical 1.315 µm (<70%
un flusso di ossigeno usati nel Laser aviotrasportato
Oxygen-Iodine trasmittanza
in stato singlet e degli Stati Uniti. Funziona in onda
Laser) atmosferica)
iodio continua e può avere potenze
dell'ordine del megawatt.
Laser a coloranti organici Applicazioni
Mezzo e tipo di
Lunghezza d'onda Sorgente di
amplificazione Usi e note
operativa pompaggio
laser
390-435 nm (stilbene), Ricerca, spettroscopia, rimozione
460-515 nm (cumarina Altri laser, di voglie, separazione isotopica.
Laser a coloranti 102), 570-640 nm lampade La gamma di sintonia del laser
(rodammina 6G) e molti stroboscopiche varia a seconda del particolare
altri colorante usato.

5. Laser a vapori metallici
Mezzo e tipo di
Lunghezza d'onda Sorgente di
amplificazione Usi e note
operativa pompaggio
laser
Stampa e fotocomposizione,
Laser a vapori
esami per eccitazione della
elio-cadmio 441.563 nm, 325 nm
fluorescenza, Ricerca
(HeCd)
scientifica.
Scarica elettrica in
Laser a vapori vapore metallico Rari; ricerca scientifica,
elio-mercurio 567 nm, 615 nm mescolato con elio costruzione di laser
(HeHg) come gas di amatoriali.
riempimento.
fino a 24 lunghezze
Laser a vapori Rari; ricerca scientifica,
d'onda diverse fra
elio-selenio costruzione di laser
l'infrarosso e
(HeSe) amatoriali.
l'ultravioletto
Dermatologia, fotografia ad
Laser a vapori di
510.6 nm, 578.2 nm alta velocità, pompaggio per
rame
laser a coloranti organici.
Scarica elettrica
Laser a vapori Rari, dermatologia e terapia
627 nm
d'oro fotodinamica.
Laser a stato solido
Per approfondire, vedi la voce Laser a stato solido.
Lunghezza
Mezzo e tipo di Sorgente di
d'onda Usi e note
amplificazione laser pompaggio
operativa
Olografia, rimozione di tatuaggi. Il
Lampada
Laser a rubino 694.3 nm primo tipo di laser a luce visibile
stroboscopica
inventato (Maia 1960).
Lampada Lavorazione di materiali,
1.064 µm, (1.32 misurazione distanze, puntatori
Laser Nd:YAG stroboscopica,
µm) laser, chirurgia, ricerca, pompaggio
diodo laser
di altri laser (combinato con

6. duplicatori di frequenza per
produrre un fascio verde da 532
nm). Uno dei più comuni laser ad
alta potenza. Di solito funziona ad
impulsi (brevi fino a frazioni di
nanosecondo).
Lampada
Scalatura periodontale,
Laser Er:YAG 2.94 µm stroboscopica,
odontoiatria.
diodo laser
Generalmente usato per il
Lampada
1.047 e 1.053 pompaggio impulsivo di certi tipi
Laser Nd:YLF stroboscopica,
µm di laser Ti:zaffiro, combinato con
diodo laser
duplicatori di frequenza.
Generalmente usato per il
pompaggio continuo di laser
Ti:zaffiro o a coloranti in mode-
Laser Nd:YVO4 1.064 µm diodo laser locking, in combinazione con
duplicatori di frequenza. Usato
anche a impulsi per marcatura e
microlavorazioni meccaniche.
Nd:YCOB è un cosiddetto
"materiale laser ad autoraddoppio
di frequenza" o materiale SFD, che
oltre ad essere capace di
~1.060 µm
amplificazione laser ha anche
Laser Nd:YCOB (~530 nm alla
diodo laser caratteristiche ottiche nonlineari
(Nd:YCa4O(BO3)3) seconda
che lo rendono capace di
armonica)
funzionare in seconda armonica.
Tali materiali permettono di
semplificare il progetto di laser
verdi ad elevata brillantezza.
Usati per potenze ed energie
estremamente elevate (dell'ordine
del terawatt e dei megajoule), in
~1.062 µm sistemi a fasci multipli per fusione
(vetri ai Lampada a confinamento inerziale. Viste le
Laser Neodimio-vetro
silicati), ~1.054 stroboscopica, potenze in gioco, i laser Nd:Glass
(Nd:Glass)
µm (vetri ai diodo laser sono otticamente nonlineari e
fosfati) vengono usati per triplicare la loro
stessa frequenza di lavoro:
funzionano generalmente in terza
armonica a 351 nm.
Laser allo zaffiro di spettroscopia, Lidar, ricerca.
650-1100 nm Altri laser Questo laser si usa spesso in laser
titanio (Ti:zaffiro)
infrarossi altamente accordabili in

7. modelocking per produrre impulsi
ultrabrevi e in amplificatori laser
per produrre impulsi ultrabrevi e
ultrapotenti.
Laser Tm:YAG
2.0 µm diodo laser Lidar.
(Tm:YAG)
Raffreddamento ottico, lavorazione
Diodo laser,
Laser itterbio:YAG materiali, ricerca sugli impulsi
1.03 µm lampada
(Yb:YAG) ultrabrevi, microscopia
stroboscopica
multifotonica, Lidar.
La versione a fibra è in grado di
produrre parecchi kilowatt di
potenza continua vantando una
efficienza ottico-ottico del 70-80%
ed elettrico-ottica del 25%.
Laser a vetro drogato Lavorazione di materiali: taglio,
con itterbio (bacchette, 1. µm diodo laser. saldatura, marcatura; fibre ottiche
piastrine, fibre)) nonlineari: sorgenti basate
nonlinearità di fibre a larga banda,
pompaggio per laser Raman su
fibra; pompa Raman di
amplificazione distribuita per
telecomunicazioni.
Laser Olmio:YAG Ablazione tissutale, rimozione di
2.1 µm diodo laser
(Ho:YAG) calcoli renali, odontoiatria.
Pompaggio di laser
Laser Ce:LiSAF, Nd:YAG a
Ce:LiCAF (fluoruro di frequenza
Sensoristica atmosferica remota,
litio, stronzio (o calcio) ~280 to 316 nm quadruplicata, di
Lidar, ricerca ottica.
e alluminio drogato laser a eccimeri, di
con cerio) laser a vapori di
rame.
Questo materiale laser è
radioattivo. Dopo la dimostrazione
del suo funzionamento all'LLNL
Laser a stato solido a
nel 1987, per il decadimento del
vetro fosfatico drogato 933 nm, 1098
?? promezio 147 il mezzo di
con Promezio 147 nm
147 +3 amplificazione laser si è
( Pm :Glass)
trasformato in un étalon composto
di vetro ai fosfati drogato con
piombo e indio.
Laser al crisoberillo Generalmente Lampada Dermatologia, Lidar, lavorazioni
drogato al cromo sintonizzato stroboscopica, laser.

8. duplicatori di frequenza per
produrre un fascio verde da 532
nm). Uno dei più comuni laser ad
alta potenza. Di solito funziona ad
impulsi (brevi fino a frazioni di
nanosecondo).
Lampada
Scalatura periodontale,
Laser Er:YAG 2.94 µm stroboscopica,
odontoiatria.
diodo laser
Generalmente usato per il
Lampada
1.047 e 1.053 pompaggio impulsivo di certi tipi
Laser Nd:YLF stroboscopica,
µm di laser Ti:zaffiro, combinato con
diodo laser
duplicatori di frequenza.
Generalmente usato per il
pompaggio continuo di laser
Ti:zaffiro o a coloranti in mode-
Laser Nd:YVO4 1.064 µm diodo laser locking, in combinazione con
duplicatori di frequenza. Usato
anche a impulsi per marcatura e
microlavorazioni meccaniche.
Nd:YCOB è un cosiddetto
"materiale laser ad autoraddoppio
di frequenza" o materiale SFD, che
oltre ad essere capace di
~1.060 µm
amplificazione laser ha anche
Laser Nd:YCOB (~530 nm alla
diodo laser caratteristiche ottiche nonlineari
(Nd:YCa4O(BO3)3) seconda
che lo rendono capace di
armonica)
funzionare in seconda armonica.
Tali materiali permettono di
semplificare il progetto di laser
verdi ad elevata brillantezza.
Usati per potenze ed energie
estremamente elevate (dell'ordine
del terawatt e dei megajoule), in
~1.062 µm sistemi a fasci multipli per fusione
(vetri ai Lampada a confinamento inerziale. Viste le
Laser Neodimio-vetro
silicati), ~1.054 stroboscopica, potenze in gioco, i laser Nd:Glass
(Nd:Glass)
µm (vetri ai diodo laser sono otticamente nonlineari e
fosfati) vengono usati per triplicare la loro
stessa frequenza di lavoro:
funzionano generalmente in terza
armonica a 351 nm.
Laser allo zaffiro di spettroscopia, Lidar, ricerca.
650-1100 nm Altri laser Questo laser si usa spesso in laser
titanio (Ti:zaffiro)
infrarossi altamente accordabili in