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Titolo: Laser e fisica sperimentale

Salve a tutti!
Essendo questo il mio primo post su questo News Group credo di dovermi
presentare...sono Gabriele Lombardo e studio medicina a
Palermo...amici colleghi e pazienti mi chiamano Lele giusto perchè gli
ricordo quello sfigato di un medico in famiglia! contenti loro...
Da quando ho lasciato il liceo scientifico la fisica sperimentale e
stata per anni il mio hobby preferito. Non mi sono iscritto in fisica
perchè le mie doti di matematico sono pietose e perchè volevo e voglio
ancora fare il medico! Ho abbandonato la fisica per qualche anno ma
ora le materie diminuiscono e ho un pò più di tempo per me...
l'idea sarebbe quella di costruire un laser ai vapori di rame...o
forse meglio ancora che utilizzi qualche sale di rame, credo di avere
letto qualcosa 3 o 4 anni fa...il mio professore di fisica anche dopo
il diploma mi ha sempre assecondato fornendomi consigli e spiegandomi
le basi teoriche dei mie empirismi spinti...lui però adesso ha
cambiato città...interessa a nessuno l'argomento? Avete dei consigli?
Una collaborazione in tal senso sarebbe molto gradita!
Ringrazio tutti coloro che abbiano avuto la pazienza di leggere fin
qui! Ciao a tutti Gabriele

 l'idea sarebbe quella di costruire un laser ai vapori di rame...
Per poi farlo passare nei vapori di cesio?  :-)
Bye,
  -= Ginzo =-

 qui! Ciao a tutti Gabriele
Ciao,
ti posso dire che costurire un laser è una cosa entusiasmante.
Un mio caro amico aveva una tesi nella partecipazione alla costruzione di un
laser al cobalto e ho potuto seguire un po' i suoi studi. (Mi sarebbe
piaciuto anche a me fare una cosa del genere, ma quando chiesi la tesi io
non vi erano posti disponibili in quel settore)
Comunque non è uno scherzo...;-))
Innanzitutto le ragioni che ti portano ad utilizzare un sale di rame si
devono ricercare nella lunghezza d'onda del fascio da ottenere.
Suppongo che tu, o il tuo Prof., abbiate in mente una determinata lunghezza
d'onda e di conseguenza abbiate pensato a varie strutture atomico-molecolari
che presentino dei livelli energetici compatibili.
Credo, così da non addetto ai lavori, che utilizzare vapori di rame sia
problematico, anche perchè ho in mente la temperatura ambiente. L'idea
potrebbe essere quella di drogare (in dosaggio opportuno) con ioni Cu++ o
Cu+++ qualche sale formato da complessi coordinati tipo K+ Pt(Cl6)-- oppure
anche qualche sale che si presti bene (e qui ci si deve affidare
all'esperienza e agli articoli specifici) tipo (ne tiro uno a caso) K++
Cr2O7-. (Il potassio tende a cristallizare bene e quindi, così ad occhio, ci
farei affidamento).
Quindi si pongono, alla base, due questioni.
1. Teorica. "Progettare" un mezzo attivo ad hoc. Ad hoc significa che, dopo
aver calcolato i livelli energetici del sistema atomico-molecolare scelto
(con metodi abbastanza complicati per il calcolo, tipo SCF, eq. di
Schroendinger in un mezzo periodico, ecc.), vedere se ve ne sono 2 la cui
differenza sia hv (con v frequenza richiesta) e vedere se ve ne sono altri
con energie opportune. Si inserisce la percentuale degli atomi impuri (Cu++
e Cu+++) e si studia se si può ottenere la configurazione ad hoc in base a
questo grado di libertà introdotto.
2. Pratica. Una volta progettato il mezzo attivo si deve realizzarlo, come
cristallo. Ci si affida alla cristallografia e si prova a raffrddare
lentamente il sale in soluzione acquosa per ottenere il cristallo: più bassa
è la temperatura meno solubile è il sale. (Si dovrebbe verificare un po' la
struttura con i raggi X)
Una volta costruito il mezzo attivo,.... il MENO è fatto....
Ciò che genera l'emissione stimolata di radiazione è l'inversione di
popolazione nei due livelli energetici e quindi si pone il problema di
realizzare l'inversione di popolazione. (Pompaggio ottico, Kastler 1960 (?),
tecniche multiflash, ecc...)
Dopo di che, affinchè il mezzo attivo "laseri", si deve costruire il
feed-back rimandando parte del segnale ottico all'uscita in ingresso con
specchi e beam-splitters.
La ricetta è terminata, comunque credo che realizzare un laser non sia
impresa da poco.... (Purtroppo nel Manuale delle Giovani Marmotte non ho mai
trovato: "Fatevelo da Voi il Laser in casa" e non è sufficiente, di per sè,
nemmeno un corso di laurea in fisica; si deve lavorare in equipe e ogni
persona cura una piccola parte delle varie fasi di realizzazione)....;-))
Ciao Claudio

 tipo (ne tiro uno a caso) K++ Cr2O7-.
Potassio bivalente????
Bye,
  -= Ginzo =-

Intanto ringrazio Claudio e Ginzo per avere risposto alla mio primo
post e adesso facciamo un po' il punto sulla situazione...
Per cominciare premetto che tutte le mie nozioni di chimica-fisica
sono, per usare un ardito eufemismo un po' arrugginite per tanto vi
prego di essere clementi se mi scappasse qualche bestemmia...
ho riesumato giusto ora i miei libri! :) 
Se la memoria non mi inganna il rame di suo vaporizza a qualcosa come
1200° C...l'ottenimento di tale temperatura pone il grave problema di
una cavità che non fonda ed inevitabili complicazioni nel sistema di
alimentazione...avevo in mente di usare un sale di rame tipo cloruro o
bromuro di rame. Questi dovrebbero cominciare a bollire intorno a 400°
C. Scarterei a prescindere lo ioduro di rame e il cesio perché non mi
sento di giocare né con lo iodio né tanto meno con il cesio!
Utilizzando una cavità di vetro SIMAX opportunamente riscaldata e con
flusso di elio a bassa pressione dovrei avere la mia camera laser.
Riassunto: un tubo contenente vapori di un sale scelto fra quelli
precedentemente detti in atmosfera d'elio. Ma a me servono vapori di
rame...allora disegniamo un alimentatore che tiri fuori due impulsi ad
alta corrente...uno per dissociare il sale e l'altro per "pompare" il
rame. Questo e quello che mi ricordo dei piani di cui discutevamo con
il mio professore tanto tempo fa. Ora:
1) Servirà un sistema risonante e il tedioso processo di allineamento
di specchi fragili costosi e simili? a lume di naso credo di ricordare
si tratti di un media super-radiante o almeno spero che cosi sia!!!
2) quanta energia serve per i  due impulsi? o meglio tradotto in
soldoni...che razza di condensatori mi serviranno assunto che
utilizzerò due trasformatori per neon da 8 kV a 50 mA? penso che
inviato questo articolo farò una stima precisa ma avere un secondo
parere fa sempre comodo.
3) Come genero la temporizzazione fra i due impulsi? e ben più
oscuro...quanto tempo fra un impulso e l'altro? Riguardo al primo
problema ho due ideine...o spark gap rotante o, più elegante, due
spark gap controllati da un impulso ad alta tensione ottenuto da un
accozzaglia di 555 e bobine di automobile...i triatron o meglio i
thyratrons costano troppo!!!! :(
4) per quel che mi ricordo dal rame dovrebbe essere possibile tirare
fuori una bella linea sul verde a circa 510 nm e una sul giallo a 578
nm. Ricordo correttamente?
5) Fra un po' farò una ricerca su internet vediamo se esiste niente
del genere...qualche articolo, qualche pubblicazione da cui trarre
spunto...ci sono letture consigliate?
Ringraziandovi nuovamente per l'aiuto porgo i miei più cordiali saluti
Gabriele

 Potassio bivalente????
Idem :
(2K+)(Cr2O7-)
Un ripasso di chimica non mi farebbe male!!!!  ;-))
Non c'era nulla di strettamente rigoroso nel mio discorso, era solo una
traccia o un breve racconto.
CIao Claudio

 Un ripasso di chimica non mi farebbe male!!!!  ;-))
Lo credo anch'io... R-)
Bye,
  -= Ginzo =-

 spunto...ci sono letture consigliate?
Qui dovresti trovare tutto quello che ti serve per il tuo progetto:
 
http://www.repairfaq.org/sam/laserccb.htm
   Home-Built Copper Chloride (CuCl) and Copper Bromide (CuBr) Laser
Strano però che gli alogenuri impiegati vengano definiti "cupric" o di
"copper(II)" (quindi CuX2), ma le formule mostrate nei titoli del sito
sono quelle degli alogenuri rameosi (CuX).  Bisognerebbe farlo notare
all'autore del sito (Sam Goldwasser).
Bye,
  -= Ginzo =-