miércoles, 30 de noviembre de 2016

Ven y conoce al M.A.S.E.R.

que es un maser?.





Es un dispositivo que produce y amplifica la radiación electromagnética principalmente en la región de microondas del espectro. 



El máser funciona según el mismo principio básico que el láser (el nombre del que está formado por el acrónimo de"amplificación de luz por emisión estimulada de radiación" y comparte muchas de sus características.




aqui el dr.Charles H. Townes y James P.Gordon.





El primer máser fue construido por el físico estadounidense Charles H. Townes y sus colegas en 1953.





 El nombre es unacrónimo derivado de "microondas (o molecular) amplificación por emisión estimulada de radiación".




Cuando una molécula o un átomo se hallan en un estado energético adecuado y pasan cerca de una onda electromagnética, ésta puede inducirles a emitir energía en forma de otra radiación electromagnética con la misma longitud de onda que refuerza la onda de paso y desencadena una cascada de fenómenos que llevan a aumentar mucho la intensidad del impulso original. En algunas nubes de materia interestelar excitada por la radiación de estrellas cercanas se produce el mismo fenómeno, que conduce a la formación de un intenso haz de radiación con longitud de onda bien definida.




oscilador del máser.




Un oscilador del máser requiere una fuente de átomos o moléculas excitadas y un resonador paraalmacenar su radiación. 



La excitación debe forzar más átomos o moléculas en elnivel de energía superior que en el inferior, con el fin para la amplificaciónpor emisión estimulada a predominar sobre la absorción. 



Para longitudes de onda de unos pocos milímetros o más, el resonador puede ser una caja de metal cuyas dimensiones se eligen de manera que sólo uno de sus modos de oscilacióncoincide con la frecuencia emitida por los átomos; es decir, el cuadro esresonante a la frecuencia particular, tanto como un tambor hervidor esresonante a alguna frecuencia de audio particular.



 Las pérdidas de tal resonador se pueden hacer bastante pequeñas, por lo que la radiación se puedealmacenar el tiempo suficiente para estimular la emisión de los átomossucesivos, ya que son excitados.



 Por lo tanto, todos los átomos se ven obligadas a emitir en una manera tal como para aumentar esta onda almacenada.



De salida se obtiene al permitir que parte de la radiación se escape a travésde un pequeño agujero en el resonador.





M.A.S.E.R de hidrogeno.




M.A.S.E.R
 de estado solido






se admite que hay mucho margen de mejora material. Se descomponemligeramente la solución orgánica mientras se calienta , pero el cristal imperfecto aún funcionaba.



dr. Mark Oxborrow.





El rendimiento de este máser es muy superior a sus predecesores. 



Los primeros másers sólo podían producir unos nanowatts de poder si se utilizan como osciladores . 



El máserpentaceno tiene una potencia de salida de -10 dBm ( 0,1 milivatios ) , que es100.000 veces más potente. 






esquema de paso  


Para entender el máser , tenemos que entender cómo funciona la cavidad máser . 

Es una llamada cavidad resonante, y tenemos un campo eléctrico en él también.



 La dirección del campo pasa a ser sur como estamos viendo ahora mismo , pero en un máser real que tendremos uncampo eléctrico que varía de forma sinusoidal . 



Por lo tanto , mientras que la dirección del campo es siempre perpendicular a la dirección del movimiento de nuestras moléculas de amoníaco , se cambia de sur a norte y viceversa todo eltiempo.








esquema del maser.








esquemas del laser.








aqui un ejemplo de como funciona un maser de diamante:









a) El sistema de máser diamante: Una muestra de diamante se fija dentro de una alta calidad de zafiro microondasresonador dieléctrico cargada en una cavidad cilíndrica coaxial. salidas de señal de microondas desde el acoplamiento en bucle al campo magnético modo TE01δ (estrellados círculos rojos).

 La matriz imán Halbach (la pared cilíndrica exterior) proporciona un campo magnético externo uniforme a lo largo del eje NV, que se fija perpendicular a la dirección axial de la cavidad. Los centros NV son bombeados por una luz de 532 nm (flecha verde).

 B) Los niveles de energía: de un centro de giro NV como funciones de un campo magnético B. La división de campo cero en B = 0 es de aproximadamente 2,87 GHz. El campo magnético se ajusta de tal manera que los ωS frecuencia de transición entre los estados y entra en resonancia con la frecuencia ωc modo de la cavidad.
C) El régimen de la bomba: Después de la excitación óptica con una luz de 532 nm (flechas verdes), el estado excitado 3E puede volver directamente al estado fundamental 3A2 a través de la emisión de fotones giro ahorradora a una velocidad de ~ 70 mu s-1, pero los estados excitado puede también de caer al estado singlete 1A1 a través de cruce entre sistemas a una velocidad de ~ 50 mu s-1 y rápidamente de caen al estado meta estable 1E, luego relajarse de nuevo a las tres diferentes estadosde tierra a una velocidad de ~ 1 microsegundo-1 en cada camino.



aqui un M.A.S.E.R moderno usado en el M.I.T


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