Читайте также:
|
«Лазер – це пристрій, у якому енергія, наприклад, теплова, хімічна або електрична перетворюється в енергію електромагнітного поля – лазерний промінь. При такому перетворенні частина енергії неминуче губиться, але важливо те, що отримана в результаті лазерна енергія має незрівнянно більш високу якість. Якість лазерної енергії визначається її високою концентрацією і можливістю передачі на значні відстані. Лазерний промінь можна сфокусувати в крихітну плямочку діаметром порядку довжини світлової хвилі й одержати щільність енергії, що перевищує вже на сьогоднішній день щільність енергії атомного вибуху. За допомогою лазерного випромінювання вже вдалося досягти самих високих значень температури, тиску, напруженості магнітного поля. Нарешті, лазерний промінь є самим ємним носієм інформації й у цій ролі – принципово новим засобом його передачі й обробки». Ця характеристика, яку дав винахідник лазера академік М.Г. Басов, найбільш точно і повно характеризує його геніальний винахід.
Слово «лазер» - це абревіатура англомовного терміну Light Amplification by the Stimulated Emission – підсилення світла шляхом вимушеного випромінення.
Але що ж таке цей дивний лазерний промінь і як він створюється? У чому ж причина дивних властивостей лазерного променя? Для пояснення цих властивостей є спеціальний термін – когерентність. Світло лампи розжарювання некогерентне, а лазерне випромінювання – когерентне.
Потік світла, що поширюється від будь-якого джерела, – це сумарний результат висвітлювання безлічі елементарних випромінювачів, якими є окремі атоми чи молекули тіла, що світиться. У випадку лампи розжарювання кожен атом-випромінювач висвітлюється без узгодження з іншими атомами-випромінювачами, тому в цілому виходить світловий потік, який можна назвати внутрішньо неупорядкованим, хаотичним. Це і є некогерентне світло. У лазері ж гігантська кількість атомів-випромінювачів висвітлюється узгоджено – в результаті виникає внутрішньо упорядкований світловий потік. Це і є когерентне випромінювання [29].
Але відразу виникають питання:
- як виникає взаємне узгодження висвітлювань різних атомів?
- чому узгодження є в лазері і немає в лампі розжарювання?
- що таке внутрішньо упорядкований і неупорядкований світловий потік?
На рис.4.1, а зображено фотони, які не узгоджені один з одним – некогерентний світловий потік, а на рис.4.1, б – узгоджені по фазі і напрямку, що мають однакову частоту. Це і є когерентне світло.
а) б)
Рисунок 4.1 – Оптичне випромінювання:
а) некогерентний світловий потік, б) когерентний світловий потік
Внутрішньо упорядкований або когерентний світловий потік відрізняється високою монохромністю, тобто суворо визначеною частотою і винятково малою розходимістю.
Якщо Dn - розкид частот, а n - середнє значення частоти потока світла, то чим менше відношення 
, тим вище ступінь монохромності світла. У лазерних променів = 
… 
і може в окремих випадках досягати 
. Практично це випромінювання можна розглядати як одночастотне.
Кут розбіжності при довжині хвилі, яка вимірюється мікронами, у діаметрі променя, що вимірюється міліметрами, складає приблизно 
рад. Когерентні лазерні пучки дозволяють здійснювати дуже високу концентрацію світлової енергії в просторі. Так, лазер СО генерує енергію, що приблизно дорівнює 1 кВт при діаметрі променя 1мм. Інтенсивність такого пучка складає 
Вт/см 
. Для порівняння, інтенсивність сонячного світла поблизу земної поверхні складає усього 0,1 Вт/см .
Потужність лазерного імпульсу можна значно підвищити за рахунок зменшення його тривалості. Так, при тривалості імпульсу с, потужність може досягати 
Вт.
Сучасна лазерна техніка дозволяє регулювати тривалість, енергію і навіть форму лазерних імпульсів, а також частоту їх проходження.
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 87 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |