Rambler's Top100 Service
Поиск   
 
Обратите внимание!   Посетите Сервер по Физике Обратите внимание!
 
  Наука >> Физика >> Общая физика >> Оптика | Популярные статьи
 Написать комментарий  Добавить новое сообщение
 См. также

Научные статьиЭндоскопическое применение хирургических лазеров при стойких обструктивных процессах в гортанной части глотки, гортани и трахее у детей

Научные статьиЭндоскопическое применение хирургических лазеров при стойких обструктивных процессах в гортанной части глотки, гортани и трахее у детей: (1)

Научные статьиЛечение поражений аногенитальной области, вызванных папилломавирусной инфекцией: Заболевания, ассоциированные с ВПЧ

Научные статьиЛазерная медицина в оториноларингологии : Лазерная медицина в отриноларингологии

Научные статьиПрименение лазерной хирургической установки "Глассер" (l = 1,54 мкм) в оториноларингологии: лазерное излучение, взаимодействие с биотканями, оториноларингология, методики применения

ФотографииЛазерная родинка

Научные статьиМикроциркуляторные расстройства и возможности их коррекции низкоэнергетическим лазерным излучением у больных вазомоторным ринитом в детском возрасте: Литература:

Научные статьиСовременное состояние проблемы лечения детей с респираторным папилломатозом: ИАГ-гольмиевого лазера

НовостиТрехфотонные переходы

Научные статьиПрименение лазерной хирургической установки "Глассер" (l = 1,54 мкм) в оториноларингологии: Применение лазерной хирургической установки Глассер в оториноларингологии

Популярные заметкиНобелевская премия по физике 2000 г.

Научные статьиСовременное состояние проблемы лечения детей с респираторным папилломатозом: Литература:

Научные статьиВспомогательный хетчинг: показания, применение, результаты (обзор литературы): хэтчинг

Научные статьиЛазерная медицина в оториноларингологии : Лазерная хирургия

Популярные статьиГолографическая интерферометрия: Заключение

Популярные статьиНелинейная оптика изотропных сред с нарушенной зеркальной симметрией и проблема хиральной чистоты биоорганического мира: Нелинейная оптика изотропных сред с нарушенной зеркальной симметрией и проблема "хиральной чистоты" биоорганического мира

Лазеры и их применение

М. Ф. Сэм (Ростовский государственный университет, Ростов-на-Дону)
Опубликовано в Соросовском образовательном журнале, N 6, 1996 г.
Содержание

Свойства лазерного излучения

В настоящее время лазеры перекрывают диапазон от ультрафиолета до субмиллиметровых волн, достигнуты первые успехи в создании рентгеновских лазеров, созданы перестраиваемые по частоте лазеры.
Мощность лазерного излучения в непрерывном режиме может быть порядка 105-106 Вт, в импульсном - до 1012-1013 Вт, при этом удается достичь интенсивностей порядка 1012-1016 Вт/cм2. Существенно, что эти мощности могут быть сконцентрированы в чрезвычайно узких спектральных и временных интервалах.
Длительность импульса излучения в лазерах, работающих в режиме синхронизации мод, может составлять 10-12-10-13 с и специальными методами доводиться до 10-15 с (за это время свет проходит всего 3*10-5 см), то есть лазеры обладают удивительно высокой степенью концентрации энергии во времени.
Монохроматичность лазерного излучения, определяемая как $\Delta \nu_{\Box} / \nu_0$ ($\Delta \nu_{\Box}$ - ширина линии генерации, $\nu_0$ - ее центральная частота), при работе лазера на одной частоте и в непрерывном режиме в принципе ограничена шумами [Советская энциклопедия, 1969, Тарасов Л.В., 1981]. Используя специальные методы стабилизации, удается получить относительную стабильность частоты $\Delta \nu_{\Box} / \nu_0 = 10^{-12} - 10^{-13} (\Delta \nu_{\Box} = 50-500 Гц)$ [Брюннер В., Юнге К., 1991].
В случае лазера, работающего в многомодовом режиме, монохроматичность связана с числом генерируемых мод и может составлять несколько гигагерц. В импульсном режиме работы минимальная ширина линии ограничена величиной, обратной длительности импульса.
Высокая степень монохроматичности лазерного излучения определяет высокую спектральную плотность энергии - высокую степень концентрации световой энергии в очень малом спектральном интервале. Высокая монохроматичность облегчает фокусировку лазерного излучения, поскольку при этом хроматическая аберрация линзы становится несущественной.
Когерентность. Лазеры обладают чрезвычайно высокой по сравнению с другими источниками света степенью когерентности излучения, временной и пространственной.
Напомним, что временная когерентность определяется временем tk, в течение которого излучение, испущенное из одной точки источника (или приходящие в данную точку пространства), остается когерентным (скажем, дает интерференционную картину в интерферометре Майкельсона). Пространственная когерентность определяется как когерентность излучения, испущенного из разных, находящихся на некотором расстоянии друг от друга точек источника, и может быть определена по контрасту интерференционных полос в известном опыте Юнга с двумя щелями.
При работе лазера в одномодовом режиме достигается полная пространственная когерентность, что определяет высокую направленность лазерного излучения и делает возможным его фокусировку в пятно чрезвычайно малых размеров (порядка длины волны).
Временная когерентность, связанная с монохроматичностью (время когерентности $t_k = 1 / \Delta \nu_{\Box}$), оказывается тоже очень высокой. Так, для непрерывно работающего лазера на He-Ne в одночастотном режиме при $\Delta \nu_{\Box} \approx 1 кГц t_k = 10^{-3} c$ и длина когерентности lk = tkc (с - скорость света) составляет 3*107 см (300 км), в то время как для нелазерных источников света (например, натриевая лампа) tk = 10 c (lk = 3 см). Таким образом, с использованием лазеров можно наблюдать интерференционную картину даже при разности хода лучей в несколько километров.
Направленность лазерного излучения во многом определяется тем, что в открытом резонаторе могут возбуждаться только такие волны, которые направлены по оси резонатора или под очень малыми углами к ней. При высокой степени пространственной когерентности угол расходимости лазерного луча $\theta$ может быть сделан близким к пределу, определяемому дифракцией. Типичные значения $\theta$ составляют: для газовых лазеров (0,5-5)*10-3 радиан, у твердотельных (2-20)*10-3 радиан, у полупроводниковых (5-50)*10-2 радиан [Брюннер В., Юнге К., 1991].
Яркость. Благодаря высокой направленности лазерные источники света обладают очень высокой яркостью, из-за чего на мишени можно получить очень большую интенсивность света. Так, гелий-неоновый лазер с мощностью всего 10 мВт и расходимостью излучения 3*10-4 радиан при площади пучка 0,1 см2 имеет яркость 106 Вт/(см2*стерадиан), что во много раз превышает яркость Солнца (130 Вт/(см2 стерадиан)). (Отсюда выражение, что лазер ярче тысячи солнц.)
Перечисленные выше свойства делают лазеры уникальными источниками света и определяют возможность их многочисленных применений.

Назад | Вперед


Написать комментарий
 Copyright © 2000-2015, РОО "Мир Науки и Культуры". ISSN 1684-9876 Rambler's Top100 Яндекс цитирования