Общая характеристика лазеров

Слово лазер (laser) представляет аббревиатуру первых букв английского словосочетания Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - LASER, что в переводе на русский язык означает усиление света вынужденным излучением.

Лазером называется генератор электромагнитного, монохроматического, когерентного, высоконаправленного излучения в оптическом диапазоне длин волн, использующий для своей работы вынужденные (индуцированные, стимулированные) переходы в атомах, молекулах, ионах.

Монохроматичность означает излучение на строго фиксированной длине волны и характеризуется степенью монохроматичности, которая определяется отношением ширины линии лазерного излучения ∆λ к длине волны λ:

μ = ∆λ/ λ ≈ 10-7…..10-12

В природе нет других источников электромагнитного излучения с такой высокой степенью монохроматичности.

Когерентность лазерного излучения обусловлена генерацией излучения всеми частицами в одной и той же фазе или с постоянной разностью фаз. Она характеризуется определенными соотношениями между фазами электромагнитной волны в фиксированных точках пространства (пространственная когерентность) или во времени (временная когерентность).

Вообще когерентность связана с корреляцией характеристик поля излучения, образованного в одно и тоже время пространственно разнесенными источниками и называется пространственной когерентностью, или одним и тем же источником, но в разные моменты времени и называется временной когерентностью. Высокая степень временной когерентности лазерного излучения позволяет использовать его в технике для измерения длин волн, линейных и угловых скоростей, малых перемещений, для передачи информации. Пространственная когерентность обусловливает высокую направленность излучения и возможность фокусировки его на площадке малых размеров или на больших расстояниях.

Высокая направленность определяется углом расходимости, охватывающим основную часть излучаемой энергии и характеризует отклонение лазерного пучка от строго параллельного. Предельный угол расходимости оценивается дифракционным углом, равным:

φ = 1,22 λ/Д ≈ 10-4…..10-6 радиан,
где Д – диаметр выходной апертуры лазера.

Под оптическим диапазоном электромагнитных излучений понимается рентгеновский, ультрафиолетовый, видимый, инфракрасный диапазоны, в которых генерация лазерного излучения осуществляется при переходах возбужденных электронов в ионах, атомах и молекулах.

В настоящее время созданы тысячи разнообразных лазерных установок на различных активных средах:

— твердых,
— жидких,
— газообразных,
— плазменных,
— излучающих в широком диапазоне длин волн :
рентгеновском 10-5 – 100 нм.,
ультрафиолетовом 100 – 400 нм.,
видимом 400 – 760 нм.,
инфракрасном 760 – 106 нм.,

— работающих в различных временных режимах:
импульсном с длительностью импульса от долей секунды до десятков фемтосекунд (10-15 с.);
частотном, с частотой следования импульсов от единиц Гц. до десятков МГц.;
непрерывном от десятков секунд до нескольких лет;
с выходной мощностью излучения от мВт. до нескольких ТВт. и
с энергией излучения от мкДж. до нескольких МДж.

Лазеры позволяют получать огромную объёмную плотность энергии и мощности, сравнимую с объёмной мощностью ядерного взрыва 1018 Вт/см3. Указанные уникальные свойства лазерного излучения позволяют осуществлять строгую дозировку излучения, концентрировать его (фокусировать) в пространстве, во времени и в требуемом спектральном диапазоне.

---

распечатать

Похожие публикации

Области применения лазеров

Современная жизнь характеризуется широким внедрением лазеров практически во все отрасли науки и техники, промышленность, строительство, сельское хозяйство и т.п. Безусловно, одним из основных направлений применения лазеров является машиностроение. В настоящее время созданы лазерные...

Лазерное сканирование / Справочник
Подробнее...

Классификация лазеров

Современные лазеры можно разделить ПО АКТИВНОМУ ЭЛЕМЕНТУ на – твердотельные, – газовые, – жидкостные, – полупроводниковые, – газодинамические. К твердотельным лазерам относят лазеры на рубине, стекле, активированном неодимом, иттрий-алюминиевом гранате (ИАГ); пластмассах и других...

Лазерное сканирование / Справочник
Подробнее...

Назначение лазеров

Назначение (цель использования лазера) определяет выбор основных технических характеристик лазера и требования к его конструкции. В зависимости от того, какие свойства лазерного излучения используют для достижения поставленной цели, можно условно выделить три направления применения лазеров....

Лазерное сканирование / Справочник
Подробнее...

Программный комплекс ScanIMAGER

Программный комплекс ScanIMAGER предназначен для обработки результатов трехмерного лазерного сканирования применительно к архитектурным обмерам. Он построен по модульному принципу и поставляется в различных модификациях.
Подробнее...

Новочеркасский войсковой собор, полет по облаку точек

3D модель горельефа Е.В. Вучетича, ВДНХ, г.Москва

© Photorgammetria.ru, 2006—2018. Разработка и поддержка TCSE-CMS.com