Лазеры доклад по физике

24.09.2019 Кузьма DEFAULT 3 comments

Применение лазеров в метрологии и измерительной технике не ограничивается измерением расстояний. United States Department of Energy. Подробнее см. Основная статья: История изобретения лазеров. Наконец, луч лазера имеет строго определённую поляризацию. Большие возможности открываются перед лазерной техникой в биологии и медицине.

В условиях термодинамического равновесия населённость нижнего уровня N 1 всегда больше населённости верхнего N 2.

Изобретение лазера, использующего аммиак, позволило американским ученым Чарльзу Таунсу и Артуру Шавлову через два года начать разработку принципов лазера. Среда, в которой создана инверсная населенность уровней, называется активной. Оно резко отличается от спонтанного излучения.

Поэтому волна теряет больше энергии, чем приобретает, т. При этом вынужденные переходы E 2? E 1 преобладают и поставляют в световую волну больше энергии, чем теряется в результате переходов E 1? Световая волна в этом случае не ослабляется, а усиливается.

Рыночная система отношений рефератРеферат на тему налоговая реформа петра 1
Реферат учет собственного капиталаЭссе 1 сигареты купить

Рубиновый лазер работает в импульсном режиме. В газовых лазеры доклад по физике этого типа рабочим веществом является, газ.

В них энергия для излучения заимствуется от электрического тока. Лазеры используют во многих сферах деятельности. Ведь лазер это удивительный источник света. Лазеры, конечно, при желании могут применяться в качестве экстравагантных светильников. Большие возможности открываются перед лазерной техникой в биологии и медицине. В высоковольтном электрическом разряде вследствие соударений с электронами значительная часть атомов гелия переходит в верхнее метастабильное состояния E 2.

Возбужденные атомы гелия неупруго сталкиваются с атомами неона, находящимися в основном состояние, и передают им свою энергию.

Недостаток энергии компенсируется за счет кинетической энергии соударяющихся атомов. На уровне E 4 неона возникает инверсная населенность по отношению к уровню E 3который сильно обедняется за счет спонтанных переходов на ниже расположенные уровни. При достаточно высоком уровне накачки в смеси гелия и неона начинается лавинообразный процесс размножения идентичных когерентных фотонов.

  • Первый квантовый генератор оптического диапазона был создан Т.
  • Материал из Википедии — свободной энциклопедии.
  • Идея использования неравновесных сред для получения оптического усиления впервые была высказана В.
  • Прохоров и независимо от них американский ученый Ч.

Если кювета со смесью газов помещена между высокоотражающими зеркалами, то возникает лазерная генерация. Современные высокостабильные гелий-неоновые лазеры производятся в моноблочном исполнении. Для этого используется стеклообразное вещество — ситалл, обладающий практически нулевым температурным коэффициентом расширения. В куске ситалла в форме прямоугольного параллелепипеда просверливается канал, к торцам которого на оптическим контакте приклеиваются лазерные зеркала.

Канал заполняется смесью гелия физике неона. Катод и анод вводятся лазеры доклад по физике требования к работам сафу боковые каналы. Такая моноблочная конструкция обеспечивает высокую механическую и тепловую стабильность. Лазер, ОКГ, оптический квантовый генератор - англ. Лазеры или оптические квантовые генераторы ОКГ - это современные когерентные источники излучения, обладающие целым рядом уникальных свойств.

Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта квазаров, галактиккогда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик собственно линза.

В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника. Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 10 11. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.

Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, лазеры доклад, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности.

Московский рабочий г. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта квазаров, галактик , когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик собственно линза. Майманом США в г.

Существуют и другие методы накачки газодинамические, заключающиеся в резком охлаждении предварительно нагретых газов ; фотодиссоциациячастный случай химической накачки и др. Классическая трёхуровневая система накачки рабочей среды используется, например, в рубиновом лазере. Из-за влияния электрического поля кристаллической решётки корунда внешний энергетический уровень хрома E 2 расщеплён см.

Именно это делает возможным использование немонохроматического излучения в качестве накачки физике. При этом атом переходит из основного состояния с энергией E 0 в возбуждённое с энергией около E 2. Возникает возможность осуществления индуцированного излучения под воздействием других случайных фотонов. Как только атомов, находящихся в метастабильном состоянии, становится больше, чем в основном, начинается процесс генерации [17] [20].

Следует отметить, что создать инверсию населённостей атомов хрома Cr с помощью накачки непосредственно с уровня E 0 санкции сша против рф реферат уровень E 1.

Это связано с тем, что если поглощение и вынужденное излучение происходят между двумя уровнями, то оба эти процесса протекают с одинаковой скоростью.

Поэтому в данном случае накачка может лишь уравнять населённости двух уровней, чего недостаточно для возникновения генерации [9].

Вынужденное излучение происходит при переходе атома между уровнями E 2 и E 1. Преимущество этой схемы заключается в том, что в данном случае легко выполнить условие инверсной населенности, так как время жизни верхнего рабочего уровня E 2 на несколько порядков больше времени жизни нижнего уровня E 1. Это физике снижает требования к источнику накачки [17]. Кроме того, подобная лазеры доклад позволяет создавать физике лазеры, работающие в непрерывном режиме, что очень важно для некоторых применений [15].

Зеркала лазера не только обеспечивают существование положительной обратной связи, но и работают как резонатор, поддерживая одни генерируемые лазером модысоответствующие стоячим волнам данного резонатора [21]и подавляя другие [16]. Если на оптической длине L резонатора укладывается целое число полуволн n :. Все остальные волны с близко расположенными частотами постепенно гасят друг друга. Таким образом, спектр собственных частот оптического резонатора определяется соотношением:.

Лазеры доклад по физике 7219

Интервалы между соседними частотами резонатора одинаковы и равны. Линии в спектре излучения в силу различных причин доплеровское уширениевнешние электрические и магнитное поля, квантовомеханическое эффекты и др. В этом случае излучение лазера будет многомодовым [22]. Синхронизация этих мод позволяет добиться того, чтобы излучение представляло собой последовательность лазеры доклад по физике и мощных импульсов. Условие усиления тогда принимает вид [16] :.

Это приводит к тому, что интенсивность пучка лучей лазера различна в разных точках плоскостиперпендикулярной этому пучку.

Здесь наблюдается система светлых пятен, разделённых тёмными узловыми линиями. Для устранения этих нежелательных эффектов используют различные диафрагмырассеивающие нити, а также применяют различные лазеры доклад по физике оптических резонаторов [23]. В силу уникальных свойств излучения лазеров, они широко применяются во многих отраслях науки и техники, а также в быту проигрыватели компакт-дисковлазерные принтерысчитыватели штрихкодовлазерные указки и пр.

Легко достижимая высокая плотность энергии излучения позволяет производить локальную термическую обработку и связанную с ней механическую обработку резкусваркупайкугравировку.

Точный контроль зоны нагрева позволяет сваривать материалы, которые невозможно сварить обычными способами к примеру, керамику и металл. Басов и А. Прохоров и независимо от них американский физик Ч. Чтобы создать лазер или оптический квантовый генератор — источник когерентного света необходимо:.

Только тогда можно получить усиление света за счет вынужденных переходов. Первым квантовым генератором был рубиновый твердотельный лазер. Также были созданы: газовые, полупроводниковые, жидкостные, газодинамические, кольцевые бегущей волны.

Лазеры нашли широкое применение в науке — основной инструмент в нелинейной оптикекогда вещества прозрачные или нет для потока обычного света меняют свои свойства на противоположные.

Урок 462. Вынужденное излучение. Лазеры

Лазеры позволили осуществить новый метод получения объемных и цветных изображений, названный голографией. Лазеры широко применяются в медицинеособенно в офтальмологиихирургии и онкологииспособные создать малое пятно, благодаря высокой монохроматичности и направленности. В офтальмологии лазерное излучение с энергией 0,2 — 0,3 дж позволяет осуществлять ряд сложных операций, не нарушая целостности самого.

В г.

8242130

Прохоровым создал первый квантовый генератор на пучке молекул аммиака. Прохоров Александр Михайлович г. В гг. Первый квантовый генератор оптического диапазона был создан Т. Майманом США в г.

Лазеры доклад по физике 2861

В качестве источника излучения в нём использовался кристалл искусственного рубина, генератор работал в импульсном режиме. Главная причина стремительного роста внимания к лазерам кроется, прежде всего, в исключительных свойствах этих приборов. Уникальные свойства лазеров - монохроматичность строгая одноцветностьвысокая когерентность согласованность колебанийострая направленность светового излучения. Первым квантовым генератором света, действующим в непрерывном режиме, стал газовый лазер, который работал на нейтральных атомах смеси гелия и неона.

Схема газового лазера представлена лазеры доклад по физике рис. Инверсное состояние создается в смеси двух газов: гелия с парциальным давлением Па 1 мм рт. Схема расположения уровней атомов Не и Nе показана на рис. Излучательный переход в основное состояние с уровня 2s для атомов гелия запрещен. Трубка помещается между зеркалами с диэлектрическими покрытиями, что обеспечивает лазеры доклад по физике коэффициент отражения от этих зеркал на частоте генерации.

Полупроводниковые лазеры отличаются от газовых и твердотельных тем, что излучающие переходы происходят в полупроводниковом материале не между дискретными энергетическими состояниями электрона, а между парой широких энергетических зон.

398653

Поэтому переход электрона из зоны проводимости в валентную зону с последующей рекомбинацией приводит к излучению, лежащему в относительно широком спектральном интервале и составляющему несколько десятков нанометров, что намного шире полосы излучения газовых или твердотельных лазеров. Рассмотрим собственный полупроводник. В условиях термодинамического равновесия валентная зона полупроводника полностью заполнена электронами, а зона проводимости пуста.

Падающее излучение поглощается в лазеры доклад по физике, так как образуются электронно-дырочные пары. Одновременно с процессом образования электронно-дырочных пар протекает процесс их рекомбинации, сопровождающийся образованием кванта электромагнитного излучения. Согласно правилу Стокса - Люммля энергия излученного кванта меньше по сравнению с энергией генерирующего кванта. Разница между этими энергиями преобразуется в энергию колебательного движения атомов кристаллической решетки.

Лазеры. Основы устройства и их применение