Лазер: определение и физический принцип работы.
Ла́зер или опти́ческий ква́нтовый генера́тор - это устройство, преобразующее энергию накачки (световую, электрическую, тепловую, химическую и др.) в энергию когерентного, монохроматического, поляризованного (колебания в одной плоскости) и узконаправленного потока излучения.
Физической основой работы лазера служит явление вынужденного излучения. Суть явления состоит в том, что возбуждённый атом способен излучить фотон под действием другого фотона без его поглощения, если энергия последнего равняется разности энергий уровней атома до и после излучения. При этом излучённый фотон когерентен фотону, вызвавшему излучение (является его «точной копией»). Таким образом, происходит усиление света.
Три основные части любого лазера. Принцип формирования названия лазера.
В названии лазера упоминается жидкая, газообразная, твердая или электронная субстанция, которая используется для генерации излучения.
Полупроводниковый лазер — твердотельный лазер, в котором в качестве рабочего вещества используется полупроводник. Диодный лазер – лазер, построенный на базе диода. Если через область p-n перехода пройдёт фотон нужной частоты, он может вызвать вынужденную рекомбинацию с выделением второго фотона, причём его направление, вектор поляризации и фаза будут в точности совпадать с теми же характеристиками первого фотона (то есть получится лазерное излучение).
Наиболее известны в лазерной хирургии лазер на углекислом газе (или СО2-лазер) и неодимовый лазер. Виды высокоэнергетичных лазеров, используемых в медицине, имеют свои узкие области применения. Например, в офтальмологии применяются эксимерные лазеры – (ультрафиолетовые химические лазеры).
Фотоэлектрические преобразователи (определение). Световая и спектральная
характеристика
фотоэлементов
Внешний фотоэффект и фотоэлементы на его основе (дать определения)
Внешним фотоэффектом (фотоэлектронной эмиссией) называется испускание электронов веществом под действием электромагнитных излучений. Электроны, вылетающие из вещества при внешнем фотоэффекте, называются фотоэлектронами, электрический ток, образуемый ими при упорядоченном движении во внешнем электрическом поле, называется фототоком.
Группу приемников с внешним фотоэффектом составляют вакуумные и газонаполненные фотоэлементы и фотоумножители. Принцип действия фотоэлементов с внешним фотоэффектом заключается в том, что кванты света, достигая чувствительной поверхности фотокатода, вызывают эмиссию фотоэлектронов, которые под действием внешнего электрического поля создают фототок.
Вакуумные фотоэлементы имеют вид стеклянного баллона, на внутреннюю поверхность которого наносится светочувствительный слой из щелочных металлов. Катод занимает около половины внутренней поверхности баллона, а остальная прозрачная его часть служит входным световым окном. Анод фотоэлемента выполнен в виде металлического стержня, кольца или сетки и расположен в центре баллона.
Под действием светового потока фотокатод излучает поток электронов, которые при наличии между катодом и анодом постоянного напряжения создают фототок.
Достоинства: высокая чувствительность (фотоумножители, газонаполненные фотоэлементы) и высокое быстродействие (вакуумные фотоэлементы и фотоумножители). Недостатки: необходимость высоких питающих напряжений и существенные габариты.