22

Министерство общего и профессионального образования российской федерации

СЕВЕРО - ЗАПАДНЫЙ ЗАОЧНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

КАФЕДРА ПРИБОРОВ КОНТРОЛЯ И СИСТЕМ

ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

 ЛАЗЕРНАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ

Рабочая программа

Методические указания к изучению курса

Задания на контрольную работу

Факультет машиностроительный

Специальность 190100 - Приборостроение

Специализация: 190105 - Контрольно-измерительные приборы и системы

190120 - Приборы и системы таможенного, экспортного и импортного контроля

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

1999

Утверждено редакционно-издательским советом института

УДК 621.378.001

Поляков В.Е. Лазерная техника и технология. Рабочая программа, методические указания, задания на контрольную работу.- СПб.: СЗПИ, 1999. - стр. 23

Курс охватывает основные разделы лазерной техники, включающие: свойства лазерного излучения, основные принципы работы лазеров, характеристики лазерного излучения, управление характеристиками лазерного излучения, типы лазеров и применение лазеров в технологии, голографии и спектроскопии.

Приведена рабочая программа курса, даны методические указания к его изучению, представлены варианты заданий на контрольную работу.

Рассмотрено на заседании кафедры приборов контроля и систем экологической безопасности 24 декабря 1998 года и одобрено методической комиссией машиностроительного факультета 28 декабря 1998 года.

Р е ц е н з е н т ы: кафедра приборов контроля и систем экологической безопасности ( зав.каф. Потапов А.И., д-р техн. наук, проф., Курчавова Т.П., канд. техн. наук., доц.), Воробьев Е.А., д-р.техн. наук., проф. член-корр. РИА.

Составитель: Поляков В.Е., д-р техн. наук., проф.

 Северо-Западный заочный политехнический институт,1999

1. Рабочая программа (98 часов)

Введение (2 часа)

Использование лазерных источников света в контрольно-измерительных приборах, в различных областях научной и технической оптики. Исторический анализ развития и создания лазеров. Уникальность свойств лазерного излучения. Типы лазеров на органических и неорганических веществах. Настоящее и будущее лазеров. Общие задачи курса по изучению лазерной техники и лазерной технологии.

1.1. ЛАЗЕРНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (8 часов).

Свойства лазерного излучения. Световые волны. Оптические единицы. Электромагнитный спектр. Плоские и сферические волны. Принцип суперпозиции. Монохроматичность лазерного излучения. Направленность (высоколимированное излучение) лазерного источника. Принципы Гюйгенса и дифракция. Яркость лазерного излучения. Радио и фотометрические величины. Интерференция света. Пятнистая структура лазерного излучения. Когерентность лазерного излучения. Измерение когерентности. Опыт Юнга, интерферометр Фабри-Перо, интерферометр Майкельсона.

Поляризация, виды поляризации, преобразователи поляризации, поляризация лазерного излучения.

1.2. ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ЛАЗЕРА. АКТИВНАЯ СРЕДА

(6 часов).

Дискретные энергетические состояния атома и перехода между ними. Квантовые числа. Правила отбора и время жизни атома в возбужденном состоянии. Излучение и поглощение света, происходящее между атомами и молекулами на примере двухуровневой энергетической системы. Закон Бэра. Спонтанное излучение, вынужденное поглощение, вынужденное излучение. Соотношения Эйнштейна. Поглощение и коэффициенты усиления слабого сигнала. Инверсная населенность.

1.3.ЛАЗЕРНАЯ НАКАЧКА (6 часов).

Оптические резонаторы. Закон Больцмана и населенность энергетических уровней. Создание инверсной населенности: двухуровневая накачка. Оптическая накачка трех- и четырехуровневых систем. Оптическая обратная связь. Лазерный резонатор. Коэффициент усиления при двухкратном прохождении резонатора. Пороговые условия стимулированной генерации. Формирование пучка в резонаторе. Условие устойчивости. Типы лазерных резонаторов.

1.4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (6 часов).

Уширение линий поглощения и излучения. Доплеровское уширение. Столкновительное уширение. Естественное (радиационное) уширение. Однородное и неоднородное уширение. Лазерные моды. Продольные моды лазера. Коэффициент добротности. Продольно-поперечные моды лазера Скорость накачки. Колебания значения коэффициента усиления. Выходная мощность. Пичковый режим генерации. Насыщение усиления в лазерах с неоднородным и однородным уширением линии излучения.