Поляризационные свойства лазерного излучения

Излучение практически всех типов лазеров является поляризованным.

Поляризованным называют излучение, которое можно представить электрическим вектором, величина и направление которого в данной точке пространства закономерно меняются с течением времени. Свет, у которого направление и величина электрического вектора изменяются беспорядочно, называется неполяризованным или естественным светом. Если торцы активных элементов лазера находятся под углом Брюстера к оси пучка, то излучение является линейно поляризованным, при этом степень поляризации близка к 100% (угол Брюстера θ_Бр, для которого выполняется условие tgθ_Бр = n, где n — показатель преломления).

При линейной поляризации световые колебания происходят только в одном направлении, остающемся постоянным. Поляризованный свет при распространении в веществе может менять характер поляризации. Плотность поляризации может повертываться при отражении в оптически активных телах.

Свойство поляризации используется в устройствах управления лазерным излучением.

В полиграфии лазеры используются в принтерах, фотонаборных автоматах и устройствах CtP.

Безусловными и значительными достоинствами лазеров являются:

• эффективная фокусировка, высокая направленность, малая расходимость лазерного излучения;

• концентрация световой энергии в небольших объемах, громадная плотность энергии, малая зона энергетического (теплового) воздействия;

• большая дальность действия, высокая точность и разрешающая способность лазерного луча;

• формирование кратковременных импульсов света, значительная мощность лазерного излучения;

• монохроматичность, высокая стабильность частоты лазерных колебаний;

• малая длина волны, высокая частота лазерных колебаний, большая пропускная способность каналов оптической (лазерной) связи;

• широкий спектральный диапазон (от ультрафиолетовой до далекой инфракрасной области), обеспеченный промышленными (серийными) источниками лазерного излучения;

• эффективная гальваническая развязка (бесконтактное взаимодействие) источника лазерного излучения и объектов оптического воздействия;

• повышенная помехоустойчивость и помехозащищенность («скрытность») лазерной связи;

• возможность пространственной модуляции лазерного излучения, расширяющей функциональные возможности лазеров.

Конструктивные особенности лазеров

Лазеры различаются по следующим параметрам:

• рабочая среда, которой могут служить твердые диэлектрики, полупроводники, газы или жидкости;

• способ создания в среде инверсии населенностей или способ накачки (оптическая накачка, возбуждение электронным разрядом, интенсивная инжекция заряда, мощное электронное облучение, химическая накачка);

• конструкция резонатора;

• режим действия (непрерывный или импульсный).

Указанные различия напрямую определяют функциональные и технические возможности конкретных лазеров, влияют на их назначение и сферу применения.

Вещества и материалы, которые используются в лазерах в качестве активной среды, должны удовлетворять следующим основным требованиям:

• иметь четко выраженные энергетические уровни, позволяющие эффективно воспринимать энергию внешней накачки и с минимальными потерями преобразовывать ее в электромагнитное излучение;

• обладать высокой оптической однородностью, чтобы существенно уменьшить частичное поглощение (потери) света в лазерной (активной) среде;

• быть стойкими к перепадам температуры, влажности, к различным физико­химическим воздействиям;

• иметь высокую теплопроводность и малый коэффициент термического расширения;

• сохранять состав и свойства в процессе функционирования лазера.

Твердые лазерные материалы должны к тому же обладать высокой прочностью и не разрушаться при механической обработке (резке, шлифовке, полировке), выполняемой в процессе изготовления активных элементов (лазерных стержней).

Все используемые в экспонирующих модулях лазеры по природе их активной среды можно разделить на три большие группы:

газовые;

твердотельные;

полупроводниковые