
ответы на билеты по КСЕ / Особенности лазерного излучения и разновидно
.docОсобенности лазерного излучения и разновидности лазеров.
Лазеры породили новые технологии с уникальными возможностями. В чем же необыкновенные свойства лазерного излучения, лазерного луча?
Во-первых, лазерный луч распространяется, почти не расширяясь. Слово «почти» означает, что пучок лазерного света не совсем параллельный: существует угол расхождения, но он сравнительно мал — около 10 ^ (-5) рад и тем не менее, на больших расстояниях он ощутим: на Луне такой пучок, направленный с Земли, дает пятно диаметром примерно 3 км.
Во-вторых, свет лазера обладает исключительной монохроматичностью, т. е. он имеет только одну длину волны, один цвет. В отличие от обычных источников света, атомы которых излучают свет независимо друг от друга, в лазерах атомы излучают свет согласованно. Благодаря такому свойству лазерного луча стала возможной оптическая запись информации с высокой плотностью — крохотные оптические диски вмещают громадное количество информации — сотни мегабайт.
В-третьих, лазер — самый мощный источник света. В узком интервале спектра кратковременно (10 ^(-11)с) достигается мощность излучения 10 ^ 12— 10 ^ 13 Вт с одного квадратного сантиметра, в то время как мощность излучения Солнца с той же площади равна только 7 • 10 ^ 3 Вт, причем суммарно по всему спектру.
Разновидности лазеров
-
В 1960 г. Т. Мейман (США) создал первый лазер — рубиновый, работающий в импульсном режиме. Но все-таки это короткий световой импульс. Им можно пробить отверстие, сварить две металлические проволоки и сделать много других полезных дел.
-
газовые лазеры. Газовый лазер был создан почти одновременно с рубиновым, в том же 1960 г. Он работал на смеси гелия и неона. Современные газовые лазеры работают на многих газах и парах. Все они дают непрерывное излучение в очень широком диапазоне длин волн: от ультрафиолетового до инфракрасного света.
-
газодинамический лазер, похожий на реактивный двигатель. В его камере сгорания сжигается угарный газ (окись углерода) с добавкой топлива (керосина, бензина, спирта). Получившаяся при этом смесь газов состоит из углекислого газа, азота и паров воды. Проносясь между зеркалами, молекулы газа излучают энергию в виде световых квантов, рождая лазерный луч мощностью 150 — 200 кВт. И это мощность не отдельной вспышки, а постоянного, устойчивого луча, сияющего, пока у лазера не кончится горючее.
-
полупроводниковые лазеры тоже дают непрерывное излучение. Полупроводниковый лазер создал в 1962 г. американский ученый Р. Холл. На нем основана оптическая запись, о которой знают многие пользователи персональных компьютеров, державшие в руках лазерный диск, привлекательный не только своим внешним видом, но и своей информационной емкостью: на диске диаметром 12 см можно записать сотни тысяч страниц текста.
-
лазеры на красителях (жидкостные лазеры). Называются они так потому, что их рабочей жидкостью являются растворы анилиновых красителей в воде, спирте, кислоте и других растворителях. Жидкостные лазеры могут излучать импульсы света различной длины волны (от ультрафиолетового до инфракрасного света) и мощностью от сотен киловатт до нескольких мегаватт в зависимости от вида красителя.
Разрабатываются химические лазеры, в которых атомы переходят в возбужденное состояние при действии энергии накачки химических реакций. Большое внимание уделяется разработке мощных химических лазеров, преобразующих энергию химической реакции в когерентное излучение, и атомному лазеру, излучающему не свет, а пучок атомов.