Итоги лекции N 15

  1. Лазер, или оптический квантовый генератор - это устройство, генерирующее когерентные электромагнитные волны за счет вынужденного испускания света активной средой, находящейся в оптическом резонаторе.
  2. Вынужденное излучение возникает, если на атом, находящийся в возбужденном состоянии с энергией Е2, воздействует фотон с частотой, удовлетворяющей условию: , где Е1 - энергия основного состояния. Вынужденное излучение строго когерентно с вынуждающим излучением.
  3. Если на уровне Е2 находится больше электронов, чем на уровне Е1, то такое состояние активной среды называют состоянием с инверсией населенности. В этом случае процесс вынужденного излучения будет преобладать над процессом поглощения света.
  4. Для возникновения лазерного излучения необходимо наличие положительной обратной связи, осуществляемой за счет оптического резонатора. Простейший оптический резонатор состоит из двух плоских зеркал, параллельных друг другу. Активная среда в состоянии с инверсией населенности расположена между этими зеркалами.
  5. Процесс создания инверсии населенности называется накачкой. Существуют различные виды накачки. В твердых телах и жидкостях используют оптическую накачку. В этом случае для создания инверсии населенности необходимо, по крайней мере, три энергетических уровня атомов активной среды.
  6. Для всех лазеров характерны следующие особенности излучения:

1) большая временная и пространственная когерентность (время когерентности τ ~ 10-3 с, что соответствует длине когерентности l = с · τ = 105 м;

2) строгая монохроматичность: Δλ ~ 10-11 м;

3) большая плотность потока энергии;

4) очень малое угловое расхождение (от 5·10-4 радиан до 4·10-2 радиан).

  1. Особенности лазерного излучения находят самое разнообразное применение. Используется как нерезонансное воздействие мощных лазерных пучков на вещество, так и резонансное воздействие на атомы и молекулы, вызывающие различные фотостимулированные реакции.
  2. С появлением лазеров стало возможным экспериментальное воплощение и дальнейшая разработка голографии. Голография - это способ записи и восстановления волнового поля, основанный на регистрации интерференционной картины, которая образована волной, отраженной предметов, освещаемым источником света (предметная волна), и когерентной с ней волной, идущей непосредственно от источника света (опорная волна).

 


 

ЭЛЕМЕНТЫ ФИЗИКИ ЯДРА И ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ