ЛАЗЕР.1 Лазер,источник электромагнитного излучения видимого, инфракрасного и ультрафиолетовогодиапазонов, основанный на вынужденномизлучении атомов и молекул.Слово лазер составлено из начальных букв аббревиатура слов английской фразы Light Amplification by StimulatedEmission of Radiation , что означает усиление света в результатевынужденного излучения . Первый лазер был создан в 1960 году- и сразу началось бурное развитие лазерной техники. Всравнительно короткое время появились различные типы лазеров и лазерныхустройств предназначенных для решения конкретных научных и технических задач.2 Строение лазера Лазер - источник света. Посравнению с другими источниками света лазер обладает рядом уникальных свойств,связанных с когерентностьюи высокой направленностью его излучения.
Излучение нелазерных источников света не имеет этих особенностей. Сердце лазера - его активныйэлемент.У одних лазеров он представляет собой кристаллический или стеклянный стержень цилиндрической формы.
Удругих - это отпаянная стеклянная трубка, внутри которой находится специальноподобранная газовая смесь. У третьих - кювета со специальной жидкостью.Соответственно различают лазеры твердотельные, газовые и жидкостные.При нагреваниилюбое тело начинает испускать тепло. Однако излучение теплового источникараспространяется по всем направлениям от источника, т. е. заполняет телесныйугол 2p рад. Формирование направленного пучка от такого источника,осуществляемое с помощью системы диафрагм или оптических систем, состоящих излинз и зеркал, всегда сопровождается потерей энергии.
Никакая оптическаясистема не позволяет получить на поверхности освещаемого объекта мощностьизлучения большую, чем в самом источнике света.3 Принцип работы лазера. Возбужд нный атом может самопроизвольно спонтанно перейти на один изнижележащих уровней энергии, излучив при этом квант света см. Атом .Световые волны, излучаемые нагретыми телами, формируются именно в результатетаких спонтанных переходов атомов и молекул.
Спонтанное излучение различныхатомов некогерентно. Однако, помимо спонтанного испускания, существуютизлучательные акты др. рода. При распространении в среде световой волны счастотой v, соответствующей разности каких-либо двух энергетических уровней E1,E2 атомов или молекул среды hn E2 - E1,где h - Планкапостоянная , к спонтанному испусканию частиц добавляются др.радиационные процессы.Атомы, находящиеся на нижнем энергетическом уровне E1,в результате поглощения квантов света с энергией hn переходят на уровеньE2 рис. 2, а . Число таких переходовпропорционально r n N1, где r n - спектральная плотность излучения в эрг см3, N1- концентрация атомов, находящихся на уровне E1 насел нностьуровня . Атомы, находящиеся на верхнем энергетическом уровне E2,под действием квантов hn вынужденно переходят на уровень E1 рис. 2, б . Число таких переходов пропорционально r n N2, где N2 - концентрация атомовна уровне E2. В результате переходов E1 ?E2 волна теряет энергию, ослабляется.
В результате же переходов E2? E1 световая волна усиливается.
Результирующее изменениеэнергии световой волны определяется разностью N2 - N1 .В условиях термодинамического равновесия насел нность нижнего уровня N1всегда больше насел нности верхнего N2. Поэтому волна теряетбольше энергии, чем приобретает, т. е. имеет место поглощение света.Однако внекоторых специальных случаях оказывается возможным создать такие условия,когда возникает инверсия насел нностей уровней E1 и E2,при которой N2 gt N1. При этом вынужденныепереходы E2 ? E1 преобладают и поставляют всветовую волну больше энергии, чем теряется в результате переходов E1? E2. Световая волна в этом случае не ослабляется, аусиливается. 4 Виды лазеров. Рубиновый лазер работает в импульсном режиме. Существуют такжелазеры непрерывно го действия.В газовых лазерах этого типа рабочимвеществом является, газ. Атомы рабочего вещества возбуж даются электрическимразрядом.Применяются и полупроводнико вые лазерынепрерывного действия.
Они созданы впервые в нашей стра не. В них энергия дляизлучения заимствуется от электрического тока.Созданы очень мощные газоди намическиелазеры непрерывного действия на сотни киловатт. В этих лазерах перенаселенность верхних энергетических уровней создается ! прирасширении и адиабатном охлаждении сверхзвуковых газовых потоков, нагретых донескольких тысяч кельвин.5 Лазерыиспользуют во многих сферах деятельности. Ведь лазер это удивительный источниксвета.
Лазеры, конечно, при желании могут применяться в качествеэкстравагантных светильников.
Однако использовать лазерный луч в целяхосвещения нерационально. Большиевозможности открываются перед лазерной техникой в биологии и медицине. Лазерныйлуч применяется не только в хирургии например, при операциях на сетчаткеглаза как скальпель, но и в терапии.Интенсивноразвиваются методы лазерной локации и связи.
Локация Луны с помощью рубиновыхЛ. и спец. уголковых отражателей, доставленных на Луну, позволила увеличитьточность измерения расстояний Земля - Луна до нескольких см.Полученыобнад живающие результаты в направленном стимулировании химических реакций. Спомощью Л. можно селективно возбуждать одно из собственных колебаний молекулы.Оказалось, что при этом молекулы способны вступать в реакции, которые нельзяили затруднительно стимулировать обычным нагревом.С помощью лазерной техники интенсивноразрабатываются оптические методы обработки передачи и хранения информации,методы голографической записи информации, цветное проекционноетелевидение.6 Заключение.
За последнее время в России и за рубежом были проведены обширныеисследования в области квантовой электроники. созданы разнообразные лазеры, атакже приборы , основанные на их использовании.Лазеры теперь применяютсяв локации и в связи, в космосе и наземле, в медицине и строительстве, в вычислительной технике и промышленности, ввоенной технике.
Появилось новое научное направление - голография, становлениеи развитие которой также немыслимо без лазеров. Создание лазеров- примертого, как развитие фундаментальной науки приводит к гигантскому прогрессу всамых различных областях техники и технологии. Министерство общего образованияРоссийской Федерации МОУ СИВИНСКАЯ СРЕДНЯЯ ШКОЛА Направление Физика РЕФЕРАТ НА ТЕМУ ЛАЗЕРЫ. ОСНОВЫ УСТРОЙСТВА И ИХПРИМЕНЕНИЕ Выполнил ученик Миронов Евгений. 11 б класс.Предмет Физика.Преподаватель Сива 2003 год.