Глава четвертая ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРОВПрежде всего следуетотметить, что исследования взаимодействия лазерного излучения с веществомпредставляют исключительно большой научный интерес. Лазеры находятширокое применение в современных физических, химических и биологическихисследованиях, имеющих фундаментальный характер.Ярким примером могут служитьисследования в области нелинейной оптики.Как уже отмечалось, лазерноеизлучение, обладающее достаточно высокой мощностью, может обратимо изменятьфизические характеристики вещества, что приводит к различ иым нелинейно-оптическимявлениям.Лазер дает возможность осуществлятьсильную концентрацию световой мощности впределах весьма узких частотных интервалов при этом возможна также плавнаяперестройка частоты.
Поэтому лазеры широко применяются для получения и исследованияоптических спектров веществ.Лазерная спектроскопия отличаетсяисключительно высокой степенью точности высоким разрешением . Лазеры позволяюттакже осуществлять избирательное возбуждение тех или иных состояний атомов имолекул, избирательный разрыв определенных химических связей.
В результатеоказывается возможным инициирование конкретных химических реакций,управление развитием этих реакций, исследование их кинетики.Пикосекундные лазерные импульсыдали начало исследованиям целого ряда быстропротекающих процессов ввеществе и, в частности, в биологических структурах. Отметим, например,фундаментальные исследования процессов фотосинтеза.Эти процессы весьмасложны и, к тому же, протекают крайне быстро в пикосекундной временной шкале.Использование сверхкоротких световых импульсов дает уникальную возможностьпроследить за развитием подобных процессов и даже моделировать отдельные ихзвенья.Роль лазеров в фундаментальных научных исследованияхисключительно велика.
Более подробная беседа на эту тему потребовала бы,однако, рассмотрения ряда специальных вопросов, а также соответствующейподготовки читателя.Поэтому, говоря ниже о применениях лазеров, сосредоточимвнимание лишь на чисто практических применениях и, в частности,промышленных применениях.При обсуждении практическихприменений лазеров обычно выделяют два направления.
Первое направлениесвязывают с применениями, в которых лазерное излучение как правило, достаточновысокой мощности используется для целенаправленного воздействия на вещество. Сюдаотносят лазерную обработку материалов например, сварку, термообработку, резку,пробивание отверстий , лазерное разделение изотопов, применения лазеров вмедицине и т. д. Второе направление связывают с так называемымиинформативными применениями лазеров для передачи и обработки информации, дляосуществления контроля и измерений.Рассмотрим наиболее важныепрактические применения лазеров.
При этом везде будем обращать основноевнимание не столько на конкретные технические устройства и системы, сколько напринципиальные вопросы, связанные с тем или иным применением лазеров и лазерныхсистем.