Учебная работа по дисциплине Естествознание

Реферат Принцип работы лазера и его применение



Текст реферата Принцип работы лазера и его применение

Страница: 2 из 13

населенность возбуждалась в кристаллах рубина, облучаемых излучением
ксеноновой лампывспышки. Рубиновый кристалл представляет собой
кристалл оксида алюминия АL2О3 с небольшой добавкой = О,05% хрома. При
добавлении атомов хрома прозрачные кристаллы рубина приобретают
розовый цвет и поглощают излучение в двух полосах ближней
ультрафиолетовой области спектра. Всего кристаллами рубина поглощается
около 15% света лампывспышки. При поглощении света ионами хрома
происходит переход ионов в возбужденное состояние В результате
внутренних процессов возбужденные ионы хрома переходят в основное
состояние не сразу, а через два возбужденных уровня. На этих уровнях
происходит накопление ионов, и при достаточно мощной вспышке
ксеноновой лампы возникает инверсная населенность между промежуточными
уровнями и основным уровнем ионов хрома.
Торцы рубинового стержня полируют, покрывают отражающими
интерференционными пленками, выдерживая при этом строгую
параллельность торцов друг другу.
При возникновении инверсии населенностей уровней ионов хрома в рубине
происходит лавинное нарастание числа вынужденно испущеных фотонов,и
обратной связи на оптическом резонаторе, образованном зеркалами на
торцах рубинового стержня, обеспечивает формирование узконаправленного
луча красного света. Длительность лазерного импульса==0.0001 с,
немного короче длительности вспышки ксеноновой лампы. Энергия импульса
рубинового лазера около 1ДЖ.
С помощью механической системы (вращающееся зеркало) или
быстродействующего электрического затвора можно “включить “
обратную связь (настроить одно из зеркал) в момент достижения
максимальной инверсии населенностей и, следовательно, максимального
усиления активной среды. В этом случае мощность индуцированного
излучения будет чрезвычайно велика и инверсия населенности
“снимется” вынужденным излучением за очень короткое время.
В этом режиме модулированной добротности резонатора излучается
гигантский импульс лазерного излучения. Полная энергия этого импульса
останется приблизительно на том же уровне, что и в режиме
“свободной генерации”, но вследствие сокращения в сотни раз
длительности импульса также в сотни раз возрастает мощность излучения,
достигая значения =100000000Вт.
Рассмотрим некоторые уникальные свойства лазерного излучения.
При спонтанном излучении атом излучает спектральную линию конечной
ширины. При лавинообразном нарастании числа вынужденно испущенных
фотонов в среде с инверсной населенностью интенсивность излучения этой
лавины будет возрастать прежде всего в центре спектральной линии
данного атомного перехода, и в результате этого процесса ширина
спектральной линии первоначального спонтанного излучения будет
уменьшаться. На практике в специальных условиях удается сделать
относительную ширину спектральной линии лазерного излучения в
1*10000000-1*100000000 раз меньше, чем ширина самых узких линий
спонтанного излучения, наблюдаемых в природе.
Кроме сужения линии излучения в лазере удается получить
Страницы: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13