Квантовые генераторы лазеры реферат

by drifvermekerPosted on

Применение лазеров в ювелирной отрасли, в компьютерной технике. При этом инверсия населённостей возникает либо непосредственно у продуктов реакции, либо у специально введённых примесей с подходящей структурой энергетических уровней. Некоторые типы лазеров, например, лазеры на растворах красителей или полихроматические твердотельные лазеры , могут генерировать целый набор частот мод оптического резонатора в широком спектральном диапазоне. Много усилий было направлено на то, чтобы эти лазеры могли конкурировать с газовыми лазерами, и в ряде случаев был достигнут определенный успех, однако он всегда оказывался на грани возможностей, в то время как газовые лазеры не обнаруживают никаких признаков уменьшения популярности. Основные перспективы развития МО дисков связанны прежде всего с увеличением скорости записи данных. Сверхкороткие импульсы лазерного излучения используются в лазерной химии для запуска и анализа химических реакций.

Грех как путь смерти и небытия в работе П. Жизнь и творчество Н. Действительно, основной физический процесс, определяющий действие лазера, - это вынужденное испускание излучения. Оно происходит при взаимодействии фотона с возбужденным атомом при точном совпадении энергии фотона с энергией возбуждения атома или молекулы. В результате этого взаимодействия атом переходит в невозбужденное состояние, а избыток энергии излучается в виде нового фотона с точно такой же энергией, направлением распространения и поляризацией, как и у первичного фотона.

Таким образом, следствием данного процесса является наличие уже двух абсолютно идентичных фотонов. Для возникновения лавины идентичных фотонов необходима среда, в которой возбужденных атомов было бы больше, чем невозбужденных, поскольку при взаимодействии фотонов с невозбужденными атомами происходило бы поглощение фотонов.

Такая среда называется средой с инверсной населенностью уровней энергии. Итак, кроме вынужденного испускания фотонов возбужденными атомами происходят также процесс самопроизвольного, спонтанного испускания фотонов при переходе возбужденными атомами в квантовые генераторы лазеры реферат состояние и процесс поглощения фотонов при переходе атомов из невозбужденного состояния в возбужденное.

Исследования показали, что в этих случаях летчик теряет уверенность, стремится лететь с меньшей скоростью и на большой высоте. Материал из Википедии — свободной энциклопедии.

Эти три процесса, сопровождающие переходы атомов в возбужденные состояния и обратно, квантовые генераторы лазеры реферат постулированы А. Эйнштейном в г. Если число возбужденных атомов велико и существует инверсная выделенность уровней в верхнем, возбужденном состоянии атомов доклад о томасе, чем в нижнем, невозбужденномто первый же фотон, родившийся в результате спонтанного излучения, вызовет всенарастающую лавину появления идентичных фотонов.

Произойдет усиление спонтанного излучения. На возможность усиления света в среде с инверсной населенностью за счет вынужденного испускания впервые указал в г. При одновременном рождении принципиально это возможно большого числа спонтанно испущенных фотонов возникнет большое число лавин, каждая из которых будет распространяться в своем направлении, заданном первоначальным фотоном соответствующей лавины.

В результате мы получим потоки квантов света ,но не сможем получить ни направленного луча, ни высокой монохроматичности, так как каждая лавина инициировалась собственным первоначальным фотоном. Для того чтобы среду с инверсной населенностью можно было использовать для генерации лазерного луча, т. В этом случае мы будем иметь лазерный усилитель света. Существует, однако, и другой вариант получения лазерного луча, связанный с использованием системы обратной связи.

Реферат: Оптические квантовые генераторы. Лазеры

Спонтанно родившиеся фотоны, квантовые генераторы лазеры реферат распространения которых не перпендикулярно плоскости зеркал, создадут лавины фотонов, выходящие за пределы среды. В то же время фотоны, направление распространения которых перпендикулярно плоскости зеркал, создадут лавины, многократно усиливающиеся в среде вследствие многократного отражения от зеркал.

Если одно из зеркал будет обладать небольшим пропусканием, то через него будет выходить направленный поток фотонов перпендикулярно плоскости зеркал.

На практике это, действительно, удается сделать. Такую схему обратной связи называют оптическим резонатором, и именно этот тип резонатора используют в большинстве существующих лазеров. В г. Басовым и А.

Квантовые генераторы лазеры реферат 1350

Таунсом в США был предложен реферат создания первого в мире генератора квантов электромагнитного излучения на среде с инверсной населенностью, в котором вынужденное испускание в результате использования обратной связи приводило к генерации чрезвычайно монохроматического излучения. Спустя несколько лет, в г. Мейманом был запущен первый квантовый генератор оптического диапазона - лазер, в котором обратная связь осуществлялась с помощью описанного выше оптического резонатора, а инверсная населенность возбуждалась в кристаллах лазеры, облучаемых излучением ксеноновой лампы-вспышки.

При добавлении атомов хрома прозрачные кристаллы рубина приобретают розовый цвет и поглощают излучение в двух полосах ближней ультрафиолетовой области спектра. 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 квантовые генераторы 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 квантовые генераторы лазеры реферат, выдерживая при этом строгую параллельность торцов друг другу.

Квантовые генераторы лазеры реферат 2837

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.

Энергия импульса рубинового лазера около 1ДЖ. В этом режиме модулированной добротности резонатора излучается гигантский импульс 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.

Кроме сужения линии излучения в лазере удается получить расходимость луча менее 0, радиана, т. Известно, что направленный узкий луч света можно получить в принципе от любого источника, поставив на пути светового потока ряд экранов с маленькими отверстиями, расположенными на одной прямой.

Представим себе, что мы взяли нагретое черное тело и с помощью диафрагм получили луч света, из которого посредством призмы или квантовые генераторы лазеры реферат спектрального прибора выделили луч с квантовые генераторы лазеры реферат спектра, соответствующей ширине спектра лазерного излучения.

Зная мощность лазерного излучения, ширину его спектра и угловую расходимость луча, можно с помощью формулы Планка вычислить температуру воображаемого черного тела, использованного в качестве источника светового луча, эквивалентного лазерному лучу.

Этот расчет приведет нас к фантастической цифре: температура черного тела должна быть порядка десятков миллионов градусов! Удивительное свойство лазерного луча - его высокая эффективная температура даже при относительно малой средней мощности лазерного излучения или малой энергии лазерного импульса открывает перед исследователями большие возможности, абсолютно неосуществимые без использования лазера.

Лазеры различаются: способом создания в среде инверсной населенности, или, иначе говоря, способом накачки оптическая накачка, возбуждение электронным ударом, химическая накачка и т.

Эти различия определяются многообразием требований к характеристикам лазера в связи с его практическими применениями.

Лазеры нашли широкое применение, и в частности используются в промышленности для различных видов обработки материалов: металлов, бетона, стекла, тканей, кожи и т. Лазерные технологические процессы можно условно разделить на два вида. Первый из них использует возможность чрезвычайно тонкой фокусировки лазерного луча и точного дозирования энергии как в импульсном, так и в непрерывном режиме. В таких технологических процессах применяют лазеры сравнительно невысокой средней мощности: это газовые лазеры импульсно--периодического действия, лазеры на кристаллах иттрий-алюминиевого граната с примесью неодима.

С помощью последних были разработаны технология сверления тонких отверстий диаметром 1 - 10 мкм и глубиной до 10 мкм в рубиновых и алмазных камнях для часовой промышленности и технология изготовления фильеров для протяжки тонкой проволоки.

Основная область применения маломощных импульсных лазеров связана с резкой и сваркой миниатюрных деталей в микроэлектронике и электровакуумной промышленности, с маркировкой миниатюрных деталей, автоматическим выжиганием цифр, букв, изображений для нужд полиграфической промышленности. Некоторая часть атомов будет находиться и в квантовые генераторы лазеры реферат энергетическом состоянии, получая необходимую энергию при столкновениях с другими атомами.

При распространении резонансного квантовые генераторы лазеры реферат в такой среде будут происходить все три процесса, изображенные на рис.

Устройство и применение лазера

Процесс a поглощения фотона невозбужденным атомом и процесс c индуцированного испускания кванта возбужденным атомом имеют одинаковые вероятности. В результате прошедшее через слой вещества излучение будет ослабляться. Это явление напоминает появление темных фраунгоферовских линий в спектре солнечного излучения. Излучение, возникающее в результате спонтанных переходов, некогерентно и распространяется во всевозможных направлениях и не дает вклада в проходящую волну.

Такая среда является термодинамически неравновесной. Идея использования неравновесных сред для получения оптического усиления впервые была высказана В. Басов и А. Прохоров и независимо от них американский ученый Ч. Среда, в которой создана инверсная населенность уровней, называется квантовые генераторы лазеры реферат.

Она может служить резонансным усилителем светового сигнала.

Гимнастика на уроках физкультуры рефератКак получить рецензию на методическую разработкуЧарли чаплин доклад на английском языке
Волны гасят ветер рецензияФехтование реферат по физкультуреМногообразие систем счисления доклад

Для того, чтобы возникала генерация света, необходимо использовать обратную связь. Для этого активную среду нужно расположить между двумя высококачественными зеркалами, отражающими свет строго назад, чтобы он многократно прошел через активную среду, вызывая лавинообразный процесс индуцированной эмиссии когерентных фотонов.

При этом в среде должна поддерживаться инверсная населенность уровней. Этот процесс в лазерной физике принято называть накачкой. Начало лавинообразному процессу в такой системе при определенных условиях может положить случайный спонтанный акт, при котором возникает излучение, направленное вдоль оси системы.

Через некоторое время в такой системе возникает стационарный режим генерации. Это и есть лазер. Лазерное излучение выводится наружу через одно или оба из зеркал, обладающее частичной прозрачностью. Существуют различные способы получения среды с инверсной населенностью уровней.

Анализ и диагностика лазерного излучения. Текст расчета параметров газодинамического лазера, специфика их промышленного применения. Явление вынужденного индуцированного излучения как физическая основа работы лазера.

Строение лазера источник энергии, рабочее тело и система зеркал. Характеристика дополнительных устройств в лазерной системе для получения различных эффектов. Принцип действия и разновидности лазеров. Основные свойства лазерного луча. Способы повышения мощности лазерного излучения. Изучение особенностей оптически квантовых генераторов и их излучения, которые нашли применение во многих отраслях промышленности. Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.

Рекомендуем скачать работу. В настоящее время бурно развивается так называемая лазерная связь. Известно, что чем выше несущая частота канала связитем больше его пропускная способность [2]. Поэтому радиосвязь стремится переходить на всё более короткие длины волн. Длина световой волны в среднем квантовые генераторы лазеры реферат шесть порядков меньше длины волны радиодиапазонапоэтому посредством квантовые генераторы лазеры реферат излучения возможна передача гораздо большего объёма информации.

Лазерная связь осуществляется как по открытым, так и по закрытым световодным структурам, например, по оптическому волокну.

Устройство и принцип действия лазера

Свет за счёт явления полного внутреннего отражения может распространяться по нему на большие расстояния, практически не ослабевая [46]. Для изучения взаимодействия лазерного излучения с веществом и получения управляемого термоядерного синтеза строят большие лазерные комплексымощность которых может превосходить 1 ПВт.

Принцип работы лазерного дальномера. Методика и основные этапы измерения длины волны излучения лазера, и порядок сравнения спектров его индуцированного и спонтанного излучений. Оптическая система включает три раздельных элемента, каждый из которых обладает свойствами дифракционных оптических систем: центральный изогнутый элемент выполняет функции коллиматора, два других элемента служат для изменения положения лучей. 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. С помощью последних были разработаны технология сверления тонких отверстий диаметром 1 - 10 мкм и глубиной до 10 мкм в рубиновых и алмазных камнях для часовой промышленности и технология изготовления фильеров для протяжки тонкой проволоки.

Любой, даже маломощный лазер, представляет опасность для зрения человека. Лазер часто применяется в быту, на концертах, музыкальных мероприятиях. Зафиксировано множество случаев получения ожогов сетчатки глаза [47]квантовые генераторы лазеры реферат приводило к временной или полной слепоте.

Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Это стабильная версияотпатрулированная 17 сентября У этого термина существуют и другие значения, см. Лазер значения. Основная статья: История изобретения лазеров.

[TRANSLIT]

Основная статья: Устройство лазера. Основная статья: Лазерные материалы. Основная статья: Накачка лазера.

6671086

Основная статья: Оптический резонатор. Основная статья: Виды лазеров. Основная статья: Применение лазеров. Основная статья: Безопасность лазеров. Вигглер Фотоника Луч Бесселя Перестраиваемый лазер Лазер с распределённой обратной связью Лазерный гироскоп Лазерный целеуказатель Лазерная указка Ослепление лётчиков лазерами Безопасность лазеров Антилазер Список самых мощных лазерных установок.

Дата обращения 28 июля Elsevier Publishing Company Дата обращения 20 июля Дата обращения 11 декабря Общий курс физики. Жаботинского Квантовая электроника.