Излучение лазерное

Сверление отверстий является, пожалуй, одним из первых направлений лазерной технологии. Вначале, прожигая отверстия в различных материалах, экспериментаторы с их помощью оценивали энергию излучения лазерных импульсов. В настоящее время процесс лазерного сверления становится самостоятельным направлением лазерной технологии и занимает в отечественной и зарубежной промышленности значительный удельный вес. К материалам, подлежащим сверлению при помощи луча лазера, относятся такие неметаллы, как алмазы, рубиновые камни, ферриты, керамика и др., сверление отверстий в которых обычными методами представляет определенную трудность или является малоэффективным. При помощи лазерного луча можно сверлить отверстия разного диаметра. Для этой операции используют следующие два метода. При первом методе лазерный луч перемещается по заданному контуру и форма отверстия определяется траекторией его относительного перемещения. Здесь имеет место процесс резки, при котором тепловой источник перемещается с определенной скоростью в заданном направлении при этом, как правило, применяются лазеры непрерывного излучения, а также импульсные, работающие с повышенной частотой следования импульсов. [c.144]

Характеристики излучения лазерных и обычных источников света [238] [c.217]

Если до недавнего времени условие длительности импульсов излучения лазерных систем для различных практических применений не достигало 10" —10 с, то в последнее время существенно возрос интерес к получению импульсов предельно малой длительности, приближающихся по своему значению к периоду световых колебаний. Стало развиваться новое, представляющее огромный интерес, направление разработка, создание и исследование лазерных систем фемтосекундной длительности. Это требует создания расчетных схем, пригодных для анализа лазеров и лазерных систем с импульсами, длительность которых может быть уменьшена до 10" с. При столь малых длительностях импульсов взаимодействие их со средой становится существенно когерентным, поскольку С Т , Поэтому авторам представлялось целесообразным остановиться здесь еще раз несколько подробнее на особенностях когерентного взаимодействия, хотя основное внимание уделено некогерентному взаимодействию. [c.31]

Оптический резонатор, включающий в себя два противостоящих зеркала, выполняет функцию элемента обратной связи. Если усиление в активной среде превышает общие оптические потери в резонаторе, то происходит излучение лазерного света из генератора. [c.275]

Для создания лазеров потребовались новые, ранее не применявшиеся материалы, системы охлаждения и электропитания, принципиально новые оптические устройства для измерения параметров излучения. Лазерная техника стимулировала разработку новых радиоэлектронных устройств и методов измерений импульсных сигналов наносекундной длительности. Требовалась разработка высокочувствительных быстродействующих фотодетекторов как в видимом, так и в инфракрасном диапазонах длин волн. Высокие потенциальные точности измерения координат цели, свойственные лазерным локаторам, определили необходимость создания сверхточных оптико-механических узлов для наведения лазерного излучения. Одновременно с развитием элементной базы совершенствовались и отрабатывались схемные решения лазерных локаторов, проверялись на практике основные положения теории. [c.6]

Приемный оптический тракт локатора состоял из двух телескопов, смонтированных один внутри другого по коаксиальной схеме (см. рис. 5.33). Внутренний телескоп 3 имел угол поля зрения 10° и предназначался для поиска и обнаружения цели. Излучение лазерного маяка, установленного на цели, фокусировалось на чувствительную поверхность диссектора 4, выходной сигнал которого содержал информацию об угловом положении цели в поле зрения ло-катора Диаметр входного объектива внутреннего телескопа равен [c.217]

Отраженное от цели лазерное излучение смешивалось (интерферировало) на поверхности фотодетектора Hz излучением лазерного гетеродина 13, частота которого была смещена относительно частоты принимаемого излучения на 5 МГц. Таким образом, вся [c.229]

В локаторе была предусмотрена возможность прямого контроля частоты задающего генератора 12. Для этого часть его излучения с помощью специального вводного светоделителя 21 отводилась на фотодетектор 20, где смешивалась с излучением лазерного гетеродина 13. На выходе фотодетектора 20 возникал гармонический электрический сигнал, частота которого, равная разности между частотой излучения лазерного гетеродина и задающего генератора, измерялась устройством 14. [c.231]

Лазерный гетеродин 2, частота излучения которого превышала частоту излучения лазерного передатчика I на 4,5 МГц, имел выходную мощность приблизительно 8 Вт. Прежде чем попасть на [c.237]

Частота излучения лазерного гетеродина соответствовала центру линии перехода Р (20) (длина волны 10,59 мкм), что обеспечивалось дифракционной решеткой с радиусом кривизны 2 м и специальной схемой стабилизации частоты. [c.246]

В локаторе КА-98 применен принцип линейного сканирования местности, заключающийся в следующем (рис. 7.1). Излучение лазерного передатчика, расположенного на борту самолета, фокусируется на земной поверхности и с помощью сканирующего устройства периодически, отклоняется в плоскости, перпендикулярной направлению полета. Вследствие поступательного движения самолета лазерный луч просматривает последовательно все новые и новые участки местности. Синхронно с разверткой лазерного луча происходит отклонение оптической оси приемного канала локатора, так что в каждый момент времени отраженное излучение регистрируется фотоприемником на борту самолета. В результате изображение земной поверхности, которое в форме видеосигнала записывается на магнитную ленту. Разрешающая способность локатора определяется размером лазерного пучка, сфокусированного на земной поверхности. В дневное время нет необходимости подсвечивать местность лазерным лучом, так как интенсивность отраженного солнечного излучения достаточно велика. В этом случае разрешающая способность определяется мгновенным углом поля зрения приемного канала локатора чем он меньше, тем разрешающая способность лучше. [c.250]

При использовании лазеров для исследований термооптических деформаций активных элементов во время действия накачки легко решается вопрос устранения фонового излучения ламп накачки и люминесцентного излучения активной среды. Для этого перед регистрирующим устройством устанавливаются светофильтры с узкой полосой пропускания на длине волны излучения лазерного осветителя. [c.179]

И введены следующие обозначения n2 t) — заселенность верхнего лазерного уровня — заселенность нижнего лазерного уровня u t)—число фотонов, соответствующих частоте лазера V21 (в резонаторе), с волновыми векторами, совпадающими по направлению с выходным излучением N = ri2 t) + i(/)—константа ) li — скорость вынужденного излучения лазерной среды сек- ) go —скорость внутренних радиационных потерь в самом лазере, за исключением потерь излучения, обусловленных выводом излучения из резонатора сек )] 1е — скорость радиационных потерь в лазере, связанных с выводом излучения из резонатора (сек ). [c.296]

При гетеродинном детектировании сталкиваются с еще одной трудностью, если сигнальный лазер или гетеродин генерирует несколько мод с разными частотами. В этом случае появится сигнал ПЧ, которая равна частотному расстоянию между модами, и перекрывающиеся изображения спектра сигнала могут попадать в полосу пропускания приемника. Следует отметить, что в действительности может существовать избыточный по сравнению с дробовым шум в выходном излучении лазерного местного гетеродина вследствие механических вибраций, шума разряда и других эффектов. Если шумы попадают в полосу пропускания приемника, то отношение сигнала к шуму гетеродина будет ниже теоретического оптимума. [c.523]

На рис. 5.11 приведены экспериментальные кривые, отражающие связь характеристик выходного пучка излучения лазерной системы с радиусом кривизны R зеркала ЗГ. Видно, что при изменении R от 1 до 10 см расходимость выходного пучка меняется от 0,18 до 0,98 мрад (кривая /), средняя мощность излучения — от 27 до 34 Вт (кривая 3). При этом практический КПД системы составил 0,45-0,57%, УМ — 0,75-0,9% (съем мощности 26,5-31 Вт), КПД УМ — 1,5-1,8%. Кривая 6 характеризует изменение мощности излучения в качественном пучке на входе УМ. Из хода кривой 5 следует, что режим практически полного насыщения активной среды УМ достигается при радиусе [c.144]

На рис. 5.14 приведены зависимости средней мощности излучения лазерной системы (/) и съема мощности с УМ (2) от мощности на входе УМ. Мощность излучения на входе УМ варьировалось в диапазоне от 0,6 до 8,5 Вт путем изменения радиуса выпуклого зеркала ЗГ от 0,6 до 10 см. При этом расходимость выходного пучка системы изменялась в пределах 0,2-1 мрад. В результате мощность на выходе системы увеличилась с 50 до 60 Вт, а съем мощности с усилителя — от 49,5 до 54 Вт. При максимальной мощности излучения практический КПД УМ составил 1,3%, КПД его АЭ - 2,5%. [c.149]

Существенно повысить мощность излучения лазерной системы ЗГ-УМ можно путем увеличения количества усилительных АЭ (УМ). Однако при потерях мощности на выходных окнах АЭ, обусловленных френелевским отражением (4% от каждой грани окна). [c.156]

Рис. 5.21. Зависимость нормированной мощности излучения лазерной системы ЗГ-УМ от количества усилительных АЭ

В работах [130, 131] приведены зависимости средней мощности излучения лазерной системы ЗГ - УМ от временной расстройки его каналов. При отставании импульса излучения ЗГ от импульса УМ примерно на 25 не имело место полное поглощение, а при опережении на 25 НС — частичное поглощение сигнала ЗГ. То обстоятельство, что при отставании импульса ЗГ от импульса УМ наступает момент полного поглощения, свидетельствует о наличии высокой концентрации атомов меди с заселенными метастабильными уровнями, возникающими на спаде импульсов тока. Частичное поглощение, наблюдаемое и при опережении импульса ЗГ на 25 не, показывает также, что существует достаточное количество атомов меди с заселенными метастабильными уровнями и на фронте импульсов тока, т. е. в начальный момент его развития. Поэтому можно сделать вывод, что для уменьшения степени заселенности метастабильных уровней на фронте импульса тока, т. е. для достижения высоких мощностей излучения и КПД, необходимо формирование импульсов тока с крутым (а не пологим) начальным фронтом. Для примера были рассмотрены осциллограммы импульсов тока и излучения АЭ ГЛ-201 с прямой схемой возбуждения модулятора накачки и со схемой удвоения напряжения. В случае прямой схемы средняя скорость нарастания тока на фронте импульса составляла 2- 10 А/с при общей длительности 300 не, при использовании схемы удвоения напряжения — 5 10 А/с при [c.161]

Диаметр световода, мкм Мощность пучка излучения на входе УМ, Вт Суммарная мощность излучения лазерной системы, Вт Мощность качественного пучка излучения, Вт Расходимость качественного пучка излучения, мрад [c.163]

Мощность излучения лазерной системы ЗГ-УМ с любым количеством одинаковых АЭ с непросветленными окнами в качестве УМ не может превышать мощности шести АЭ. [c.283]

Шаправленность лазерного излучения. Лазерное излучение кроме высокой монохроматичности обладает также свойством остронапра-вленности. Это объясняется как свойством индуцированного излучения, так и воздействием резонатора. Однако, несмотря на это, из-за явления дифракции строго параллельный пучок света получить принципиально невозможно. Как известно, при любом ограничении фронта волны имеет место дифракция. Так как при генерации света в лазере фронт световой волны ограничивается окружностью основания кристалла рубина или же зеркала диаметром D, то, согласно теории дифракции, угол минимального расхождения лучей [c.387]

Значительного улучшения характеристик ИК интроскопов удалось добиться, используя в качестве зондирующего излучения лазерный луч ИК диапазона, а в качестве приемника — ИК ви-дикон. Лазерный луч, расширенный с помощью оптической системы, проходит через исследуемый образец и создает на мишени И К видикона изображение неоднородностей исследуемого объекта. При этом возможно получение как качественной информации о распределении неоднородностей в исследуемом материале благодаря визуализации прошедшего потока, так и количественной информации, которую можно получить, анализируя видеосигналы, поступающие с видикона, с помощью соответствующих электронных схем. [c.181]

Полностью оптический керровский затвор использовался для экспериментальной демонстрации оптического стробирования [15]. На рис. 7.2 схематично изображена экспериментальная установка. Для компенсации линейного двулучепреломления световода использовался компенсатор Бабине-Солейля. В качестве поляризатора использовался отрезок световода с больщим двулучепреломлением (коэффициент экстинкции около 20 дБ). Он также служил в качестве фильтра, поскольку этот световод имел высокие потери на длине волны накачки 1.06 мкм. В качестве сигнала служило излучение лазерного диода на длине волны 0,84 мкм. Стробируемый сигнал на выходе имел форму последовательности импульсов, расстояние между которыми и длительность определялись импульсами накачки. [c.182]

На начальной стадии работ локатор был собран по схеме, показанной на рис. 6.1. Излучение лазерного передатчика на выходе второго каскада усиления 8 имело среднюю мощность около 1 кВт при ширине спектра всего 20 Гц за время измерения 50 мс. Такая высокая монохроматичность излучения передатчика была необходима для обеспечения эффективного когерентного (гетеродинного) детектирования отраженного от цели излучения. Лазерный пучок диаметром 4,5 см проходил через нутатор 7, расширялся стоявшим за ним телескопом 6 до диаметра 15 см и с помощью системы неподвижных зеркал 3 и поворотного зеркала 1 направлялся на цель. Расходимость зондирующего излучения не превышала 0,6. В качестве средства внешнего целеуказания для лазерного локатора использовался радиолокатор совместно с пассивным инфракрасным радиометром. Для облегчения поиска цели в поле ошибок целеуказания применялся телевизир 4. [c.229]

Для подстройки частоты излучения лазерного передатчика 1 использовалась его непрерывная составляющая, генерируемая в промежутках длительностью 1 с между соседними импульсами. С помощью светоделительной пластины из Na l часть выходного излучения передатчика ответвлялась на фотодетектор устройства подстройки частоты 11, где смешивалась с излучением гетеродина. Частотный дискриминатор формировал сигнал рассогласования, пропорциональный разности между фактическим значением промежуточной частоты и ее номинальным значением. Этот сигнал усиливался и в виде отрицательной обратной связи подавался на пьезокорректор передатчика, подстраивая нужным образом частоту его непрерывного излучения. Для того, чтобы мощный импульс излучения передатчика не повредил фотодетектор, был введен аттенюатор 5, имевший коэффициент ослабления 60 дБ. Аттенюатор представлял собой несколько последовательно расположенных пластин из Сар2. [c.246]

Фотодетектор на основе Hg dTe имел чувствительную площадку диаметром 0,5 мм и охлаждался жидким азотом. Принимаемое излучение попадало на него через светоделитель 6 (рис. 7.14), коэффициент пропускания которого составлял в этом случае приблизительно 90%. Для согласования плоскостей поляризации принимаемого излучения и излучения лазерного гетеродина 10 служил второй вращатель плоскости поляризации 9, установленный между гетеродином и светоделителем. [c.262]

Когерентноеть излучения. В известных ранее источниках излучения отсутствовала взаимосвязь между отдельными типами колебаний, почти полностью отсутствовала когерентность между световыми волнами, вышедшими из различных точек излучения. Лазерное же излучение пространственно когерентно потому, что волновые фронты плоски и перпендикулярны направлению распространения волн. Оно когерентно и во времени, так как имеется строгое фазовое соответствие между излучаемыми волнами. Чем точнее волна сохраняет заданную частоту, тем более отчетливо проявляется свойство временной когерентности. [c.26]

Разработан общий интегрированный план широкомасштабной системы ПРО с элементами космического базирования. Главная задача сводится к возможности поражения МРБ и баллистических ракет, запускаемых с подводных лодок, на всем протяжении их траектории полета до цели. Рассмотрен вариант системы с семью ярусами. Два первых ярус а, соответствующих активному участку полета ракет, будут занимать боевые космические станции с оружием направленного излучения (лазерное, пучковое, а также с кинетическим оружием (самонаводящиеся малогабаритные ракеты и электромагнитные пушки). Два других яруса также включают названное оружие, предназначенное для поражения головных частей ракет на баллистическом участке полета. Создаваемые ударные космические вооружения, по замыслу Пентагона, должны обладать целым рядом только им присущих свойств мгновенным поражением целей на огромных расстояниях, достигающих тысячи километров. С этой целью ведутся большие работы по созданию лазерно-голографических систем. В этих системах методом динамической голографии должна обеспечиваться коррекция волнового фронта лазерного излучения, проходящего через атмосферу, что позволит получить минимальные потери [57]. Особое место занимает рентгеновский лазер с накачкой от ядерного взрыва, который, по заявлению отца водородной бомбы Э. Теллера, является самым новаторским и в потенциале самым плодотворным из всех видов оружия. В 1986 году на работы по созданию рентгеновского лазера было израсходовано. 200 млн долларов. [c.125]

Способность отражаться от объектов. Цель и фон, на котором она расположена, по-разному отражают упавшее на них излучение. Лазерное излучение отражается от всех предметов металлических и неметаллических, от леса, пашни, воды. Более того, оно отражается от любых объектов, размеры которых меньше длины волны, лучше, чем радиоволны. Это хорошо известно из основной закономерности отражения, по которой следует, что чем короче длина волны, тем лучше она отражается. Мощность отраженного в этом случае излучения обратно пропорциональна длине волны в ч етвертной степени. Лазерному локатору принципиально присуща и большая обнаружительная способность, чем радиолокатору,— чем короче волна, тем она выше. Поэтому-то и проявлялась по мере развития радиолокации тенденция перехода от длинных волн к более коротким. Однако изготовление генераторов радиодиапазона, излучающих сверхкороткие радиоволны, становилось все более трудным делом, а затем и зашло в тупик. [c.126]

Уменьшить плотность мощности фона можно путем увеличения длины оптического пути от ЗГ до УМ для нашего случая она должна была бы составлять около 70 м. В экспериментальной лазерной системе ЗГ-ПФК-УМ (см. рис. 5.1) длина оптического пути равна 7 м. Максимум мощности выходного излучения достигался с помощью регулируемой линии задержки 8. Суммарная мощность излучения на выходе системы при увеличении резонатора М = 200 в отсутствие диафрагмы 12 в ПФК составляла 38 Вт (около 60% мощности приходилось на линию Л = 0,58 мкм), при этом в фоновом пучке — 9,5 Вт, в первом резонаторном с геом = 0,14 мрад — 15,5 Вт и в дифракционном пучке (б диф = 0,07 мрад) — 13 Вт. Мощность фонового излучения ЗГ на входе УМ составляла 1 Вт. Осциллограммы импульсов излучения лазерной системы представлены на рис. 5.2. Размытость вершины импульсов излучения пучков с малой расходимостью на выходе ЗГ (см. рис. 5.2, а) свидетельствует о нестабильности импульсной энергии в пределах 10%. Эта нестабильность обусловлена высокой чувствительностью HP к механическим воздействиям и воздушно-тепловым потокам. На выходе УМ (см. рис. 5.2, е, г) относительная нестабильность импульсной [c.135]

Рис. 5.11. Зависимости экспериментальной (/) и расчетной (2) расходимостей 0реал, средней мощности излучения (3) и плотности мощности в пятне фокусировки р (4) выходного пучка излучения лазерной системы, съема мощности с УМ (5) и мощности пучка на входе УМ (б) от радиуса кривизны выпуклого зеркала ЗГ

Рис. 5.13. Зависимость средней мощности излучения лазерной системы ЗГ (АЭ ГЛ-201)-ПФК-УМ (АЭ ГЛ-201Д) при радиусе кривизны выпуклого зеркала ЗГ Л = 5 см от временной расстройки его каналов

Когда в качестве УМ использовались два АЭ ГЛ-201Д32, выходная мощность излучения лазерной системы составила 105 Вт при ЧПИ 10 кГц, расходимость 0,3 мрад, энергия в импульсе 10 мДж, пиковая мощность 500 кВт, практический КПД системы 0,87%, а усилительного каскада — 1%, КПД АЭ ГЛ-201Д32 достигал 2%. [c.156]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...