Монохроматичность лазерного излучения

Монохроматичность лазерного излучения. Как уже отмечалось, энергетические уровни атомов обладают определенной шириной, [c.386]

Высокая монохроматичность лазерного излучения обусловлена еще и тем, что при выборе специального режима генератора из возможных мод отбираются те, которым соответствуют весьма малые числа /п . В результате ширина спектральных линий для оптических квантовых генераторов становится значительно меньше, чем ширина спектральной линии люминесценции . [c.387]

Монохроматичность лазерного излучения исключительно высока. Поглощение и испускание атомной системы характеризуются некоторым интервалом частот, который называется шириной спектральной линии (или полосы). У лазерного излучения этот интервал чрезвычайно узок, что и определяет его высокую монохроматичность. [c.280]

Роль флуктуаций. В приведённых рассуждениях не учитывались флуктуационные процессы — квантовые флуктуации дл.-магн. поля и дипольного момента атома, а также флуктуации мощности накачки, вибрации длины резонатора и т. д. Флуктуации ограничивают степень монохроматичности генерируемого излучения. Тем не менее монохроматичность лазерного излучения весьма высока. Предельная. монохроматичность, обусловленная квантовыми, флуктуациями, даётся - соотношением [c.547]

Почти строгая монохроматичность лазерного излучения позволила получить объёмное изображение объектов с помощью интерференции волн (см. Голография). [c.320]

МОНОХРОМАТИЧНОСТЬ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ [c.54]

Монохроматичность лазерного излучения характеризует способность лазеров излучать в узком диапазоне длин волн и определяется величиной Av/vo. Ширина спектра излучения лазера определяется прежде всего числом линий, на которых происходит генерация. Контур линии усиления активной среды, совпадающий с контуром линии испускания (люминесценции), имеет ширину Avj. Поэтому в пределах линии усиления могут разместиться одна или несколько собственных частот резонатора, удовлетворяющих соотношению (1.106) и отстоящих друг от друга на [c.54]

Монохроматичность лазерного излучения не является критичной в случае термических процессов лазерной технологии. Однако для лазерной химии, разделения изотопов, медицины, биологии и других технологических процессов, в основе которых лежит селективность воздействия лазерного излучения на определенные компоненты подвергающейся облучению среды, монохроматичность излучения лазера, так же как и возможность плавной перестройки его частоты, играет не меньшую роль, чем интенсивность излучения. [c.57]

Ходящего источника несущих электромагнитных колебаний. Ранее существовавшие источники давали широкий спектр с очень малой мощностью, приходящейся на отдельные частоты колебаний. Световые волны не были когерентными, а это исключало использование их для передачи сложных сигналов, требующих модуляции излучения. Положение резко изменилось с появлением лазеров. Когерентность и монохроматичность лазерного излучения позволяют модулировать и детектировать луч таким образом, что используется вся ширина оптического диапазона. Оптический участок спектра гораздо шире и вместительнее, чем радиоволновой. Покажем это простым расчетом. Подсчитаем, какое количество информации можно передать одновременно по оптическому каналу связи с длиной волны 0,5 мкм (соответствует 6-10 Гц). Для примера возьмем такой город, как Москва. Пусть в ней имеется 1500000 телефонов, 100 передающих широковещательных радиостанций и 5 телевизионных каналов. Для расчетов примем, что полоса частот телефонного канала составляет 3-10 Гц, радиоканала— 20-10 Гц, телевизионного канала— 10 Гц. Возьмем коэффициент запаса, равный 100. Вычисления произведем по формуле [c.80]

Итак, в отличие от обычных источников света лазеры излучают электромагнитные волны, вся энергия которых концентрируется в очень узком телесном углу (высокая направленность излучения) и сосредоточена в очень узком интервале длин волн (высокая монохроматичность лазерного излучения). Именно эти качества новых приборов революционизировали оптику. Давно ли казалось, что принципиальные возможности развития ее исчерпаны, а области применения — вполне определившимися. Разрушено непререкаемое мнение о том, что световую энергию невозможно сконцентрировать в виде узконаправленного луча или сфокусировать ее в малое пятно на расстоянии большем, чем размеры фокусирующего прибора, и что при фокусировке светового излучения невозможно нагреть тело до температуры, превышающей температуру источника света. [c.107]

Монохроматичность лазерного излучения 7 [c.274]

Значения параметров 6v, гп Ь очень резко различаются для света тепловых источников и света, генерируемого газовыми лазерами. Ширина спектральной линии лучших монохроматических тепловых источников, которые могут быть созданы в лаборатории, порядка 10 Гц, тогда как в случае лазеров можно получить бv /- 10 Гц или даже] еще меньше. Соответствующие времена когерентности будут 10 и 10 с, а длины когерентности 1 и 10 м. Лазерные источники света позволяют наблюдать интерференцию при разности хода в несколько километров. Здесь максимальный порядок интерференции, который можно наблюдать, ограничивается не степенью монохроматичности лазерного излучения, а неоднородностью земной атмосферы и трудностями создания стабильной интерференционной схемы столь больших размеров. [c.220]

Необычайно высокая монохроматичность лазерного излучения широко используется для решения важнейших научных и технических проблем. [c.26]

Когерентность и монохроматичность лазерного излучения позволяют модулировать и детектировать луч таким образом, что максимально используется вся ширина оптического диапазона. Переход в оптическую область спектра позволит исключить перенаселенность радиодиапазона, так как оптический участок гораздо шире и в миллионы раз более емкий , чем радиодиапазон. [c.206]

В последнее время световое давление снова привлекло внимание исследователей. Для экспериментов в этой области оказались весьма удобными некоторые свойства лазеров, а именно монохроматичность излучения и эквивалентность лазера точечному источнику света. Лазерное излучение может быть сфокусировано с высокой точностью . При использовании хороших оптических систем (см. 6.8) можно сфокусировать лазерное излучение в пятно с радиусом того же порядка величины, что и длина волны генерации. Простые оценки показывают, что если в фокусе лазерного излучения мощностью 1 Вт (такая большая мощность легко реализуется, например, в аргоновом лазере, генерирующем в зеленой области спектра) оказывается малая частица с массой 10 г, полностью отражающая излучение, то под действием светового давления она должна получить ускорение, в миллион раз превышающее ускорение свободного падения. [c.111]

Монохроматичность излучения некоторых газовых лазеров составляет (в относительной мере) 10" и даже 10" , что существенно лучше монохроматичности эталонного излучения (приблизительно 10" ). Однако воспроизводимость длины волны излучения этих лазеров (т. е. степень совпадения длин волн у лазеров, построенных в различных лабораториях) в настоящее время, по-видимому, не превосходит воспроизводимости эталонной длины волны. Можно думать, что усовершенствование лазерной техники и углубленное [c.144]

Объемная дифракционная решетка, образованная несколькими десятками слоев почернений, обладает сравнительно небольшой спектральной разрешающей силой. Поэтому каждое из составных изображений отнюдь не столь монохроматично , как лазерное излучение, примененное на первом этапе голографирования. Это [c.265]

Оптические приборы и оптические методы исследования широко применяются в самых разнообразных областях естествознания и техники. Напомним, например, об изучении структуры молекул с помощью их спектров излучения, поглощения и рассеяния света, а также о применении микроскопа в биологии, об использовании спектрального анализа в металлургии и геологии. Оптические квантовые генераторы неизмеримо расширяют возможности оптических методов исследования. Приведем несколько примеров, иллюстрирующих положение дела. Один из новых методов — голография — подробно описан в главе XI. Изучение атомно-молекулярных процессов, протекающих в излучающей среде лазеров, а также рассеяния света и фотолюминесценции с применением лазеров позволило получить большой объем сведений в атомной и молекулярной физике, равно как и в физике твердого тела. Оптические квантовые генераторы заметно изменили облик фотохимии с помощью мощного лазерного излучения могут производиться разделение изотопов и осуществляться направленные химические реакции. Благодаря монохроматичности излучения оптических квантовых генераторов оказывается сравнительно простыми измерения сдвига частоты, возникающего при рассеянии света вследствие эффекта Допплера этот метод широко используется в аэро- и гидродинамике для излучения поля скоростей в потоках газов и жидкостей. [c.770]

Для проведения голографических процессов требуется источник когерентного излучения. В настоящее время наибольшую степень когерентности имеют колебания, генерируемые лазерами. Именно после изобретения лазера, когда открылась возможность систематического использования свойств лазерного излучения (его высокой интенсивности, монохроматичности и направленности), голография стала широко применяться на практике. [c.35]

Таким образом, наличие резонатора позволяет получить большую мощность и высокую направленность излучения ОКГ. В резонаторе может усиливаться только излучение, частота которого близка к одной из его резонансных частот. Это обусловливает другое важное свойство лазерного излучения — его высокую монохроматичность. [c.280]

Применение оптических квантовых генераторов (лазеров) позволяет существенно расширить границы традиционных оптических методов контроля и создать принципиально новые методы оптического неразрушающего контроля, например, голографические, акустооптические и др. Лазерная дефектоскопия базируется на использовании основных свойств лазерного излучения — монохроматичности, когерентности и направленности. [c.51]

Уникальные свойства лазерного излучения — высокая монохроматичность, пространственная и временная когерентность, направленность и интенсивность — делают лазер идеальным источником для широкого использования в метрологии, в сильной степени определяющей состояние и развитие промышленности. [c.228]

Требования, предъявляемые к параметрам лазерного излучения различными технологическими процессами, весьма разнообразны, а порой и противоречивы. Так, например, в селективной технологии наиболее важными параметрами излучения являются интенсивность и монохроматичность лазерного пучка, а в термической технологии монохроматичность практически несущественна. В связи с этим выбор единого критерия оценки качества излучения лазера практически невозможен. Тем не менее на практике существует острая необходимость в наличии показателей, позволяющих сравнивать различные лазеры между собой или характеризующих пригодность конкретного лазера для тех или иных технологических операций. Способность лазерного излучения к фокусировке удобно описывать безразмерным коэффициентом расходимости йе, равным [c.73]

Лазерные установки. Излучение оптического квантового генератора (лазера) характеризуется большой интенсивностью потока электромагнитной энергии, высокой монохроматичностью, значительной степенью временной и пространственной когерентности. Вследствие этого лазерное излучение отличается от других источников электромагнитной энергии очень узкой направленностью. Диапазон длин волн, генерируемых различными типами лазеров и применяемых для технологических целей, колеблется в интервале 0,4—10,6 мкм. Возможность концентрирования энергии на малой площади за сравнительно короткое время позволяет использовать лазер для соединения тончайших изделий или их сочетания с массивными элементами конструкций, а также изделий, материалы которых чувствительны к тепловому воздействию. [c.181]

Поверхностная закалка при нагреве лазером. Лазеры —эго генераторы света (квантовые генераторы оптического диапазона). В основу их работы положено усиление электромагнитных колебаний с помощью индукционного излучения атомов (молекул). Лазерное излучение монохроматично, распространяется очень узким пучком и характеризуется чрезвычайно высокой концентрацией энергии. Для промышленных целей применяют наиболее часто СОг-лазеры непрерывно-волнового типа мощностью 0,5— 5 кВт. Применение лазеров для тер.миче.ской обработки основано на трансформации световой энергии в тепловую. [c.225]

Лазерное излучение характеризуется чрезвычайно высокой степенью монохроматичности, когерентности, направленности и яркости. К этим свойствам можно добавить генерацию световых импульсов малой длительности. Это свойство, возможно, менее фундаментально, но оно играет очень важную роль. Рассмотрим теперь эти свойства подробнее. [c.18]

В свете этих представлений высокая монохроматичность лазерного излучения остается непонятной. Однако если обратить внимание на роль резонатора при образовании системы стоячих волн, то этому можно найти объяснение. Согласно формуле (17,12), стоячие волны возникают только при т = - 1, 2, 3,. .. (типы колебаний, соответствующие разным значениям т, называются модами). Можно оценить порядок числа мод для конкретного случая, например при L 10 см, I 5000 А, как следует из формулы (17.12), т 10 Однако в резонаторе возникнут не все моды, а лишь не-дшогие 113 них, которые одновременно удовлетворяют и условию, связывающему частоту излучения с разностью энергетических уровней атома активной среды, с учетом ширины данных уровней. Несколько таких мод представляют собой очень узкие линии, частоты которых отстоят друг от друга на Av = /2L. [c.387]

Однако высокая монохроматичность лазерного излучения допускает наблюдение интерференции световых пучков, излучаемых двумя разными лазерами. На рис. 4.2 приведена микрофотограмма интерференционной картины, созданной лазерными пучками от двух разных лазеров отчетливо видно периодическое распределение максимумов и минимумов интенсивности света. [c.69]

В связи с использованием лазеров развиваются исследования особенностей распространения лазерного луча в атмосфере. Из-за высокой монохроматичности лазерного излучения даже в окнах прозрачности атмосферы лазерный луч может сильно ослабляться. В тонкой структуре спектра поглощения атмосферы в этих окнах имеются относительно узкие, но сильные полосы поглощения. Количественные оценки П. э. а. для лазерного излучения требуют знания (с весьма высокой точностью) положения, интенсивности и формы лвний тонкой структуры спектров атм. газов. Большая мощность излучения лазеров ( 10 Вт/см ) может вызывать разл. рода нелинейные эффекты (многофотонные эффекты, приводящие к пробою в газах спектро-скопич. эффекты насыщения, вызывающие частичное просветление газов эффекты самофокусировки оптич. пучков, вызываемых зависимостью коэф. преломления среды от мощности потока излучения, и др.). При малой длительности оптич. импульсов ( 10 с) могут возникать явления, приводящие к отклонению ослабления излучения от закона Бугера. [c.137]

Точность при определении значений коэффициентов тензора dij в значительной степени зависит от параллельности и монохроматичности лазерного излучения в каждом пучке. Поэтому более достоверными являются значения коэффициентов, полученные с помощью газовых лазеров. Длина когерентного пути в этом случае может достигать 20 см . При использовании Не — Ne лазера с длиной волны 1,526 х для KDP получено значение зв = 3 10- ед. GSE. [c.212]

Монохроматичность лазерного излучения. Первое тривиальное замечание лазерное излучение не идеально монохроматичио, т. е. не имеют место равенства [c.7]

Эффективность работы перечисленных систем определяется состоянием атмосферы и закономерностями распространения в ней лазерного излучения. Одной из основных проблем атмосферной оптики является проблема учета влияния молекулярного поглощения на характеристики распространяющегося оптического излучения. Высокая монохроматичность лазерного излучения, возможность перестройки его частоты в широком спектральном интервале предъявляют особые требования к развитию такого направления атмосферной оптики, как спектроскопия атмосферы. Отличительной чертой этого направления является лавинообразное нарастание объема теоретических и экспериментальных исследований колебательно-вращательных спектров молекул атмосферных и загрязняющих атмосферу газов в оптическом диапазоне, совершенствование методов и средств исследования сверхслабых линий поглощения с высоким спектральным разрешением, обнаружение новых эффектов и закономерностей взаимодействия лазерного излучения с молекулярными газами. [c.5]

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]

Высокая монохроматичность, остронаправленность и большая мощность лазерного излучения делают их ценным источником света для ведения научно-исследовательских работ. [c.388]

За последние годы существенно развилась физика лазеров, включающая в себя как создание новых типов лазеров, так и использование их для решения различных научных и практических задач. Указанные вьппе свойства лазерного излучения (в первую очередь монохроматичность и направленность) определяют возможность применения этих новых источников света для передачи сигналов, взаимодейстьши света с веществом и других актуальнГ)1х задач. [c.35]

Современный этап развития оптики, начало которого можно датировать 1960 г., характеризуется новыми, весьма своеобразными чертами. Фундаментальные свойства света — волновые, квантовые, его электромагнитная природа — находят все более разнообразные и глубокие подтверждения и применения, продолжая служить основой для понимания всей совокупности оптических явлений. Однако круг этих явлений неизмеримо расширился. В начале 60-х годов были созданы источники с высокой степенью монохроматичности и направленности излучаемого ими света — так называемые оптические квантовые генераторы или лазеры. Распространение лазерного излучения и его взаимодействие с веществом во многих случаях протекает в существенно иных условиях, чем в случае излучения обычных, нелазерных источников, и конкретные явления приобретают совершенно новые, неизвестные ранее черты. Сказанное относится к отражению, преломлению, дифракции, рассеянию, поглощению и к другим основным оптическим явлениям (см. ГЛ. ХЬ, ХЫ). [c.25]

Многофотонное возбуждение молекул требует очень мощного излучения (10 МВт/см и более) и стало возможным только после создания лазеров. Монохроматичность лазерного света позволяет также до известной степени управлять фотохимическими реакциями. Дело в том, что для протекания многих реакций важно возбудить какую-то определенную степень свободы молекулы или небольщую их группу. При нагревании в силу закона равного распределения энергии возбуждаются все степени свободы. В противоположность этому, освещение монохроматическим светом позволяет воздействовать на ту степень свободы, которая активна в смысле интересующей нас химической реакции. Таким способом удается, например, осуществлять реакции, которые при общем нагревании не возникают из-за наличия других реакций, обладающих меньшей энергией активации. Изменением интенсивности облучения реагирующей смеси можно контролировать скорость протекания химических процессов и т. п. [c.669]

При взаимодействии с всщестиом лазерного излучения, благодаря его высокой интенсивности и монохроматичности, в среде воаиикают раал. нелинейные явления. Наиб, простой и важный нелинейный процесс связан с возникновением насыщения населённосте уровней энергии системы за счёт вынужденных переходов, к-рая имеет место в основном для частиц, резонансно взаимодействующих с полем. [c.554]

Развитие физики взаимодействия лазерного излучения с веществом и начало промышленного выпуска лазеров способствовало превращению лазера из физического прибора в инструмент для проведения различных технологических процессов. Интерес к лазерам со стороны технологов обусловлен уникальными характеристиками лазерного излучения. Возможность получения монохро-матичных пучков света делает лазер незаменимым источником излучения при решении задач связи, метрологии и медицины. Высокая интенсивность и монохроматичность лазерных пучков позволяет воздействовать на газовые среды и вещества, характеризующиеся большим числом уровней возбуждения, селективно и открывает тем самым перспективы использования лазеров для разделения изотопов, проведения химических реакций, для направленного воздействия на различные биологические объекты. [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...