Лазер, спектры

Возможности панорамного спектрографа ярко иллюстрируют результаты работ [100, 101, 224, 236]. Схема КВС позволила зарегистрировать за одну вспышку лазера спектр ИК-излучения, возбуждаемого в парах калия излучением рубинового лазера. Общая ширина регистрируемого спектра 10 см (от Xir = = 2,7 мкм до >чг = 3,66 мкм) при спектральном разрешении (для его увеличения на выходе преобразователя был помещен СТЗ — 1(5)) 10" см , время регистрации 2 10 с. [c.133]

Как обычно, амплитудная модуляция гармонического сигнала приводит к появлению в его спектре боковых частот, сдвинутых от несущей частоты на Аг . Значит, в лазере спектр излучения вышедших в генерацию мод после прохода сквозь модулятор обогащается боковыми частотами, точно попадающими на частоты соседних продольных мод лазерного резонатора эти боковые спектральные компоненты играют роль вынуждающей силы для излучения на соседних модах. Последние возбуждаются благодаря наличию усиления в активной среде на широкой полосе частот, причем они рождаются уже с фазами, жестко навязанными им вынуждающей силой и, следовательно, синхронизованы с первой модой. Дальше идет процесс размножения генерации по модам с сохранением фазовой привязки. [c.44]

Лазер, спектры 95 энергия 95 Ланде множитель 348 Линзы голографические 202 Лучепреломление двойное ПО [c.411]

Газовый лазер на аргоне генерирует излучение с длинами волн Х = 0,4880 мкм и i,2 = 0,5145 мкм в видимой сине-зеленой части спектра с мощностью излучения до 150...500 Вт в непрерывном режиме. [c.122]

В этом трудоемком исследовании измеренные значения частоты сравнивались с величиной действующего эталона (частота перехода между определенными уровнями структуры атомного спектра цезия), для чего пришлось создать ряд лазеров, генерирующих на разных частотах — от далекой инфракрасной области до видимой части спектра. [c.51]

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]

Очевидно, что чем длиннее цуг, испускаемый атомом, т. е. чем монохроматичнее свет, тем при большей разности хода возможна интерференция. В случае газоразрядных источников света в приборе Майкельсона удавалось наблюдать интерференцию при разности хода около полумиллиона длин волн. Опыты этого рода могут служить для характеристики процессов при излучении атома (см. 22). Обратно, располагая источником монохроматических волн, можно осуществить интерференцию при огромной разности хода и таким образом определить длину волны с очень большой точностью. Для некоторых лазерных источников света (гелий-неоновый лазер, например) ширина спектра излучения составляет 10 —10 с , что позволяет наблюдать интерференцию при разности хода в 10 —10 длин волн. [c.143]

Рис. 29.10. Интерференционный спектр тонкой структуры линии рассеяния в бензоле при комнатной температуре, возбужденный линией 632,8 нм излучения гелий-неонового газа лазера.

На рис. 29.10 представлен снимок спектра излучения, рассеянного в бензоле, сделанный с помощью интерферо.метра Фабри—Перо при освещении жидкости светом гелий-неонового лазера с Я = = 632,8 нм. [c.595]

Когерентность излучения проявляется практически во всех свойствах оптических квантовых генераторов. Исключение составляет, разумеется, полная энергия излучения, которая, как и в случае некогерентных источников, прежде всего зависит от подводимой энергии. Замечательной чертой лазеров, тесно связанной с когерентностью их излучения, является способность к концентрации энергии — концентрации во времени, в спектре, в пространстве, по направлениям распространения. Для некоторых квантовых генераторов характерна чрезвычайно высокая степень монохроматичности их излучения. В других лазерах испускаются очень короткие импульсы, продолжительностью 10 с поэтому мгновенная мощность такого излучения может быть очень большой. Световой пучок, выходящий из оптического квантового генератора, обладает высокой направленностью, которая во многих случаях определяется дифракционными явлениями. Такое излучение можно, как известно, [c.769]

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]

Спектры светового импульса ксеноновой лампы и рубинового лазера совершенно различны. Ксеноновая лампа излучает импульс света со сплошным спектром, рубиновый лазер генерирует красную спектральную линию с длиной волны 694,3 нм и шириной около 0,025 нм (и меньше). Энергия светового импульса рубинового лазера сравнительно невелика и составляет несколько джоулей. Но, так как длительность импульса порядка миллисекунды, мощность лазерного импульса достигает нескольких киловатт ). О способах значительного ее повышения будет сказано ниже. [c.788]

Если сопоставить характеристики импульсного рубинового лазера, обычно применяемого в современной лабораторной практике (мощность светового импульса, ширину спектра излучения, пространственную когерентность светового пучка, его коллимацию), с аналогичными характеристиками других источников [c.788]

Для генерации и наблюдения инфракрасного излучения того же лазера необходимо иметь прозрачные для него торцовые окна газоразрядной трубки, зеркала резонатора с высокими значениями коэффициента отражения в инфракрасной области спектра и, разумеется, приемник, чувствительный к инфракрасному излучению, например, болометр или фотодиод. [c.793]

Поэтому даже в ограниченном участке спектра число собственных частот резонатора может быть значительным. В случае, например, гелий-неонового лазера (X = 632,8 нм) число собственных частот, расположенных в пределах ширины линии усиления, равно примерно 5—10, в рубиновом лазере оно достигает сотен, а в некоторых лазерах — десятков и сотен тысяч (лазеры на красителях, см. 230). [c.798]

Рис. 40.12. К вопросу о спектре излучения лазера.

Очень широкий спектр генерации лазера на красителе изображен на рис. 40.23, а (см. 230). Этот спектр получен на приборе с малой разрешающей силой, и его монохроматические компоненты не разрешаются (светлые линии на спектре соответствуют полосам поглощения воздуха). Однако при достаточном разрешении они наблюдаются, и их число составляет около 10 . [c.799]

Таким образом, структура спектра излучения лазеров зависит как от положения участков спектра, где удается получить достаточно большое усиление световых волн, так и (внутри этих участков) от положения собственных частот оптических [c.799]

До СИХ пор предполагалось, что излучение квантового генератора, отвечающее какому-либо собственному колебанию резонатора, монохроматично. В действительности же каждая такая спектральная компонента излучения лазера имеет малую, но конечную ширину. На протяжении курса неоднократно подчеркивалось, что строго монохроматическое колебание возможно лишь при бесконечной его продолжительности. Существует общее соотношение между длительностью Т волнового цуга и шириной его спектра бсо (см. 21) [c.800]

Из сказанного следует, что в случае импульсных лазеров спектральная ширина компонент в спектре их излучения никак не меньше величины, обратной длительности импульса. Для лазеров с модулированной добротностью, например, Т х 10 с, и бсо не менее 10 . [c.800]

Итак, общую картину спектра излучения оптических квантовых генераторов можно представить следующим образом. В интервале длин волн, простирающемся от вакуумного ультрафиолета до далекой инфракрасной области, с помощью разнообразных активных сред удается получать усиление излучения в участках спектра с относительной шириной (со" — со )/со, составляющей в разных случаях от 10 (лазеры на красителях) до 10" (атомные и молекулярные газы). Положение этих участков спектра определяется частотами переходов между энергетическими уровнями, характерными для используемой активной среды (атомы, ионы, молекулы в газовой, жидкой и кристаллической фазе). В пределах каждого из упомянутых участков спектр генерируемого излучения имеет вид дискретных квазимонохроматических эквидистантных компонент, расстояние между которыми задается резонатором и составляет в относительной мере величину Асо/со = Х/2Ь = = 10" — 10 . Наконец, каждая из компонент представляет собой квазимонохроматическое излучение с ничтожно малой естественной спектральной щириной бсо 10 — 10 с , так что боз/со [c.801]

Соотношение (229.10), которое можно получить и из принципа цикличности, означает дискретность набора частот в спектре излучения лазера с плоским резонатором. Однако, как легко показать, [c.806]

Изложенная схема процессов сильно упрощена, и существует целый ряд факторов, в той или иной мере затрудняющих развитие генерации. 1< числу мешающих факторов относится, например, фотохимическое разложение молекул красителя при высоких значениях освещенности, нагревание раствора, приводящее к безызлучательному затуханию возбужденного электронного состояния, и многие другие. Однако все эти препятствия устраняются специальными методами ), и генерацию удается осуществить с большим числом разных красителей (их насчитывается сейчас около 100) в импульсном и непрерывном режимах, в широкой области спектра (от 350,0 до 1000,0 нм) и с применением в качестве источников возбуждающего излучения ксеноновых газоразрядных ламп и лазеров. [c.817]

Спектр излучения лазера, в котором использовался раствор красителя— родамина 6-С, приведен на рис. 40.23, а. Ширина [c.818]

Если вместо зеркала Л з установить призму Р (аналогичную тем, которые применяются в спектральных приборах) и расположить зеркало так, как показано пунктиром на рис. 40.22, то спектр излучения лазера резко сужается (рис. 40.23, б —г). Причина его сужения кроется, очевидно, в зависимости отклонения пучка призмой от длины волны. При заданной ориентации зеркала и при отражении света от определенной части его поверхности, ограниченной диафрагмой D, возврат в активную часть объема кюветы будет обеспечен лишь для света с какой-то определенной длиной волны. [c.819]

Так же, как в [119], примем во внимание, что для большинства лазеров спектры различных мод не перекрываются учтем также то обстоятельство, что для лазеров к - к<ко (где ко - среднее значение волнового числа излучения, используемого при гологра4 1ровании), а вносимые диффузором изменения фазы малы, т.е. Д(5) X, ДЧ ) X. Тогда множители ехр(-/ЛоД) и ехр(ЛоД ) могут быть вынесены за знак интеграла, по А и [c.48]

Современные газовые лазеры — газодинамические, электроаэ-родинамические и электроионизационные генерируют более мощное излучение, чем твердотельные (до 2000 Дж). У газовых лазеров спектр значительно уже, чем у твердотельных (менее — 10 кГц). Угловая расходимость луча составляет единицы угловых минут. [c.34]

Точность измерения скорости света определяется в этом случае, во-первых, тем, насколько стабилен данный источник, и, во-вторых, тем, с какой точностью удается измерить частоту и длину волны излучения. Источниками электромагнитного излучения, наиболее удовлетворяющими этим требованиям, являются лазеры. Измерение длины В0Л1ГЫ , основанное на явлении интерференции света, производится с ошибкой, не превышающей величину порядка 10 , Измерение частоты излучения основано на технике нелинейного преобразования частоты. Используемый прибор (например, полупроводниковый диод), приняв синусоидальное колебание некоторой частоты, дает на выходе колебания более высокой частоты — удвоенной, утроенной и т. д. Этот метод с помощью нелинейного элемента излучс1П1Я кратной частоты позволяет измерять частоту излучения лазера и сравнивать его с частотами, измеренным прежде. Согласно результатам изме-рени , в1> пол 1ен ЫМ этим методом в 1972 г., скорость света в вакууме равна (299792456,2 1,1) м/с. Новые методы разработки нелинейных фотодиодов, испо.и.зусмых для смещения частот светового диапазона спектра, позволят в будущем увеличить точность лазерных измерений скорости света. [c.418]

Существуют лазеры, излучающие эиерг ию импульсами, длительность и частоту повторений которых можно варьировать. В частности, очень распространены импульсные лазеры на рубине (/. а 0,69 мкм) и неодимовом стекле (/ г 1,06 мкм), мощность которых может достигать нескольких мегаватт, а в специальном режиме гигантских импульсов — значений ]() Вт и более. Однако при столь большой мощности уширяется спектр и уменьшается монохроматичность излучения. [c.35]

В результате прогресса лазерной техники и успешного развития радиотехнических методов преобразования частоты в оптическом диапазоне удалось существенно повысить точность измерения скорости света в вакууме. При этом проводились независимые измерения длины волн и частоты специально стаби-лизированног о неон-гелиевого лазера, генерирующего в инфракрасной области спектра (л = 3..39 мкм). Таким способом в 1972 г. скорость света была определена с большой точностью (iSf/ = 3 10 ). Авторы получили с = (299792,4562 0,0011) км/с и считают, что в дальнейшем ошибка может быть еще уменьшена за счет улучшения воспроизводимости измерения первичных эталонов длины и времени (см. 5.7). [c.51]

При этом искажается форма импульса и изменяется частота, соответствующая максимуму спектра В процессе расгфосгра -нения импульс может совершенно изменить свою исходную форму. Физические причины таких искажений многообразны так, например, в активной среде лазера наибольшее усиление происходит в передней части импульса, что должно приводить к дополнительному сдвигу максимума и соответственному увеличению групповой скорости, определяемой по указанной выше формальной схеме. Однако такая внутренняя перестройка импульса не может быть использована для передачи сигнала. В связи с этим нужно весьма критически относиться к иногда появляющимся публикациям, в которых утверждается, что групповая скорость лазерного излучения может быть больше скорости света в вакууме. Нужно ясно представлять себе, что в этом случае понятие групповой скорости теряет свой первоначальный смысл и величина U уже не определяет скорость распространения сигнала, которая, согласно специальной теории относительности, никогда не может быть больше скорости света в вакууме. [c.53]

При постановке этого опыта можно использовать неон-гелиевый лазер, генерирующий на длине волны 0,63 мкм (красная область спектра). На металлическом слое зеркала, нанесенном на прозрачную подложку, делают два почти параллельн - штриха (расстояние между ними равно примерно 0,3 мм). Вводя эти две щели в лазерный пучок и перемещая их на небольшие расстояния в плоскости, перпендикулярной лучу, легко добиться оптимальных условий наблюдения интерференционной картины. Никакая фокусирующая оптика в таком эксперименте не нужна. Лазер располагают в 5—6 м от экрана. Для увеличения масштаба интерференционной картины выбирают направление светового луча так, чтобы он составлял некоторый угол с поверхностью экрана (рис. 5.4). При таких условиях ширина инте1>ферен-ционной полосы равна примерно 1 см, а освещенность и контрастность интерференционной картины вполне достаточны для ее наблюдения на расстоянии 15—20 м. [c.183]

В 1954 г. вьп1ужденное излучение было обнаружено Н. Г. Басовым, А. М. Прохоровым и независимо Таунсом в микроволновой области спектра и использовано для создания мазера, а в 1960 г. появились первые лазеры, которые генерировали в видимой области. Во всех этих сисггемах исгюльзуется тот или иной способ дополнительного (неравновесного) заселения генерирующих уровней — оптическая накачка, избирательное электронное возбуждение и др. [c.430]

В настоящее время на основе внешнего и внутреннего фотоэффекта строится бесчисленное множество приемников излучения, преобразующих световой сигнал в электрический и объединенных общим названием — фотоэлементы. Они находят весьма широкое применение в технике и в научных исследованиях. Самые разные объективные оптические измерения немыслимы в наше время без применения того или иного типа фотоэлементов. Современная фотометрия, спектрометрия и спектрофотометрия в широчайшей области спектра, спектральный анализ вещества, объективное измерение весьма слабых световых потоков, наблюдаемых, например, при изучении спектров комбинационного рассеяния света, в астрофизике, биологии и т. д. трудно представить себе без применения фотоэлементов регистрация инфракрасных спектров часто осуществляется специальными фотоэлементами для длинноволновой области спектра. Необычайно широко используются фотоэлементы в технике контроль и управление производственными процессами, разнообразные системы связи от передачи изображения и телевидения до оптической связи на лазерах и космической техники представляют собой далеко не полный перечень областей применения фотоэлементов для решения разнообразнейших технических вопросов в,современной промышленности и связи. [c.649]

Для создания активной среды необходимо селективное возбуждение ее атомов, обеспечивающее инверсную заселенность хотя бы одной пары их энергетических уровней. Возможны различные способы создания -инверсной заселенности. Поскольку в предшествующем изложении подробно обсуждались процессы излучения и поглощения света, начнем с описания оптического метода селективного возбуждения атомов среды ). Примером оптического квантового генератора, в котором используется оптический метод возбуждения, может служить рубиновый лазер. Отметим, что этот генератор был исторически первым квантовым генератором, излучающим в видимой области спектра (Мейман, 1960 г.). [c.784]

Явления генерации кратных, разностных и суммарных гармоник нашли многочисленные научно-технические применения. Ценность этих явлений для лазерной техники обусловлена тем, что удвоение частоты лазерного излучения или смешивание излучений двух лазеров в нелинейной среде позволяет получать мощный поток когерентного света в области спектра, отличной от исходной. Например, удвоение частоты излучения лазеров на красителях, генерирующих в видимой области спектра (см. 231), обеспечивает когерентное излучение с плавной перестройкой частоты в ультрафиолетовой области. Особый интерес представляет смешивание инфракрасного излучения со светом мощных лазеров (рубинового или неодимового). Дело в том, что приемники инфракрасного излучения значительно уступают по чувствительности и инерционности приемникам, применяемым в видимой и ультрафиолетовой областях. В инфракрасной области очень плохо разработана фотография. Смешивание же излучения, например, с Я, = 4 мкм и 0,694 мкм (рубиновый лазер) дает желтый свет с длиной волны 0,591 мкм, который можно регистрировать и визуально, и фотографически, и с помощью фотоумножителя. Таким способом удается регистрировать даже слабое тепловое излучение. [c.845]

В технологических применениях все большее значение приобретают компактные и сравнительно дешевые лазеры на YAG Nd с длиной волны 1,06 мкм. Использование ближней ИК области спектра обеспечивает более эффективную доставку энергии к обрабатываемой поверхности, чем в случаях примения СОг-лозеров. Кроме того, что на меньшей длине волны возможна более тонкая фокусировка излучения, важное значение имеет и тот факт, что на длине волны 1,06 мкм ка < (хравило легче забежать экранировки обрабатываемой поверхности плазмой оптического пробоя [I]. Это обеспечивается как более высокими чем для длины волны 10,6 мкм, порогами оптического пробоя, так и тем, что плАзменная чистота при полной однократной ионизации воздуха атмосферного давления недостаточна для того, чтобы плазма становилась полностью непрозрачной для излучения в видимом и ближнем ИК диапазоне. [c.154]

Совершенно особые свойства имеют трехмерные голограммы, впервые полученные Ю. Н. Денисюком в толстослойных фото.эмульсиях, толщина которых существенно превышает расстояние между соседними интерференционными поверхностями. В этом случае интерференционная структура будет зафиксирована в фото.эмульсии в виде полупрозрачных отражающих слоев серебра, образующих трехмерную дифракционную решетку. Если такую голо- / грамму осветить белым светом, то из его широкого спектра голограмма сама выделит вet только одной длины волны и определенного направления. По.этому при восстановлении трехмерную голограмму не обязательно освещать лазером, а можно пользоваться обычным источником света. [c.27]

Идеальный когерентный источник излучает свет строго одной частоты. Реальный лазер излучает спектр колебаний— спектральную линию, в которой присутствуют несколько частот. Ширина спектральной линии связана с понятием временной когерентности и в конечном счете определяет допустимую глубину голографируемой сцены, т. е. максимальную разность хода / между объектным и опорным пучками, допустимую без уменьшения контраста интерференционной картины 1=к / к. [c.35]

Первые лазерные голограммы были получены с помощью гелий-неонового лазера с длиной волны излучения >,==0,6328 мкм, работающего на нейтральных атомах. Существующие гелий-неоновые лазеры могут генерировать непрерывные колебания также в ближней инфракрасной области спектра на следующих длинах волн 1,15 мкм и 3,36 мкм, имеющие узкие спектральные линии, что позволяет с их помощью получать 1олограммы сцен глубиной в несколько десятков метров. Однако малая мощность излучения таких лазеров (0,1—0,5 мВт) ограничивает возможность их применения, так как в. этом случае для получения голограммы требуется большое время. экспозиции, составляющее десятки минут. При увеличении мощности гелий-неоновых лазеров путем увеличения длины газоразрядной трубки увеличивается и ширина спектральной линии, так что при мощности 100 мВт гелий-неоновый лазер позволяет регистрировать сцены глубиной не более 20 см. [c.36]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...