Рентгеновские лазеры

Установленная формальная аналогия, разумеется, не случайна. Как при голографировании, так и при отображении в линзовой либо зеркальной оптической системе речь идет о преобразовании одной сферической волны (предмета) в другую, также сферическую волну (изображения). Формальный вид закона такого преобразования (линейное преобразование кривизны волновых фронтов) предопределен самой постановкой задачи и никак не связан с конкретным способом его реализации. Любой способ, голографический или линзовый, может только изменить кривизну исходного волнового фронта в определенное число раз и добавить к ней новое слагаемое ), но не более того. Анализ физического явления, призванного осуществить эту процедуру, конкретизирует физический смысл соответствующего множителя и слагаемого и их зависимость от характеристик явления и конструктивных особенностей системы. Последнее оказывается очень существенным при сравнительном рассмотрении разных способов. Как уже упоминалось, применение разных длин волн на первом и втором этапе предоставляет голографии неизмеримо более широкие возможности, чем аналогичный фактор в линзовых и зеркальных системах (различие показателей преломления в пространстве изображений и предметов, иммерсионные объективы микроскопов, см. 97), ибо можно использовать излучение с очень сильно различающимися длинами волн, например, рентгеновское и видимое (когда будет создан рентгеновский лазер). [c.253]

Лазерное излучение применяют для испарения и сварки металлов в вакууме, для разделения изотопов и т. д. Лазеры широко используются в микрохирургии глаза и др. областях медицины. Перспективно, по-видимому, применение лазеров для нагрева вещества до темп-р, при к-рых возможно осуществление термоядерных реакций (см. Лазерный термоядерный синтез). Созданы первые рентгеновские лазеры, и ставится задача создания гамма-лазеров. [c.320]

Добавлены новые разделы, в которых рассматриваются различные типы лазеров, в частности рентгеновский лазер, новые твердотельные лазеры, в том числе лазер на александрите, и в значительной степени расширено описание полупроводниковых лазеров. [c.8]

Как только достигнута критическая инверсия, генерация разовьется из спонтанного излучения. Действительно, фотоны, которые спонтанно испускаются вдоль оси резонатора, будут усиливаться. Этот механизм и лежит в основе лазерного генератора, называемого обычно просто лазером. Однако теперь слово лазер широко применяется к любому устройству, испускающему вынужденное излучение — будь то в дальнем или ближнем ИК-, УФ- и даже в рентгеновском диапазонах. В таких случаях мы будем говорить соответственно об инфракрасных, ультрафиолетовых и рентгеновских лазерах. Заметим также, что названия твердотельный, жидкостный и газовый лазер определяются агрегатным состоянием активной среды. [c.15]

Мы изучим следующие типы лазеров 1) твердотельные лазеры (на кристаллах или стеклах), 2) газовые лазеры, 3) лазеры на красителях, 4) химические лазеры, 5) полупроводниковые лазеры, 6) лазеры на центрах окраски, 7) лазеры на свободных электронах и 8) рентгеновские лазеры, [c.331]

Рис. 6.56. Геометрия мягкого рентгеновского лазера с поперечным освещением, использующего метод взрывающейся фольги.

Отметим некоторые другие возможности физической голографии. Одна из них связана с изобретением рентгеновского лазера. Его когерентное рентгеновское излучение имеет меньшую длину волны, чем свет. Следовательно, с помощью такого лазера можно получить голограммы микроскопических объектов, возможно даже молекул. Если теперь осветить голограмму видимым лазерным излучением, то можно наблюдать сильно увеличенное объемное изображение микрообъекта. Такое устройство может служить отличным инструментом для ученых, исследующих микроструктуру вещества. [c.63]

Помимо рентгеновских лазеров американские специа- [c.172]

Дж. Считают, что каждая такая станция с рентгеновскими лазерами может вывести из строя на расстоянии в 500 км от 10 до 100 МБР через несколько минут после их старта. Поскольку, как заявляют авторы проекта, способов защиты от рентгеновских лазеров с ядер-ной накачкой пока не найдено (а его поражающий эффект основан на ударно-импульсном воздействии)., то этим работам отдается предпочтение. Это вызвано еще и тем, что такая станция не нуждается в исключительно дорогостоящей и сложной оптической системе. Испытание рентгеновского лазера было выполнено 14 ноября 1980 года в подземной шахте в пустыне штата Невада впервые, а уже в 1983 году появилось сообщение, что при новых испытаниях была получена мощность от рентгеновского лазера в 400 ТВт. Лазерное оружие однако имеет свои недостатки при воздействии на ракетно-космическую технику. Так, сообщают, что для поражения топливных баков МБР с жидкостными двигателями, сделанными из алюминиевого сплава, необходимо [c.175]

Рентгеновский лазер с ядерной накачкой [c.176]

Рис. 57. Принцип действия рентгеновского лазера с ядерного взрыва

Рассмотрим теперь левую часть неравенства (2.3). Чтобы удовлетворять условию (2.3), необходимо иметь разность (Яа— 1)> т. е. инверсию заселенностей, как можно большей. Объем V должен быть как можно меньше или же, если рассматривать отношение инверсии к объему, то достаточно большой должна быть плотность инверсии. Множитель V следовало бы иметь как можно меньше, но поскольку в каждом случае желательно получить генерацию света на определенной длине волны, величина фиксирована и не может быть изменена. Однако мы видим, что с увеличением частоты становится все более трудным обеспечить выполнение порогового условия генерации, что делает чрезвычайно сложным создание рентгеновского лазера. Как ширину атомной линии так и спои- [c.39]

Рентгеновский лазер с ядерной накачкой............................................................................154 [c.101]

Одним из важных вопросов исследования возможностей использования энергии ядерного взрыва для создания устройств с направленной передачей энергии является вопрос о возможности создания, прогнозируемых характеристиках и особенностях воздействия рентгеновских лазеров. [c.154]

По открытым данным в рамках программы разработки рентгеновского лазера в США в период с 1978 по 1988 год было проведено не менее 10 ядерных испытаний. [c.154]

Таблица 3.12. Распределение ядерных испытаний США в рамках программы разработки рентгеновского лазера по годам

В качестве рабочего тела рентгеновского лазера рассматривалась плазма, создаваемая из атомов с достаточно высокой степенью ионизации. Энергия ядерного взрыва, выделяющаяся в основном в виде рентгеновского излучения, использовалась для создания подобной плазмы. В условиях [c.154]

Из этих оценок следует, что характерная область потенциального применения рентгеновского лазера находится на достаточно больших высотах Н > 150 км. [c.154]

Схема рентгеновского лазера [c.636]

Исходным лазерным материалом являются кристаллы фторидов и хлоридов щелочных металлов, а также фториды кальция и стронция. Используются также кристаллы с примесью. Воздействие на кристаллы ионизирующих излучений (v-квантов, электронов высоких энергий, рентгеновского и коротковолнового ультрафиолетового излучений) или прокалка кристаллов в парах щелочного металла приводит к возникновению точечных дефектов кристаллической решетки, локализующих на себе электроны или дырки. Стимулированное излучение возникает на электронно-колебательных переходах в таких образованиях. Схема генерации центров окраски аналогична схемам лазеров на красителе. [c.957]

Из арсенида галлия изготовляют фотоэлементы с КПД около 7 %, дозиметры рентгеновского излучения, полупроводниковые лазеры. Из вырожденного арсенида галлия производят туннельные диоды. [c.263]

При использовании излучения СОг-лазера исследования процесса насыщения проводились на образцах из алюминия и нержавеющей стали [52]. Образцы перед лазерным облучением покрывались слоем мелкого неметаллического порошка, смешанного с медью и цинком. Распределение элементов в расплавленном поверхностном слое оценивалось с помощью рентгеновского микроанализатора. [c.33]

В последнее время для упрочнения начали использовать электроннолучевые установки. Себестоимость электроннолучевого и лазерного способов упрочнения с применением лазеров мощностью до 5 кВт одинакова [80], однако лазерный луч по сравнению с электронным имеет ряд преимуществ не требует создания вакуума в зоне обработки, вследствие чего, излучение можно передавать на большие расстояния не искажается магнитными полями может быть транспортирован при помощи простых оптических систем не служит источником рентгеновского излучения. [c.113]

Весьма перспективно развитие гояографич. микроскопии с применением частично или полностью когерентных источников рентг. излучения, в т. ч. рентгеновских лазеров. [c.369]

Написаииая известным итальянским физиком и педагогом книга учебного характера представляет собой существенно дополненное и переработанное издание книги Принципы лазеров> ( Мир>, 1984). В ней рассматриваются физические основы действия различных современных лазеров (СОг-лазеров, рентгеновских, лазеров на свободных элек- онах и т. д.). Каждая глава снабжена задачами. [c.4]

Прежде чем обсуждать то, что было достигнуто в этом диапазоне длин волн, укажем на те трудности, которые необходимо преодолеть для получения генерации в рентгеновском лазере. Обращаясь к основным принципам, заметим, что в соответствии с формулами (5,35) и (2.146) пороговая мощность накачки четырехуровневого лазера в единичном объеме дается выражением [c.434]

В то же время из выражения (2,116) находим, что (при Av = 0) 1/стт(0)Avq. На частотах УФ- и ВУФ-диапазонов при умеренных давлениях можно считать, что ширина линии Avo определяется доплеровским уширением. Следовательно [см, (2,78)], Avo Vo, поэтому dPno /dV увеличивается как (если положить Vp л Vo). При более высоких частотах, соответствующих рентгеновскому диапазону, ширина линии определяется естественным уширением, так как излучательное время жизни становится очень коротким (порядка фемтосекунд). В этом случае Avo Vq и dP JdV увеличивается как v . Таким образом, если мы, к примеру, перейдем из зеленой области (Х = 500 нм) всего лишь в мягкий рентген (X л 10 нм), то длина волны уменьшится в 50 раз, а dP op dV увеличится на несколько порядков С практической точки зрения заметим, что многослойные диэлектрические зеркала в рентгеновской области обладают большими потерями и трудны в изготовлении. Основная проблема состоит в том, что в этом диапазоне разница в показателях преломления различных материалов оказывается очень малой. Поэтому для получения приемлемых коэффициентов отражения необходимо использовать большое число (сотни) диэлектрических слоев, а рассеяние света на столь большом числе поверхностей раздела приводит к очень большим потерям. Поэтому до сих пор рентгеновские лазеры работают без зеркал в режиме УСИ (усиленное спонтанное излучение), [c.434]

В работах [5, 96, 971 были рассмотрены предельные отражательные способности МИС с точки зрения использования их в резонаторах рентгеновских лазеров. После успешного получения лазерного действия в режиме сверхизлучения на переходах многозарядных неоноподобных ионов на длинах волн 20,9 20,6 и 18,2 нм [48, 54] были проведены эксперименты с многослойными зеркалами нормального падения для этого диапазона длин волн. Авторами работы [36 ] использовалась другая активная среда — рекомбинирующая плазма водородоподобных ионов углерода. Инверсия на переходе 3 -> 2 ионов С VI приводила к вынужденному излучению на длине волны 18,2 нм. (Здесь имеет место случайное совпадение с длиной волны неоноподобных ионов Se XXV, которые служили активной средой в работах [48, 54].) Установка одного зеркала нормального падения с коэффициентом отражения Rg 12 % [39] позволила использовать два прохода активной среды и привела к увеличению выхода вынужденного излучения на длине волны 18,2 нм на 120 %. [c.117]

Создание безлинзового голографического микроскопа позволит биологам и медикам наблюдать трехмерные изображения живых тканей и микроорганизмов. При использовании рентгеновского излучения возникает возможность больших увеличений (до 10 ) с сохранением разрешающей способности. Принцип действия микроскопов, хорошо описанный в книге Строука, основам на масштабных переходах и геометрическом увеличении в расходящихся пучках. Трудности осуществления микроскопии высокого разрешения связаны с отсутствием рентгеновских лазеров. Для микроскопии живой клетки нужно улучшить когерентность и мощность существующих ультрафиолетовых лазеров. [c.306]

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]

Руководителем программы, назначен бывший член отряда космонавтов, руководитель программы пилотируемых полетов Спейс-Шаттл в НАСА генерал-лейтенант Джеймс Абрахамсон. За счет средств, выделенных на программу, интенсивно разрабатываются газодинамические, химические и рентгеновские лазеры, создается 40 самолетов, оснащённых ракетами, способными [c.173]

В последние годы под научным руководством Р.И. Илькаева проведен масштабный цикл работ по фундаментальным исследованиям особенностей физики работы ряда лазеров и свойств вы-сокотемперат фной плазмы. Впервые в России была продемонстрирована работа лабораторной установки с рентгеновским лазером с длиной волны 196 А. Создана новая лазерная установка ЛУЧ на неодимовом стекле с энергией 10 кДж при длине волны 0,35 мкм. Разработаны химические НР(ВР) импульсно-периодические лазеры со средней мощностью излучения (1-10) кВт и рекордной частотой повторения импульсов до 1000 Гц. Для фотодиссоционных лазеров с накачкой излучением фронта ударной волны достигнута рекордная яркость излучения 10 " Дж/стерадиан, что существенно расширяет возможности доставки лазерного излучения на большие расстояния. Проведены уникальные исследования по изучению распространения рентгеновского излучения в протяженных замкнутых полостях. Для различных типов материалов получены значения коэффициентов отражения рентгеновского излучения. [c.338]

По диапазонам длин волн (в порядке убывания) или частот (в порядке возрастав..я) выделяют радиоспектроскопию, микроволновую спектроскопию, суб-миллиметровую спектроскопию, инфракрасную спектроскопию, оптическую спектроскопию (включающую ближнюю ИК-, видимую и частично УФ-области спектра и выделенную гл. обр. по прозрачности оптнч. материалов — стекла, кварца и др.), ультрафиолетовую спектроскопию, рентгеновскую спектроскопию. По характеру взаимодействия излучения с веществом С. подразделяют на линейную (обычную) С. и нелинейную спектроскопию, к-рая возникла благодаря применению лазеров для возбуждения спектров. Применение перестраиваемых лазеров на растворах красителей и полупроводниковых диодных лазеров, а также использование электронных цифровых методов регистрации спектров позволили достичь очень высокого спектрального разрешения и высокой точности спектральных измерений. [c.625]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...