Cтраница 2
В настоящее время имеется уже великое множество лазеров на самых разнообразных средах и принципах их возбуждения; исхода из тех или иных практических применений к излучению этих лазеров предъявляются почти столь же разнообразные требования. Резонаторы для большинства существующих лазеров подбирались методом проб и ошибок, итоги которого далеко не всегда поддаются разумному объяснению. [16]
Упрощение связано с тем, что большинство лазеров испускает почти монохроматическое излучение. Так как частотные характеристики чувствительности большинства приемников существенно не изменяются в узких спектральных областях, проще становится проблема обработки данных. Более того, поскольку требуется измерять лишь излучение с узкой спектральной полосой; становится возможным использование узкополосных фильтров в сочетании с некоторыми типами приемников. Тем самым снижается влияние ряда источников ошибок, внешних шумов и уменьшаются потери, вызванные переизлучением. Разумеется, возникают и некоторые осложнения. От лазеров можно получить значительно большие плотности энергии и мощности, чем от большинства тепловых источников света, и поэтому при работе с разными фотоприемниками нужно быть осторожным, чтобы избежать насыщения или повреждения приемников излучением. Поскольку некоторые лазеры дают крайне короткие импульсы, для измерения мгновенной мощности требуются малоинерционные приемники и связанная с ними аппаратура с соответствующим быстродействием. Для преодоления таких осложнений были затрачены большие усилия по разработке надежных методик, многие из которых мы изложим ниже. [17]
Эта так называемая естественная ширина линии является минимально возможной. Естественная ширина линии резко растет с ростом v ( oov3) и становится заметной в коротковолновой части спектра. В оптическом и инфракрасном диапазоне спектра, где работает большинство лазеров, эта ширина, как правило, незначительна. [18]
Монохроматичность и высокая направленность позволяют сфокусировать всю энергию лазерного излучения в пятно размером, близким к длине волны излучения. В этом случае поле световой волны достигает значений, близких к внутриатомным полям. При возникновении таких полей открываются совершенно новые возможности как в научном эксперименте, так и в технологических операциях. И хотя коэффициент полезного действия большинства лазеров мал, проигрыш в количестве энергии излучения компенсируется выигрышем в качестве излучения. [19]
При этом ширина линии спонтанного испускания крайне мала, подобно газовым системам. Поэтому фотодиссоци-онные лазеры, являясь типичными газовыми, в то же время обладают преимуществами твердотельных. Лазерная кювета была длиной в 20 см при диаметре 2 см. Накачка осуществлялась импульсной ксено-новой лампой с энергией 500 Дж. Йодные лазеры позволяют получать энергии более 1000 Дж. Большинство лазеров, основанных на фотодиссоциации, химически необратимы. Поэтому скважность работы генератора определяется скоростью прокачки кюветы. [20]
Поскольку экспериментатор обычно пытается исследовать объект как можно больших размеров, насколько это допускает мощность лазера, то с учетом потерь света на рассеяние предпочтительно иметь такие устройства, которые возвращают максимум света от объекта. Это означает, что необходимо стараться располагать объект как можно ближе к плоскости голограммы, чтобы уменьшить потери интенсивности, которая обратно пропорциональна квадрату расстояния от объекта, а также располагать освещающий пучок таким образом, чтобы он не освещал ничего, кроме объекта. Важную роль играет также однородность освещения, особенно для экспериментов с усреднением по времени, в связи с тем, что контраст полос уменьшается с ростом амплитуд вибрации. Видность улучшается, если те участки, которые вибрируют с наибольшей амплитудой, освещать с большей интенсивностью, чем стационарные. Огромные участки очень трудно однородно освещать пучком с гауссовым распределением интенсивности, которое характерно для большинства лазеров. Короткофокусная конденсорная линза, обращенная наиболее выпуклой стороной к точечной диафрагме, весьма эффективно сглаживает пучок с гауссовым распределением интенсивности. [21]