Свойство - лазерное излучение
Cтраница 2
С конца 70 - х годов XX столетия под руководством профессора И.И. Пахомова велись работы по созданию методов расчета оптических систем лазерных приборов - методов, базирующихся на классических положениях геометрической оптики и учитывающих специфику свойств лазерного излучения, представляющего собой эрмито-гауссовы пучки. [16]
Такие свойства лазерного излучения, как высокая когерентность, яркость, превосходящая на несколько порядков яркость наиболее интенсивных плазменных источников света, возможность получения серии вспышек с частотой порядка 10Ш Гц и длительностью импульса порядка 10 - п с, малая расходимость излучения, возможность работы с перестраиваемой частотой, значительно расширили возможности классических методов. [17]
Преимущество лазеров заключается в сосредоточении энергии излучения в узком спектральном интервале при высокой направленности и пространственной когерентности пучка излучения. Эти свойства лазерного излучения позволяют получать большую глубину зоны локализации интерференционной картины и ее высокий контраст по всему полю наблюдения при практически неограниченной частоте полос. При использовании неколлимированного лазерного пучка диаметром d глубина зоны локализации, определяемая расходимостью лазерного излучения в, будет равна / к d / в, а при расширении лазерного пучка с помощью телескопической системы она определяется углом вт 6d / D, где D - диаметр пучка на выходе расширительной системы. Вследствие малости угла в и пространственной когерентности излучения лазера зона локализации получается протяженной, что облегчает настройку интерферометра и совмещение исследуемого объекта с областью локализации. [18]
Этот процесс сильно напоминает картину фазовых переходов в сверхпроводниках и ферромагнетиках. Среди недавно открытых свойств лазерного излучения отметим следующее. При определенных условиях, а именно высоком уровне накачки и низком качестве резонатора, излучение лазера ведет себя хаотически. Хаос в лазерном излучении является совершенно новым состоянием света, и его не следует смешивать с так называемым хаотическим излучением тепловых источников. [20]
Указанные выше свойства лазерного излучения ( в первую очередь монохроматичность и направленность) определяют возможность применения этих новых источников света для передачи сигналов, взаимодействия света с веществом и других актуальных задач. [21]
К этой группе принято относить все спектральные приборы, в которых источником излучения служит лазер. В спектроскопии используются такие свойства лазерного излучения, как высокая монохроматичность, большая спектральная плотность мощности излучения, малая расходимость, малая длительность импульса. [22]
Лазеры с перестраиваемой частотой удобно применять в спектральных приборах, которые отличаются высоким спектральным разрешением и дают возможность обходиться без диспергирующего элемента. Аппаратная функция таких приборов, сканирование по спектру в которых осуществляется перестройкой частоты лазера, полностью определяется свойствами лазерного излучения. Полуширина аппаратной функции, а следовательно, и спектральное разрешение такого прибора зависят от ширины спектра линии генерации лазера, а ее форма определяется характером распределения интенсивности излучения по спектру. [23]
Изложение современных фундаментальных понятий оптики построено в учебнике на основе требования единства эксперимента и теории. Наряду с традиционными вопросами рассмотрены статистические н когерентные свойства квазнмонохроматического излучения, спектральное разложение, электронная теория дисперсии, основы нелинейной оптики. Большое внимание уделено свойствам лазерного излучения и применению лазеров в физическом эксперименте. К каждому параграфу даны контрольные вопросы и задачи. [24]
Лазер обычно представляет собой резонатор, заполненный средой с отрицательным электромагнитным поглощением. Резонатор необходим для того, чтобы снизить радиационные потери в среде с малым усилением за счет циркуляции электромагнитной энергии ( в узкой полосе частот), которая дает возможность восполнить потери энергии, обусловленные вынужденным излучением. Для получения же электромагнитной энергии, обладающей свойствами лазерного излучения ( спектральным сужением, высокой степенью временной и пространственной когерентности, высокой степенью коллимации), резонатор не требуется. [25]
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. [26]
Столь же высокие мощности, как при последующем усилении наносекундных импульсов, может излучать сам осциллятор на так называемых ультракоротких импульсах. Они создаются путем синхронизации многих лазерных мод. Наиболее короткие из полученных в настоящее время импульсов имеют длительность порядка 10 - 13с, так что упомянутые мощности могут достигаться при относительно низких энергиях импульсов. Поэтому важную роль играет такое свойство лазерного излучения, как малая расходимость светового пучка. Оно позволяет сконцентрировать излучение на очень малой поверхности и тем самым создать исключительно высокие напряженности поля. [27]
Спекл-картину можно увидеть, если наблюдать лазерный свет, рассеянный от стены или рассеивающего транспаранта. Несмотря на хаотическое распределение пятен можно различить пятно ( или зерно) средних размеров. Из первых же работ стало ясно, что это явление обусловлено интерференцией вторичных волн с усилением и ослаблением, распространяющихся от небольших рассеивающих центров, расположенных на поверхности стены или рассеивающего транспаранта. Поскольку рассматриваемое явление наблюдается только тогда, когда излучение имеет высокую степень когерентности первого порядка, оно представляет собой неотъемлемое свойство лазерного излучения. [28]
Страницы: 1 2