Cтраница 2
Воздействие высокоэнергетического когерентного излучения на материалы как технологический метод характеризуется широкими потенциальными возможностями обработки металлов и сплавов. Особенностями метода лазерной обработки являются локальность и высокая концентрация подводимой энергии. Разработаны перспективные технологии обработки поверхности материалов, позволяющие осуществлять плавление, термоупрочнение и легирование приповерхностных слоев конструкционных и инструментальных материалов. [16]
Если частота когерентного излучения и центральная частота шумового поля сильно разнесены, то получающиеся выражения для распределения числа отсчетов фотоэлектронов суперпозиции этих полей, производящей функции и моментов приведены в ( 8; а); 2; табл. 1.1); распределение вероятностей может быть записано через неполную гамма-функцию; формально это распределение, как следует из производящей функции, является сверткой распределений Бозе-Эйнштейна и Пуассона. [17]
![]() |
Энергетическая плотность распределения населенности на уровнях ( а и частотная зависимость плотности распределения мощности перехода 2 - 1 ( б. [18] |
Рассмотрим процессы когерентного излучения с использованием накачки в трехуровневой системе. При данной температуре и отсутствии накачки распределение частиц по величине энергии характеризуется законом Больцмана ( пропорционально е kT при этом Ns JV2 NI ( для трехуровневой системы) и система является равновесной. Если в результате возбуждения частицы переходят на высшие уровни, то распределение Больцмана нарушается, система становится неравновесной. [19]
Для получения когерентного излучения во всех рассмотренных генераторах необходимо состояние с инверсной населенностью. Известно, что в полупроводниковых материалах активными частицами являются электроны. Электроны могут находиться в заполненной ( валентной) зоне и в зоне проводимости. Зоне проводимости соответствувуют большие энергетические состояния по сравнению с валентной. Поэтому для получения инверсии населенностей необходимо большее число электронов перевести в зону проводимости. Это достигается возбуждением электронов одним из известных способов: облучением, нагревом, воздействием электромагнитным или электрическим полем. [20]
![]() |
Осциллограммы, поясняющие работу рубинового лазера. а мощность источника подкачки. б населенность уровня II. б мощность на выходе генератора.| Упрощенная структура. [21] |
В период когерентного излучения пополнение ионами уровня II за счет подкачки отстает от расхода их в результате индуцированных переходов и населенность уровня II уменьшается. Излучение при этом или резко ослабевает, или даже прекращается ( как в данном случае) до тех пор, пока за счет подкачки не произойдет обогащение уровня II до величины, превышающей пороговую ( рис. 28.8, б), и вновь станет возможным возбуждение колебаний. [22]
![]() |
Полупроводниковый диод, применяемый в ОКГ. [23] |
Для получения когерентного излучения необходимо, чтобы полупроводниковый переход был плоским, а материал полупроводника чрезвычайно однородным. [24]
Для создания когерентного излучения с упорядочение изменяющимися по времени фазой, частотой, амплитудой, направлением распространения и поляризацией используют внешнее электрическое поле, под действием которого вынуждены излучаться фотоны. Вынужденное излучение используется для усиления электромагнитной волны и создания когерентного света. Луч когерентного света имеет значительно меньшую расходимость и значительно больший частотный диапазон, чем радиолуч, что позволяет передавать значительно больший объем информации; его можно сфокусировать на площадку диаметром около 1 мкм и получить колоссальные мощности излучения ( до 1016 Вт / см), что позволяет использовать лазер для обработки полупроводниковых, диэлектрических и других твердых материалов, для сварки и пайки. [25]
Расходимость пучка когерентного излучения лазера ничтожна. Это делает излучение лазеров очень перспективным для дальней связи, в том числе межпланетной и, может быть, межзвездной: при малой расходимости потока излучения плотность энергии его убывает с расстоянием очень медленно. Кроме того, огромная частота излучения ( для лазеров 1014 - г - 1015 гц, что превышает частоту радиосвязи в 10 - 10 раз) позволит передавать по одному каналу огромный объем информации, например, десятки тысяч звуковых и сотни телевизионных программ одновременно. [26]
Расходимость пучка когерентного излучения лазера ничтожна. Это делает излучение лазеров очень перспективным для дальней связи, в том числе межпланетной и, может быть, межзвездной: при малой расходимости потока излучения плотность энергии его убывает с расстоянием очень медленно. Кроме того, огромная частота излучения ( для лазеров 1014 - т - 1013гц, что превышает частоту радиосвязи в 107 - 109 раз) позволит передавать по одному каналу огромный объем информации, например, десятки тысяч звуковых и сотни телевизионных программ одновременно. [27]
В случае абсо-лютно когерентного излучения максимальные значения Я1 и Ф2 равны единице, а в случае хаотического изменения сдвига фазы двух колебаний - стремятся к нулю. [28]
![]() |
Блок-схема автоматического ультрафиолетового гигрометра. [29] |
Применение источников направленного, монохроматического и когерентного излучения дает некоторые преимущества по сравнению с рассмотренными гигрометрами. Ширина спектральной линии излучения лазера меньше ширины линии поглощения Н2О; это почти полностью освобождает от влияния на показания гигрометра прерывистости спектра поглощения Н20 и уширения спектральной линии в результате взаимодействия с молекулами других компонентов газовой смеси. [30]