"Лазера" Думата е съставена от първите букви на английски фрази за "усилване на светлината чрез стимулирано излъчване на радиация", което преведено на български означава: усилване на светлината чрез стимулирана емисия.
Нека да направим така лазера.
Вземи жезъла или плоча, изработена от материал, от който искаме да постигнем радиация. Материалът трябва да бъде прозрачна за светлината прониква през нея. Най-често срещаните материали за пръчки - изкуствено отглеждани кристал на рубин или гранат (или стъкло, към която е добавено малко количество неодим рядък елемент). Баровете обикновено с диаметър от 6 до 20мм и дължина от 10 до 60 сантиметри. Самата лазерът е често по-нататък материала на пръта. По този начин, изразът "рубин лазер", не означава, че цялото устройство е направен от този скъпоценен камък. Просто вътре е с размер на кристалната Буле на молив.
В близост до центъра изведе осветител, той се нарича светлината на помпата. Лампата ще пулсира, като тези, използвани от флаш лампите фотографи - всички процеси в атома са от милионни части от секундата, така че дълго време няма смисъл да го включи. изпомпване лампа с рефлектор стволови съраунд, така че никой квантовата на светлината на помпата не се губи напразно. Близо операционната прът лежи установи две огледала: отзад - тъп, което отразява всички падащата светлина, предна - прозрачна. Огледала създават строго паралелни една на друга и перпендикулярни на оста на пръта. Лазерът готов. Свързан към проводниците на тръба на помпата от захранването чрез един бутон затваряне и натиснете до него. Лампата се счупи. Сега се опитайте да мислите за това, което се случва в лазера.
По този начин, лампата се счупи. Потокът на светлинната енергия е паднал върху пръта. Неговите атоми бързо се преместват в възбудено състояние. С всеки миг от развълнувани атоми се превръща все повече и повече. Но за дълго време във възбудено състояние, те не живеят само от една стомилионна част втора в средата, а след това се върнете към нормалния спокоен глас състояние. Фигурата по-долу показва как един атом излъчва фотон на светлината, последван от друг и друг. Но тези фотони летят почти в цялата мрежа. Ето защо, принуждавайки по пътя да се излъчва в една и съща посока на няколко атома, те бързо го изоставят. Лампа свети, и атомите са възбудени да излъчва светлина отново. Но тук ние излъчва фотон по оста на гредата съвсем случайно няколко атома. След всеки сблъсък с атомите на броя на кванти удвои движи радиация поток по протежение на пръчката и расте като лавина. Отразени в огледалата, радиация прониква пръта многократно, причинявайки всички атоми, без изключение, на техния дял от общата енергия на потока на светлина. Чрез полупрозрачно огледало-кутия, тази светлина избухва. Зараза! Неговата продължителност от около една милионна от секундата. Лампата свети, и след три милионни части от секундата всичко се повтаря отново. И отново, и отново, докато яркостта на светлината, е вече на намаляването на флаш лампата няма да бъде достатъчно, за да се поддържа поколение. изпомпване на лампата изгаря около една хилядна от секундата, една четвърт от времето, когато избухва, дори и толкова време излиза. Но за останалата част от лазера успява да направи около двеста мига обединени в един светлинен импулс с продължителност от няколко десет хилядни от секундата. С висока скорост картина показва, че тя е подобна на пчелна пита, и включва множество върхове korotenkih - отделни светлинни вълни. Ето защо, този режим на работа се нарича лазерен разсейки. или свободно течаща режим.
Това е, което е било направено и работи на първия лазер построен върху рубин кристали през 1960.
Но не и цялата енергия, лампата на помпата се превръща в един лазерен флаш. Повечето от тях - уви! - се изразходва за безполезни и дори вредни отопление прът и огледала. Мощни импулсни лазери охладен поток от въздух, вода, и понякога в течен азот. Скоростта на повторение импулс също зависи от това колко добре лазерния прът може да издържа на висока температура. Неодимови лазери и рубинени дават една или две вълни в секунда, в гранат лазер - няколко стотин. честота Запис поколение за пулсиращ лазер - дванадесет милиона вълни в секунда. Емисията на тези лазери се възприема като непрекъснат.
Така че това, което е питаш? Импулсът на крушка просто се превърна в един импулс на лазерна светлина, а дори и със загубите. Струваше ли си този шум?
Си заслужава. Светлината, получени с такива трудности има необичайни свойства тегло.
- На първо място, има лъч на това, почти не се разширява. За да прожектор не се разпръсне, да използва голямо вдлъбнато огледало и сложна система от лещи, която събира светлина от лампа на кок. Той помага, но не достатъчно: вече на километър от центъра на вниманието става два пъти по-широк. Външните огледала лазерни и лещите не са необходими. Той и без самата тя да генерира почти паралелно лъч светлина, тъй като лъчението участват само тези лъчи, които се движат по оста на пръта.
- На второ място, на светлината, излъчвана от лазера е едноцветен, той има само една дължина на вълната, един цвят. Бялата светлина се състои от смес от много дължини на вълните, минаващи през оптични части - лещите и призмите - може да бъде разложен на основните цветове; Всички видяхме дъга в небето или на стената, когато слънчевата светлина разлага на водни капки или призми. Тъй като лазерният лъч не се случи, така че може да се фокусира към място на 0.01 мм в диаметър.
- На трето място, въпреки че лазерът и използва малка част от "напомпани" е по силите му, силата на неговото избухване може да бъде много, много високи: стотици хиляди вата. Това е така, защото изход флаш е равна на енергията си разделена на неговата продължителност - хилядни от секундата.
Мощност на електродвигателя, парната машина, нагревателя, радиация поток и по принцип всяка власт се измерва във ватове (W, английска литература - W)
Там често ще бъде отнесен към мощността на лазера, също се измерва във ватове, киловати и мегавата. За тези понятия не са празни думи, опитайте се да си представите какво е киловат и мегават колко е голям.
киловата енергия може да загрее водата да заври лъжица в секунда. А нагревател капацитет от 400 кВт за същото време се вари един литър вода, и източник на мощност на 1 MW ще даде на всеки втори 2,5 л кипяща вода.
Спомняйки си колко време да ври poite Maker, може да се образува някаква представа за това каква сила скрита в лазерния лъч.
Слънцето, с температура от 6000 градуса, при единична дължина на вълната излъчва мощност в стотни от вата (защо - виж тук). Лазерът - до хиляда вата. Възниква въпросът: в каква температура ще трябва да се загрява на материала, за да го светлина толкова като лазер? Отговорът е зашеметяващ. Лазерът излъчва светлина на същата яркост като тялото се загрява до температура на няколко градуса трилиона! По този начин той остава студено. Във всеки случай, тези на 100 - 200 градуса, на която може да се нагряват, - нищо в сравнение с температурата, която не може да издържи и да е вид в света.
Това е, което пулсиращ лазер. флаш Неговата носи огромна сила - хиляди вата. Тази енергия може да се увеличи чрез увеличаване на размера на цялата лазера. И можете да поставите пред себе си още един лазер, но без огледала. Пулсът на първия лазерен светлината на втория тригер сила. И двете светлинен импулс формира двойно изригване на енергия.
Но проблемът с увеличаване на дължината на продължителността на пръта се увеличава и пулс - докато всички атоми да излъчва фотони дълъг бар, мине време. Освен това, размерите на прът не може да се увеличи, без ограничение: по-пръта, толкова по-голяма загуба на светлина в него. Допълнителна енергия се получава трудно поради нова секция на радиация прът е напълно губи поради абсорбиране на светлина със същата част. Ето защо, дори и барове с най-добрите материали няма смисъл да се направи по-дълъг от 50 - 60 см, то почти няма нищо, с изключение на значително повишаване на цената на лазерни части. И те вече не са евтини. Така че, по този начин ние можем да дадем по-голямо увеличение на изходна мощност. Но остава друго: че ако се намали времето за флаш за шофиране цялата си енергия в стотици хиляди пъти по-малко време? След това със същия коефициент ще се увеличи и силата му! Той след това ще се измерва вече мегавата. Той успява буквално гигант пулс.
Свързани статии