скачать doc
Лазеры
Оптический квантовый генератор (ОКГ)
Лазер – “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” – усиление света при помощи вынужденного (индуцированного) излучения.
Свойства лазерного излучения:
Малый угол расхождения (излучение узконаправленно)
Когерентность (монохроматичность)
Мощность (до 1014 Дж/см2)

1916г, Эйнштейн: электрон может переходить с верхнего энергетического уровня на нижний под действием внешнего электромагнитного поля, изменяющегося с частотой, равной собственной частоте перехода.
Принцип возникновения индуцированного излучения:
возбуждение атомов (накачка)
индуцированное излучение
1954 г – Басов, Прохоров; микроволновой квантовый генератор (мазер). λ=1,27 см (радиоволны)
1960г – Мейман (США); первый ОКГ
Трехуровневая система
Р

λ = 694 нм
При облучении рубина сине-зеленым светом (λ = 560нм) ионы хрома переходят из основного состояния Е1 в возбужденное состояние Е3 (накачка).
Т.к. третий уровень нестабилен, через 10-8с большинство электронов без излучения переходят на метастабильный уровень Е2, время жизни на котором больше в 100000 раз. Создается «перенаселенность» второго уровня – инверсная населенность: число возбужденных атомов во много раз больше невозбужденных.
Электроны переходят со второго на первый уровень: излучение или генерация. Импульс длится 100мкс.
Устройство рубинового лазера.
1-рубиновый стержень
2-импульсная лампа
3-зеркало
4-полупрозрачное зеркало
Применение лазеров
обработка материалов (резка, сварка, сверление)
медицина (хирургия, офтальмология)
голография; системы связи (кабельная, телефонная, телевизионная)
лазерная локация