Тақырып Сызықты емес оптика элементтері. №9 дәріс (1 сағат)
Оптикалық кванттық генераторлар (лазерлер)
жүктеу/скачать 61,8 Kb.
|
№9 дәріс
| Оптикалық кванттық генераторлар (лазерлер).
Лазер - атомдар мен молекулалардың еріксіз сәуле шығаруына негізделген электромагниттік сәуле. Ол ағылшынның «Жарықты еріксіз сәуле шығару арқылы күшейту» деген сөздерінің басқы әріптерінен құралған. Лазерді оптикалық кванттық генератор (ОКГ), десе де болады. Лазерлер көрінетін, инфрақызыл және жақын ультракүлгін аймақтарда (оптикалық диапазонда) өндіріледі. Лазерлердің ең маңызды түрлері - қатты денелік, газдық, жартылай өткізгіштік және сұйық (белсенді орта түрі мұндай бөлінуге негізделген). Сонымен қатар, толтыру әдістерін - оптикалық, жылулық, химиялық, электрондыиондық т.б. және генерациялау режимін - үздіксіз немесе импульсті ескеру қажет. Лазерің негізгі үш компонент бар: 1) инверсияның күйлеріі жасалатын активті орта; 2) толтыру жүйесі (белсенді ортада инверсия құруға арналған құрылғы); 3) оптикалық резонатор (фотондар шоғырының бағытын кеңістікке бөлетін және шығатын жарық шоғырын қалыптастыратын құрылғы). Спектрдің көрінетін аймағында (сәуле толқынының ұзындығы 0,6943 мкм) жұмыс істейтін алғашқы қатты денелік лазер (1960; АҚШ) лағыл лазері болды. Онда деңгейлердің инверсиясы 1955 жылы Н. Г. Басов пен А. М. Прохоров ұсынған үш деңгейлі схема арқылы іске асырылды. Лазерлік генерацияның бағытын анықтау үшін лазердің түбегейлі маңызды элементі – оптикалық резонатор қолданылады. Алғашқы үздіксіз әрекет ететін газ лазері (1961) неон мен гелий атомдарының қоспасының лазері болды. Газдар тар жұтылу сызықтарына ие, ал шамдар толқын ұзындығының кең диапазонында жарық шығарады, сондықтан оларды сорғы ретінде пайдалану тиімсіз, өйткені шамның қуатының бір бөлігі ғана қолданылады. Сондықтан газ лазерлерінде деңгейлердің инверсиясы газдарда қозатын электр разрядымен жүзеге асырылады. Гелий-неон лазерінде толтыру екі кезеңде жүреді: гелий энергияны қозудырып тасымалдау қызметтін атқарыды, ал неон лазерлік сәуле шығарады. Соқтығысу кезінде пайда болған электрондар гелий атомдарын қоздырады, олар 3 қозған күйге өтеді (сурет). Қоздырылған гелий атомдары неон атомдарымен соқтығысқан кезде олардың қозуы жүреді және олар тиісті гелий деңгейіне жақын орналасқан неонның жоғарғы деңгейлерінің біріне өтеді. Неон атомының жоғарғы 3 деңгейден төменгі 2 деңгейдің біріне ауысуы мкм лазерлік сәулеленуге әкеледі. Лазерлік сәуленің қасиеттері: Уақыттық және кеңістіктік когеренттілік. Қатаң монохроматтылық; Энергия ағынының жоғары тығыздығы; Сәуледегі шоқтардың өте аз бұрыштық ауытқуы. Қазіргі уақытта лазерлік сәулеленудің ерекше қасиеттері кеңінен қолданылады. қатты материалдарды өңдеу, кесу және микро дәнекерлеу үшін; өнімдердегі ақауларды жылдам және дәл анықтау үшін; нәзік жерлерге операциялар жасау үшін; химиялық реакциялар механизмін зерттеу мен олардың жүруіне әсер ету үшін; ультра таза заттарды алу үшін; лазер көмегімен жоғарғы температурадағы плазманы алады және зерттейді; лазерлер өлшеу техникасында кеңінен қолданылады; лазерлер голографияда қолданылады. жүктеу/скачать 61,8 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|