Виды лазеров и их применение
По режиму работы лазеры можно разделить на импульсные и непрерывного
действия
. По виду активной среды лазеры делятся на газовые, жидкостные
, полупроводниковые и твердотельные
. По способу накачки: лазеры с оптической накачкой, газоразрядные лазеры, химические лазеры, ижекционные, лазеры и с электронной накачкой.
Для всех лазеров характерны следующие особенности излучения:
1) большая временная и пространственная когерентность. Время когерентности τ составляет 10-3с, что соответствует длине когерентности
;
2) строгая монохроматичность: ;
3) большая плотность потока энергии;
4) очень малое угловое расхождение в пучке (от 5 · 10-4 радиан до 4 · 10-2радиан).
Коэффициент полезного действия лазеров изменяется от 0,01% (для гелий-неонового лазера) до 75% (для лазера на стекле с неодимом).
Мощность непрерывного излучения лазеров изменяется от 10-3Вт (гелий-неоновый лазер) до 105Вт (газодинамический лазер на CO2). Мощность импульсного излучения изменяется от 10 Вт (полупроводниковые лазеры) до 1013Вт (лазеры на стекле с неодимом).
Особенности лазерного излучения находят самое разнообразное применение. Способность лазера концентрировать световую энергию в пространстве, времени и узком спектральном интервале может быть использована двояко:
1) нерезонансное воздействие
мощных световых потоков на вещество в непрерывном и импульсном режимах (лазерная обработка материалов), использование мощных лазеров для решения проблемы термоядерного синтеза;
2) резонансное воздействие
на атомы, молекулы и молекулярные комплексы, вызывающие процессы фотодиссоциации, фотоионизации, фотохимические реакции.
Нерезонансное, тепловое воздействие лазерного излучения, используемое в лазерной технологииобработки материалов, упрощает операцию получения отверстий в твердых, хрупких, тугоплавких материалах. Например, лазерная технология эффективна при изготовлении алмазных фильер – рабочего инструмента машин для волочения проволоки: через отверстие в фильере протягивается обрабатываемый материал. Лазерная технология используется для резки материала, нанесения рисунка на его поверхность, образование нужного микрорельефа на ней. Лазерная сварка позволяет соединить металлы и сплавы, не свариваемые обычным способом.
В частности, в медицине (хирургии) лазерный луч в ряде случаев с успехом используется в качестве хирургического скальпеля. В офтальмологии лазерным лучом прикрепляют отслоившуюся сетчатку глаза. Отметим, что в медицине используют и резонансное воздействие лазерного луча на ткани организма, в частности, маломощное излучение гелий-неонового лазера. Механизмы такого воздействия пока в деталях не изучены, предполагается, что его необычно высокая эффективность при очень малой мощности излучения (десятки милливатт) объясняется цепными фотохимическими реакциями, возникающими под воздействием лазерного излучения.
Экологические заметки
Экологическая безопасность и экологические риски
Человек по своей природе
стремится к состоянию защищенности и хочет сделать свое существование
максимально комфортным. С другой стороны, мы постоянно находимся в мире рисков.
Угро ...
Техника улучшения качества природных вод
Курсовой проект выполнен на основании задания на
проектирование, в котором приведены исходные данные и вопросы, требующие
разработки при проектировании.
Исходные данные:
– кр ...
Снижение загрязнения окружающей среды при работе пассажирского вагонного депо Ростов с разработкой сбора и утилизации опасных отходов
Каждому гражданину Российской Федерации Конституцией гарантировано право
на благоприятную окружающую среду [1], в том числе свободную от загрязнения
твердыми бытовыми отходами (ТБО ...