Читать онлайн работу по дисциплине: Естествознание

Реферат Принцип работы лазера и его применение



Текст реферата Принцип работы лазера и его применение

Страница: 1 из 13

больше, чем в нижнем, невозбужденном), то первый же фотон, родившийся
в результате спонтанного излучения, вызовет всенарастающую лавину
появления идентичных фотонов. Произойдет усиление спонтанного
излучения.
На возможность усиления света в среде с инверсной населенностью за
счет вынужденного испускания впервые указал в 1939 г. советский физик
В.А.Фабрикант, предложивший создавать инверсную населенность в
электрическом разряде в газе.
При одновременном рождении ( принципиально это возможно) большого
числа спонтанно испущенных фотонов возникнет большое число лавин,
каждая из которых будет распространяться в своем направлении, заданном
первоначальным фотоном соответствующей лавины. В результате мы получим
потоки квантов света ,но не сможем получить ни направленного луча, ни
высокой монохроматичности, так как каждая лавина инициировалась
собственным первоначальным фотоном. Для того чтобы среду с инверсной
населенностью можно было использовать для генерации лазерного луча, т.
е. направленного луча с высокой монохроматичностью, необходимо
“снимать” инверсную населенность с помощью первичных
фотонов, уже обладающих одной и той же энергией ,совпадающей с
энергией данного перехода в атоме. В этом случае мы будем иметь
лазерный усилитель света.
Существует, однако, и другой вариант получения лазерного луча,
связанный с использованием системы обратной связи. Спонтанно
родившиеся фотоны, направление распространения которых не
перпендикулярно плоскости зеркал, создадут лавины фотонов, выходящие
за пределы среды. В то же время фотоны, направление распространения
которых перпендикулярно плоскости зеркал, создадут лавины, многократно
усиливающиеся в среде вследствие многократного отражения от зеркал.
Если одно из зеркал будет обладать небольшим пропусканием, то через
него будет выходить направленный поток фотонов перпендикулярно
плоскости зеркал. При правильно подобранном пропускании зеркал, точной
их настройке относительно друг друга и относительно продольной оси
среды с инверсной населенностью обратная связь может оказаться
настолько эффективной, что излучением “вбок” можно будет
полностью пренебречь по сравнению с излучением, выходящим через
зеркала. На практике это, действительно, удается сделать. Такую схему
обратной связи называют оптическим резонатором, и именно этот тип
резонатора используют в большинстве существующих лазеров.
В 1955 г. одновременно и независимо Н.Г. Басовым и А. М. Прохоровым в
СССР и Ч. Таунсом в США был предложен принцип создания первого в мире
генератора квантов электромагнитного излучения на среде с инверсной
населенностью, в котором вынужденное испускание в результате
использования обратной связи приводило к генерации чрезвычайно
монохроматического излучения.
Спустя несколько лет, в 1960 г., американским физиком Т. Мейманом был
запущен первый квантовый генератор оптического диапазона лазер, в
котором обратная связь осуществлялась с помощью описанного выше
оптического резонатора, а инверсная
Страницы: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13