Реферат По теме «Лазеры. Принцип работы и применение»

Реферат

По теме:

«Лазеры. Принцип работы и применение»

Содержание

TOC \o \h \z \u HYPERLINK \l «_Toc253342422»Введение PAGEREF _Toc253342422 \h 3

HYPERLINK \l «_Toc253342423»Глава 1.ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЛАЗЕРА PAGEREF _Toc253342423 \h 7

HYPERLINK \l «_Toc253342424»Глава 2.ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛАЗЕРОВ. PAGEREF _Toc253342424 \h 9

HYPERLINK \l «_Toc253342425»2.1.Когерентность PAGEREF _Toc253342425 \h 9

HYPERLINK \l «_Toc253342426»2.2.Направленность PAGEREF _Toc253342426 \h 10

HYPERLINK \l «_Toc253342427»2.3. Монохроматичность. PAGEREF _Toc253342427 \h 11

HYPERLINK \l «_Toc253342428»Глава 3.ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ ТИПОВ ЛАЗЕРОВ PAGEREF _Toc253342428 \h 12

HYPERLINK \l «_Toc253342429»3.1.Рубиновые лазеры PAGEREF _Toc253342429 \h 12

HYPERLINK \l «_Toc253342430»3.2.Газовые лазеры PAGEREF _Toc253342430 \h 14

HYPERLINK \l «_Toc253342431»3.3.Полупроводниковые лазеры PAGEREF _Toc253342431 \h 15

HYPERLINK \l «_Toc253342432»3.4.Жидкостные лазеры PAGEREF _Toc253342432 \h 16

HYPERLINK \l «_Toc253342433»3.5.Химические лазеры PAGEREF _Toc253342433 \h 17

HYPERLINK \l «_Toc253342434»3.6Ультрафиолетовые лазеры PAGEREF _Toc253342434 \h 18

HYPERLINK \l «_Toc253342435»3.7.Лазеры на свободных электронах PAGEREF _Toc253342435 \h 18

HYPERLINK \l «_Toc253342436»Глава 4.ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРОВ PAGEREF _Toc253342436 \h 21

HYPERLINK \l «_Toc253342437»4.1.Применение лазеров в промышленности PAGEREF _Toc253342437 \h 22

HYPERLINK \l «_Toc253342438»4.2.Использование лазеров в информационных технологиях PAGEREF _Toc253342438 \h 24

HYPERLINK \l «_Toc253342439»4.3.Применение лазеров в медицине PAGEREF _Toc253342439 \h 27

HYPERLINK \l «_Toc253342440»4.4.Применение лазеров в военной технике PAGEREF _Toc253342440 \h 29

HYPERLINK \l «_Toc253342441»4.5.Лазерная локация PAGEREF _Toc253342441 \h 29

HYPERLINK \l «_Toc253342442»4.6.Наземные лазерные дальномеры PAGEREF _Toc253342442 \h 30

HYPERLINK \l «_Toc253342443»4.7.Наземные локаторы PAGEREF _Toc253342443 \h 30

HYPERLINK \l «_Toc253342444»Заключение PAGEREF _Toc253342444 \h 31

HYPERLINK \l «_Toc253342445»Список литературы: PAGEREF _Toc253342445 \h 33

Введение

Создание лазеров является крупнейшим достижением современной науки. Оно послужило толчком для бурного развития квантовой электроники, занимающейся разработкой теории и методов создания квантовых приборов, а также применением их в различных областях науки и техники. В настоящее время невозможно представить ни современные исследования, ни решения технических и технологических задач без использования лазеров. В основу их работы положено явление усиления электромагнитных колебаний при помощи вынужденного, индуцированного излучения атомов и молекул, которое было предсказано еще в 1917 г. Альбертом Эйнштейном при изучении им равновесия между энергией атомных систем и их излучением. С этого времени, пожалуй, и начинается история создания лазеров.

В середине 50-х годов возникло и начало интенсивно развиваться новое направление в современной науке – квантовая электроника (Область науки и техники, охватывающая исследования принципов действия, конструирование и применение генераторов, усилителей, преобразователей частоты, электромагнитное излучение, действие которых основано на вынужденном излучении или на нелинейном взаимодействии излучения. К устройствам квантовой электроники относятся квантовые усилители СВЧ, лазеры, квантовые стандарты частоты, квантовые магнетометры, лазерные гироскопы и др). ЕЕ возникновение было подготовлено значительными достижениями таких наук, как квантовая механика, физика, радиоспектроскопия, радиофизика, светотехника, оптика и др.

Первый квантовый генератор был построен в 1954 Ч. Таунсом (Американский физик, один из основателей квантовой электроники), Басовым Н.Г. (один из основоположников лазерной физики, успехи которой стоят в одном ряду с великими достижениями человечества XX столетия — атомной энергетикой, исследованиями космоса, полупроводниковой техникой, компьютерами) и Прохоровым А.М. (Советский физик, один из основоположников квантовой электроники). За разработку нового метода генерации и усиления электромагнитных волн и фундаментальные работы в области квантовой электроники Ч.Таунс, А.М.Прохоров и Н.Г.Басов были удостоены Нобелевской премии по физике (1964).

Первый импульсный квантовый генератор оптического диапазона воли (оптический квантовый генератор или лазер) на кристалле синтетического рубина, излучавший красный свет, был создан в США в конце 1960 г. Т. Мейманом . Рубиновый лазер работал в импульсном режиме. Его излучение относилось к красной области видимого диапазона. Через год, в 1961 г., американские ученые А. Джаван, В. Беннет и Д. Герриотт построили газовый лазер, в котором в качестве активного вещества применялась смесь газов гелия и неона. Режим работы этого лазера был непрерывным.

В 1962 г. в Советском Союзе и в Соединенных Штатах Америки получили индуцированное излучение в полупроводниковом диоде, что означало создание полупроводникового лазера. Впервые на возможность использования полупроводников в качестве активного вещества в лазерах указали еще в 1959 г. советские ученые Н. Г. Басов, Б. М. Вул, Ю. М. Попов. Большая заслуга в создании полупроводникового лазера принадлежит также американскому ученому Р. Холлу. Он работает как в импульсном, так и в непрерывном режиме.

В настоящее время в качестве рабочих веществ в лазерах используются самые различные материалы. Генерация получена более чем на ста веществах: кристаллах, активированных стеклах, пластмассах, газах, жидкостях, полупроводниках, плазме. Рабочим веществом могут служить органические соединения, активированные ионами редкоземельных элементов. Удалось получить генерацию с использованием обычных паров воды и даже воздуха. Создан новый класс газовых лазеров — так называемые ионные лазеры.

Слово «лазер» («мазер») образованы начальными буквами английского выражения «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation» — усиление света (микроволн) вынужденным излучением. Использование вынужденного излучения составляет наиболее важную, принципиально новую отличительную черту всех приборов и устройств квантовой электроники.

Огромные средства направляются на создание лазеров большой мощности, а также рентгеновских и химических лазеров. Развитие современных технологий, многих отраслей промышленности, науки и техники, медицины сегодня трудно себе представить без применения лазеров и устройств на их основе.

С момента изобретения лазера узнали, что интенсивные лазерные лучи, скорее всего, смогут стать хорошим способом внесения больших количеств энергии в материалы в производственных целях. Та потенциальная возможность теперь стала зрелой технологией. За прошлое десятилетие мощные лазеры стали применяться во многих производственных процессах: сварка автомобильных частей, электронных устройств и медицинских приборов; закаливание деталей автомобиля и самолета для улучшения их поверхностных свойств; раскрой листового металла в прессовочном и штамповочном производстве и сверление маленьких отверстий (от 007 до 05 дюйма) в деталях самолета для охлаждения, стали частью многих специализированных информационных систем, используются в научных исследованиях, медицине, военной технике. Имеются определенные успехи и по использованию лазеров в Агропроме. В пищевой промышленности исследуются возможности применения лазеров для улучшения качества хлебопродуктов, ускорения производства безалкогольных напитков с улучшенными свойствами, сохранения качества мяса и мясопродуктов. Даже такие работы, как предварительная обработка режущего инструмента и подшипников в аппаратах пищевого машиностроения, дает значительное увеличение срока службы этих устройств. Во всех этих операциях лазерные системы позволили сделать производство более эффективными и уменьшить затраты.

Список литературы:

1. А.С. Борейшо «Лазеры: устройство и действие» учеб. пособие 1992г.

2. А.П. Грибковский «Полупроводниковые лазеры» учеб. пособие 1988г.

3. И.И. Кондиленко, П. А. Коротков, А. И. Хижняк «Физика лазера» 1984г.

4. Ю. Борисов «Лазер служит человеку» 1973г.

5. Б.Ф. Федоров «Лазеры. Основы устройства и применение» 1988г.

6. Орлов В.А. Лазеры в военной технике Воениздат 1986г.

7. Реди Дж. “Промышленной применение лазеров” Мир 1991г.

8. Петровский В.И. “Локаторы на лазерах “ Воениздат

9. Китайгородский А.И. «Физика для всех: фотоны и ядра» 1999г.

10. Советский Энциклопедический словарь А.М Прохорова изд. 4 1988г.