Лазеры и их применение физика доклад

by ДинаPosted on

Мастер-диск служит матрицей, с которой печатаются многочисленные копии, причём на копии в тех местах, где на мастер-диске были светоотражающие участки, возникают выемки, рассеивающие свет, а в тех местах, где на мастер-диске были выемки, на копии остаются светоотражающие островки. Из таблицы видно, что концентрации энергии в сфокусированном мощном лазерном луче всего в тысячу раз меньше своеобразного рекордного значения для полной аннигиляции вещества нормальной плотности, полного превращения массы в энергию. Назначение и область применения лазеров. Рабочий диапазон существующих оптических квантовых генераторов изменяется от ультрафиолетового излучения с длиной волны 0,3 мкм до инфракрасного с длиной волны мкм. Согласно квантово-механическим представлениям, атом, как, впрочем, и другие частицы молекулы, ионы и др. А в году американец Т.

Однако не все знают, что лазер можно изготовить самостоятельно в домашних условиях. Причем можно изготовить настолько мощный лазер, что его луч будет прожигать даже дерево. Сохранить моё имя, email и адрес сайта в этом браузере для последующих моих комментариев. Перейти к контенту. Понравилась статья? Поделиться с друзьями:. Физика словари знаний реферат. Пожалуй, всему миру известно грандиознейшее научное сооружение Европы — Большой адронный коллайдер, который выстроен.

Свойства лазерного излучения. Применение лазеров в качестве носителя информации. Свойства лазерного луча, принцип действия полупроводникового, химического, жидкостного лазеров и лазера на красителях. Применение лазерного луча в промышленности, технике и медицине. Возникновение и применение голографии, способы голографирования. Типы лазеров: газоразрядные, эксимерные, химические, полупроводниковые.

Применение лазеров в промышленности лазеры и их применение физика доклад их использование в информационных технологиях. Применение лазеров в медицине и военной технике. Особенности лазерного излучения и методы его получения, теоретические основы лазерных технологических процессов, их классификация и перспективы развития. Характеристика и принцип работы газовых и полупроводниковых лазеров, область их применения. История изобретения лазера, физические основы его работы.

Объявления о помощи.

Лазеры и их применение физика доклад 127

Основы устройства и их применение Вид работы:. Поделись с друзьями:. Все доклады по физике. Скачать доклад Читать текст online Посмотреть все доклады.

  • Все виды лазеров начинали с достаточно скромных энергетических показателей, а совершенствовались зачастую разными путями.
  • Его длительность может быть всего в несколько раз больше времени прохождения света между зеркалами лазера, то есть может составлять 10—20 нс.
  • Никому не были известны способы получения индуцированного излучения и его использования.
  • Целью работы является изучение лазерных технологий, что предусматривает решение следующих конкретных задач: 1 познакомиться с принципом работы различных типов лазеров; 2 узнать способы повышения мощности лазерного излучения; 3 рассмотреть варианты применения лазеров.

Лазеристочник электромагнитного излучения видимого, инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов, основанный на вынужденном излучении атомов и молекул. Слово " лазер " составлено из начальных букв аббревиатура слов английской фразы "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation", что означает "усиление света в результате вынужденного излучения".

В сравнительно короткое время появились различные типы лазеров и лазерных устройств предназначенных для решения конкретных научных и технических задач.

Урок 462. Вынужденное излучение. Лазеры

По сравнению с другими источниками света лазер обладает рядом уникальных свойств, связанных с когерентностью и высокой направленностью его излучения. Излучение "нелазерных" источников света не имеет этих особенностей. У других - это отпаянная стеклянная трубка, внутри которой находится специально подобранная газовая смесь. У третьих - кювета со специальной жидкостью. Тогда говорят, что пучки некогерентны между собой, следовательно, некогерентны и источники света.

Лазеры - Физика 11 класс #44 - Инфоурок

Лазеры и их применение физика доклад этом случае в одних точках пространства результирующая интенсивность I больше, в других — меньше интенсивностей I1 и I2. Тогда и происходит интерференция волн, а значит, источники света оказываются когерентными между.

С понятием когерентности также связано понятие пространственной когерентности. Два источника электромагнитных волн, размеры и взаимное расположение которых позволяет получить интерференционную картину, называются пространственно когерентными.

Другой замечательной чертой лазеров, тесно связанной с когерентностью их излучения, является способность к концентрации энергии - концентрации во времени, в спектре, в пространстве, по направлению распространения. Первое означает то, что излучение оптического генератора может длиться всего около сотни микросекунд.

Концентрация в спектре предполагает, что ширина спектральной линии лазера очень узка. Это монохроматичность.

Лазеры также способны создавать пучки света с очень малым углом расхождения. Как правило, это значение достигает рад. Это значит, что на Луне такой пучок, посланный с Земли, даст пятно диаметром около 3 лазеры и их применение физика доклад. Это является проявлением концентрации энергии лазерного луча в пространстве и по направлению распространения. Для некоторых квантовых генераторов характерна чрезвычайно высокая степень монохроматичности их излучения.

Любой поток электромагнитных волн всегда обладает набором частот. Излучение и поглощение атомной системы характеризуется не только частотой, но и некоторой неопределенностью этой величины, называемой шириной спектральной линии или полосы. Абсолютно монохроматического одноцветного потока создать нельзя, однако, набор частот лазерного излучения чрезвычайно узок, что и определяет его очень высокую монохроматичность. Нужно отметить, что линии лазерного излучения имеют сложную структуру и состоят из большого числа чрезвычайно узких линий.

Применяя соответствующие оптические резонаторы, можно выделить и стабилизировать отдельные линии этой структуры, создав тем самым одночастотный лазер. Лазеры являются самыми мощными источниками светового излучения. Для повышения мощности излучения необходимо увеличить число атомов, участвующих в усилении светового потока за счет индуцированного излучения, и уменьшить длительность импульса.

Если соединить вместе две пластины из полупроводников разных типов, то посередине образуется переходная зона. Атомы вещества, находящиеся в ней, способны возбуждаться при прохождении электрического тока поперек зоны и генерировать свет. Зеркалами, необходимыми для получения лазерного излучения, могут служить полированные и посеребренные грани самого кристалла полупроводника. Среди этих лазеров лучшим считается лазер на основе арсенида галлия — соединения редкого элемента галлия с мышьяком.

Его инфракрасное излучение имеет мощность до десяти ватт. Это значит, что при площади излучающего слоя в 1 см2 мощность излучения достигла бы миллиона ватт. Но полупроводник с переходным слоем такого размера изготовить пока невозможно по техническим причинам. Можно возбуждать атомы полупроводника пучком электронов как в твердотельных лазерах — лампой-вспышкой. Электроны проникают глубоко внутрь вещества, возбуждая большее количество атомов; ширина излучающей зоны оказывается в сотни раз шире, чем при возбуждении электрическим током.

Поэтому мощность излучения таких лазеров с электронной накачкой достигает уже двух киловатт. Малые размеры полупроводниковых лазеров делают их очень удобными для применения там, где нужен миниатюрный источник света большой мощности. В твердых веществах можно создать большую концентрацию излучающих атомов и, значит, лазеры и их применение физика доклад большую энергию с одного кубического сантиметра стержня.

Но их трудно делать, они дороги и к тому же могут лопаться из-за перегрева во время работы. Газы очень однородны оптически, рассеяние света в них мало, поэтому размер газового лазера может быть весьма внушительным: длина 10 метров при диаметре 10—20 сантиметров лазеры и их применение физика доклад него не предел.

Но такое увеличение размера никого не радует.

Альтернативные источники энергии реферат солнечная энергия88 %
Темы рефератов на физкультуру14 %

Это лазеры и их применение физика доклад мера, необходимая для того, чтобы компенсировать ничтожное количество активных атомов газа, находящегося в трубке лазера под давлением в сотые доли атмосферы. Прокачка газа несколько спасает дело, позволяя уменьшить размер излучателя. Жидкости объединяют в себе достоинства и твердых и газообразных лазерных материалов: плотность их всего в два-три раза ниже плотности твердых тел а не в сотни тысяч раз, как плотность газов.

Поэтому количество их атомов в единице объема примерно одинаково. Значит, жидкостный лазер легко сделать таким же мощным, как лазер твердотельный.

Оптическая однородность жидкостей не уступает однородности газов, а значит, позволяет использовать ее большие объемы. К тому же жидкость тоже можно прокачивать через рабочий объем, непрерывно поддерживая ее низкую температуру и высокую активность ее атомов. Называются они так потому, что их рабочая жидкость — раствор анилиновых красок в воде, спирте, кислоте и других растворителях.

Жидкость налита в плоскую ванночку-кювету.

7695463

Кювета установлена между зеркалами. Энергия молекулы красителя накачивается оптически, только применение физика лампы-вспышки сначала использовались импульсные рубиновые лазеры, а позднее — лазеры газовые. Лазер-накачку внутрь жидкостного лазера не встраивают, а помещают вне лазера, вводя его луч в кювету через окошко в корпусе. Сейчас удалось добиться генерации света и с импульсной лампой, но не на всех красителях.

Растворы могут излучать импульсы света различной длины волны — от ультрафиолета до доклад света — и мощностью от сотен киловатт до нескольких мегаватт миллионов ваттв зависимости от того, какой краситель налит в кювету.

Лазеры на красителях обладают одной особенностью. Все лазеры излучают строго на одной длине волны. В следствие этого атомы поглощают только те фотоны, энергия которых в взаимное расположение плоскостей соответствует энергии перехода атома с одного энергетического уровня на. Визуально это проявляется в существовании для каждого химического элемента индивидуальных спектров поглощения, содержащих определённый набор цветных полос.

Фотон, испускаемый атомом при переходе на более низкий энергетический уровень, так же обладает совершенно определённой энергией, соответствующей разности лазеры между энергетическими уровнями. По этой причине атомы способны излучать световые волны только определённых частот. Этот эффект наглядно проявляется при работе люминесцентных ламп, часто используемых в уличной рекламе.

Пространство между зеркалами заполнено активной средой, то есть средой, содержащей большее количество возбужденных атомов атомов, находящихся на верхних энергетических уровнях , чем невозбужденных. С уровня 3 часть возбужденных атомов хрома снова возвращается на основной уровень 1, а часть переходит на уровень 2. Лазерные технологии в современном мире. В связи с этим наиболее интересным представляется рассмотрение механизма взаимодействия атомов именно с этой частью спектра электромагнитных излучений. Коммерческие модели эксимерных лазеров.

Полость такой лампы заполнена каким-либо инертным газом, атомы которого возбуждаются ультрафиолетовым излучением, которое возникает при пропускании электрического тока через специальный слой, покрывающий внутреннюю поверхность оболочки лампы.

Возвращаясь в основное состояние атомы газа дают свечение определённого цвета. Так, например, неон даёт красное свечение, а аргон — зелёное.

Применение лазеров в различных технологических процессах, их влияние на области науки, техники. Длина волны света лазера может изменяться, укорачиваясь и удлиняясь примерно на одну сотую у хороших лазеров.

Самопроизвольные спонтанные переходы атомов с более высокого энергетического уровня на более низкий носят случайный характер. Генерируемое при этом излучение не обладает свойствами лазерного излучения: параллельностью световых пучков, когерентностью согласованностью амплитуд и фаз колебаний во времени и пространствемонохромностью строгой одноцветностью.

Лазеры и их применение физика доклад 7437387

Однако, ещё в году Альберт Эйнштейн предсказал существование наряду со спонтанными переходами на более низкий энергетический уровень индуцированных переходов. В последствии эта возможность была реализована в конструкции лазеров. Сущность этого явления состоит в том, что фотон светового потока, встречая на своём пути возбуждённый атом выбивает из него фотон с точно такими же характеристиками.

В результате число одинаковых фотонов удваивается.

Что такое лазер? Принцип работы и применение.

Вновь образовавшийся фотон, в свою очередь, способен генерировать ещё один фотон, выбивая его из другого возбуждённого атома. Таким образом, число одинаковых фотонов лавинообразно нарастает.

Генерируемое при этом излучение характеризуется высокой степенью параллельности пучков светового потока, когерентности и монохромности, так как в нём присутствуют только те фотоны, которые обладают одинаковой энергией и направлением движения. Очевидно, что индуцированное излучение может возникать только в тех системах, где число возбуждённых атомов достаточно велико.

В равновесных системах достижение лазеры и их применение физика доклад условия невозможно, так как число переходов с ниже лежащего уровня на выше лежащий равно числу обратных переходов. Для получения эффекта индуцированного излучения систему необходимо перевести в неравновесное, а, следовательно, неустойчивое состояние. Кроме того интенсивность внешнего светового потока, предоставляющего исходные фотоны для начала процесса так же должна быть достаточной.

Рассмотрим каким образом реализуются эти требования на примере конструкции лазера, построенного с использованием искусственно выращенного кристалла рубина, называемого, обычно, рубиновым лазером. Лазер состоит из трех основных частей: активного рабочего вещества, резонансной системы, представляющей две параллельные пластины с нанесенными на них отражающими покрытиями, и системы возбуждения накачкив качестве которой обычно используется ксеноновая лампа-вспышка с источником питания рис.

От содержания хрома в кристалле зависит его окраска. Рубиновый кристалл выращивают в специальных печах, затем полученную заготовку отжигают и обрабатывают, придавая ей форму стержня. Длина стержня колеблется от 2 до 30 см, диаметр от 0,5 до 2 см. Плоские торцовые концы делают строго параллельными, шлифуют и полируют с высокой точностью. Иногда отражающие поверхности наносят не на отдельные отражающие пластины, а непосредственно на торцы рубинового стержня.

Лазеры и их применение физика доклад 5533

Поверхности торцов серебрят, причем поверхность одного торца делают полностью лазеры и их применение физика доклад, другого — отражающей частично. Рубиновый стержень помещают в спиральную импульсную ксеноновую лампу, витки которой охватывают его со всех сторон. Вспышка лампы длится миллисекунды. За это время лампа потребляет энергию в несколько тысяч джоулей, большая часть которой уходит на нагревание прибора.

Другая, меньшая часть, в виде голубого и зеленого излучения поглощается рубином. Эта энергия и обеспечивает возбуждение ионов хрома. На рис. Линии 1, 2, 3 соответствуют энергетическим уровням ионов хрома. В нормальном, невозбужденном состоянии ионы хрома находятся на нижнем уровне 1. При облучении рубина светом ксеноновой лампы, содержащим зеленую часть спектра, атомы хрома возбуждаются и переходят на верхний уровень 3, соответствующий поглощению света длиной волны А.

Ширина полосы поглощения этого уровня составляет около А. С уровня 3 часть возбужденных атомов хрома снова возвращается на основной уровень 1, а часть переходит на уровень 2.

Сколько стоит написать твою работу?

Это так называемый безызлучательный переход, при котором ионы хрома отдают часть своей энергии кристаллической решетке в виде тепла. Вероятность перехода с уровня 3 на уровень 2 в раз больше, а с уровня 2 на уровень 1 в раз меньше, чем с уровня 3 на уровень 1. Это приводит к тому, что уровень 2 оказывается более заселенным, чем уровень 1.

Иными словами, заселенность получается инверсной и создаются необходимые условия для интенсивных индуцированных переходов. Такая система крайне неустойчива. Вероятность спонтанных переходов в любой момент времени очень велика. Первый же фотон, появившийся при спонтанном переходе, по закону индуцированного излучения выбьет из соседнего атома второй фотон, переведя излучивший атом в основное состояние.