Форум движения за возрождение отечественной науки
21 Августа 2019, 02:41:51 *
Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Войти
Новости: Форум движения за возрождение отечественной науки
 
   Начало   Помощь Поиск Войти Регистрация  
Страниц: [1]   Вниз
  Печать  
Автор Тема: Как работает лазер?  (Прочитано 50 раз)
0 Пользователей и 1 Гость смотрят эту тему.
Фёдор Фёдорович Менде
Глобальный модератор
Ветеран
*****

Репутация: +250/-137
Offline Offline

Пол: Мужской
Сообщений: 7485


Глобальный модератор


WWW
« : 06 Августа 2019, 10:22:48 »

Как работает лазер?

Лазер состоит из трёх обязательных частей. Это рабочее тело, помещённое во внешний резонатор, и устройство накачки. Процесс генерации лазерного излучения происходит следующим образом. В рабочем теле имеются атомы, у которых имеются собственные резонансные частоты, и колебания на этих частотах можно возбудить путём внешнего воздействия, например, при горении или электрическим разрядом.  Но почему-то лазерного излучения при этом мы не видим. Для того чтобы получить лазерное излучение,  нужно суметь забрать у возбуждённых атомов  энергию в очень узком частотном диапазоне. Почему нужен очень узкий диапазон? Он нужен по той причине, что когерентными (совпадающими по частоте и фазе) могут быть только сигналы очень близкие по частоте. Именно для этих целей и служит резонатор, куда помещают рабочее тело. В рабочем теле после её возбуждения уже имеется громадное количество атомов, частота которых совпадает (атомы это резонансные системы, которые имеют собственные резонансные частоты). Но в рабочем теле, после его возбуждения, резонансные колебания атомов или молекул не фазированы ни по фазе, ни по поляризации, т.е. их фазы и поляризации произвольны. Задачей внешнего резонатора является отбор из всего этого хаоса только тех молекул или атомов,  у которых колебания очень близки по фазе и поляризации к электромагнитным колебаниям в резонаторе. КПД твердотельных лазеров очень низкий, поскольку очень незначительный процент колеблющихся атомных диполей близки по фазе, частоте и поляризации к условиям, накладываемым резонатором. Но именно энергию  этих атомных резонансов выпустит наружу резонатор через свои полупрозрачные стенки в виде лазерного излучения. Энергия же остальных атомов, не подпадающих под это условие, не выйдет из резонатора в виде лазерного излучения.
Но в работе лазера присутствует ещё одно интересное явление, которое называют стимулированным излучением и которое существенно повышает КПД лазера.  Мы уже сказали, что фазы колебаний возбуждённых атомов и молекул рабочего вещества могут сильно отличаться.  Но,  будучи помещёнными в электромагнитное поле внешнего резонатора,  колебания этих атомов уже не являются самостоятельными, а оказываются связанными с полями резонатора.  Именно эта связь и приводит к тому, что через некоторого времени после возбуждения, фазы отдельных атомов подтягиваются (синхронизируются) с фазой колебаний резонатора. Это явление и носит название стимулированного излучения.
Записан

Страниц: [1]   Вверх
  Печать  
 
Перейти в:  

Powered by MySQL Powered by PHP Powered by SMF 1.1.11 | SMF © 2006-2009, Simple Machines LLC Valid XHTML 1.0! Valid CSS!