Лазеры

Файл : lazer.doc (размер : 87,552 байт)

Министерство Образования и науки Российской Федерации

Благовещенский Государственный Педагогический Университет

Реферат.

Тема: Лазеры.

Выполнил: Молокин Павел Витальевич студент III курса

«Д» группы Физико-математического факультета

Проверила:

Карацуба Людмила Петровна

Благовещенск 2004г.

Введение.

Термину “лазер” нет ещё и десяти лет от роду, а кажется, что существует он давным-давно, - так широко он вошел в обиход. Разумеется, столь огромный интерес вызывает не само слово “лазер”, а названный так квантовый прибор для генерации электромагнитных волн оптического диапазона. Появление лазеров - одно из самых замечательных и впечатляющих достижений квантовой электроники, принципиально нового направления в науке, возникшего в середине 50-х годов.

Впервые генераторы электромагнитного излучения, исполь​зующие механизм вынужденного перехода, были созданы в 1954 г. советскими физиками А.М.Прохоровым и Н.Г.Басовым и амери​канским физиком Ч.Таунсом на частоте 24 ГГц. Активной средой служил аммиак.

Басов Николай Геннадиевич (1922 г.р.), российский физик, один из основоположников квантовой электроники. В 1954 г. совместно с А.М.Прохоровым создал первый квантовый генератор на пучке молекул аммиака. В 1955 г. предложил трехуровневую схему для создания инверсного состояния в квантовых системах. В 1964 г. удостоен Нобелевской премии по фи​зике за фундаментальную работу в области квантовой электроники.

Прохоров Александр Михайлович (1916 г.р.), российский физик, один из создателей квантовой электроники. В 1954 г. совместно с Н.Г.Басовым создал первый квантовый генератор на пучке мо​лекул аммиака. В 1955-1960 гг. работал над соз​данием квантовых парамагнитных усилителей СВЧ-диапазона. В 1958 г. предложил в качестве резона​тора квантового генератора использовать открытый резонатор. В 1964 г. за фундаментальные работы в области квантовой электроники удостоен Нобе​левской премии по физике

Первый квантовый генератор оптического диапазона был создан Т. Майманом (США) в 1960 г. Начальные буквы основных компонентов английской фразы “Light amplication by stimulated emission of radiation” (Усиление света с помощью индуцированного излучения) и образовали название нового прибора – лазер. В качестве источника излучения в нём использовался кристалл искусственного рубина, генератор работал в импульсном режиме. Год спустя появился первый газовый лазер с непрерывным излучением (Джаван, Беннет, Эриот - США). А ещё через год одновременно в СССР и США был создан полупроводниковый лазер.

Главная причина стремительного роста внимания к лазерам кроется, прежде всего, в исключительных свойствах этих приборов. Уникальные свойства лазеров - монохроматичность (строгая одноцветность), высокая когерентность (согласованность колебаний), острая направленность светового излучения.

Существует несколько видов лазеров:

полупроводниковые

твердотельные

газовые

рубиновый

Газовый лазер.

Первым квантовым генератором света, действующим в непрерывном режиме, стал газовый лазер, который работал на нейтральных атомах смеси гелия и неона.

. Схема газового лазера представлена на рис. Инверсное состояние создается в смеси двух газов: гелия с парциальным давлением 130 Па (1 мм рт. ст.) и неона с парциальным давлением 13 Па (0,1 мм рт. ст.); для этого в трубке со смесью газов возбу​ждается электрический разряд. При этом атомы гелия, стал​киваясь с электронами, пере​ходят на уровень2s. Схема расположения уровней атомов Не и Nе показана на рис.

Излучательный переход в основное состояние с уровня 2s для атомов гелия запрещен. Атомы гелия, сталкиваясь с атома​ми неона, которые на уровне возбуждения 2s имеют ту же энер​гию, что и атомы гелия на уровне 2s, передают им свою энергию. Инверсная населенность достигается между отдельными уровня​ми 2sи 2р, если время жизни на уровнях 2р достаточно мало.

Газоразрядная трубка с торцов ограничена стеклянной пла​стинкой, приклеенной под углом Брюстера к оси трубки, что по​зволяет исключить отражение поляризованного излучения лазера на торцевых стенках трубки. Трубка помещается между зеркалами с диэлектрическими покрытиями, что обеспечивает необходимый коэффициент отражения от этих зеркал на частоте генерации. Га​зовые гелий-неоновые лазеры генерируют излучение на длине волны 0,63 мкм.В настоящее время существует множество лазеров, излучение которых перекрывает весьма широкий диапазон спектра электро​магнитных волн от λ