Физика лазеров - Курсовая работа

Министерство общего и профессионального образования РФ. Московский Государственный Строительный Университет.Слово "лазер" составлено из начальных букв в английском словосочетании Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, что в переводе на русский язык означает: усиление света посредством вынужденного испускания. Таким образом, в самом термине лазер отражена так фундаментальная роль процессов вынужденного испускания, которую они играют в генераторах и усилителях когерентного света. Поэтому историю создания лазера следует начинать с 1917 г., когда Альберт Эйнштейн впервые ввел представление о вынужденном испускании. На эту заявку было выдано свидетельство, в котором под рубрикой "Предмет изобретения" было написано: "Способ усиления электромагнитных излучений (ультрафиолетового, видимого, инфракрасного и радиодиапазонов волн), отличающейся тем, что усиливаемое излучение пропускают через среду, в которой с помощью вспомогательного излучения или другим путем создают избыточною по сравнению с равновесной концентрацию атомов, других частиц или их систем на верхних энергетических уровнях, соответствующих возбужденным состояниями". Впоследствии от термина "мазер" и произошел термин "лазер" в результате замены буквы "М" (начальная буква слова Microwave - микроволновой) буквой "L" (начальная буква слова Light - свет).Зеркала образуют так называемый оптический резонатор; одно из зеркал делают слегка прозрачным, сквозь это зеркало из резонатора выходит лазерный луч. Оно происходит при взаимодействии фотона с возбужденным атомом приточном совпадении энергии фотона с энергией возбуждения атома (или молекулы). При дальнейшем взаимодействии этих фотонов с возбужденными атомами, аналогичными первому атому, может возникнуть "цепная реакция" размножения одинаковых фотонов, "летящих" абсолютно точно в одном направлении, что приведет к появлению узконаправленного светового луча. Итак, кроме вынужденного испускания фотонов возбужденными атомами происходят также процесс самопроизвольного, спонтанного испускания фотонов при переходе возбужденных атомов в невозбужденное состояние и процесс поглощения фотонов при переходе атомов из невозбужденного состояния в возбужденное. Если число возбужденных атомов велико и существует инверсная населенность уровней (в верхнем, возбужденном состоянии атомов больше, чем в нижнем, невозбужденном), то первый же фотон, родившийся в результате спонтанного излучения, вызовет всенарастающую лавину появления идентичных ему фотонов.В таблице на рис.4 перечислены типы лазеров, активные среды и применяемые способы накачки. Классификация лазеров производится с учетом как типа активной среды, так и способа ее возбуждения (способа накачки. Из указанных на рисунке способов накачки следует, прежде всего, выделить два способа - оптическую накачку и накачку с использованием самостоятельного электрического разряда. Накачка с использованием самостоятельного электрического разряда применяется в разряженных газообразных активных средах - при давлении 1 … 10 мм рт. ст. При импульсной накачки энергия возбуждения поступает в активный элемент порциями, импульсами, а при непрерывной накачке - непрерывно, стабильно.Твердотельными называют лазеры, активная среда которых представляет собой диэлектрический кристалл или стекло, в которые введены (в виде примеси) специальные ионы, играющие роль активных центров. Благодаря большой механической прочности и теплопроводности кристаллов рубина, возможность выращивания кристаллических образцов с высоким оптическим качеством лазеры на рубине до сих пор широко используются на практике.В жидкостных лазерах в качестве активной среды используются жидкости: либо растворы органических красителей, либо специальные жидкости, активированные ионами редкоземельных элементов (например, Eu3 , Nd3 ). Среди жидкостных лазеров наиболее широко применяются лазеры на растворах органических красителей. Активная среда таких лазеров представляет собой жидкий растворитель (вода, этанол, метанол, толуол, ацетон и др.), в котором находятся молекулы органического красителя, играющие роль активных центров.В первом типе в роли активного центра выступает один из продуктов диссоциации молекулы (тот, который оказывается в возбужденном состоянии).Лазеры на разряженных активных средах (с давлением 1…10 мм рт. ст.), возбуждаемых самостоятельным электрическим разрядом, называют газоразрядными. Различают три типа таких лазеров: лазеры, генерирующие на переходах между энергетическими уровнями ионов (лазеры на ионизированных газах, или ионные лазеры); лазеры, генерирующие на переходах между уровнями нейтральных атомов (лазеры на атомных переходах); лазеры, генерирующие на переходах между уровнями молекул (лазеры на молекулярных переходах, или молекулярные лазеры). Лазеры на атомных переходах генерируют в более широком диапазоне длин волн - от 0,4 до 100 мкм; основное число рабочих переходов попадает в диапазон 1 … 20 мк

Содержание

1. История создания лазера

2. Физика лазера

2.1 Принцип работы лазера

2.2 Некоторые уникальные свойства лазера

3. Типы лазеров

3.1 Классификация лазеров

3.1.1 Твердотельные лазеры

3.1.2 Жидкостные лазеры

3.1.3 Фотодиссоционные лазеры

3.1.4 Газоразрядные лазеры

3.1.5 Молекулярные лазеры

3.1.6 Химические лазеры

4. Лазерная Технология

Библиография лазер свет жидкостный газоразрядный

1. История создания лазера