Всего на сайте:
183 тыс. 477 статей

Главная | Физика

Краткое введение в лазерную физику и технику.  Просмотрен 42

Лазерная физика и техника

При взаимодействии оптического излучения с веществом возможны три типа оптических переходов: спонтанные и вынужденные с излучением (тушение энергетических уровней), вынужденные с поглощением (возбуждение). Самопроизвольные переходы частиц из возбужденного состояния в основное или другое возбужденное состояние с меньшей энергией называются спонтанными, а возникающее излучение называют спонтанным. Вероятность таких переходов характеризуется коэффициентами Эйнштейна. Поскольку спонтанные переходы происходят хаотически и независимо друг от друга и внешнего излучения, то излучаемые при этом фотоны имеют различные фазы, направления распространения и состояние поляризации. Спонтанное излкчение характерно для обычных источников света ненаправлено, неполяризовано и некогерентно.

Тушение частицы может быть ускорено внешним электромагнитным излучением, частота которого равна частоте тушения. В этом случае переходы и возникающее излучение называют вынужденными. Коэффициенты Эйнштейна для вынужденных переходов не зависят от времени. Особенностью вынужденного излучения является его полная тождественность внешнему излучению по частоте, фазе, направлению распространения и поляризации. К одному фотону стимулирующего внешнего излучения добавляется тождественный фотон, излучаемый в результате перехода. В процессе вынужденных переходов происходит когерентное усиление электромагнитного излучения.

Лазер – это генератор излучения, принцип действия которого основан на использовании вынужденного излучения. Основные элементы лазера – это активная среда, система накачки и оптический резонатор, обеспечивающий положительную обратную связь вынужденного излучения.

Модуляция лазерного излучения.

Модуляция лазерного излучения это изменение одного или нескольких параметров характеризующих излучение: амплитуда, фаза, поляризация, направление распространения, спектральный состав и др. Применительно к лазерам различают внешнюю и внутреннюю модуляции. Внешняя модуляция заключается в целенаправленном изменении параметров уже сформированного лазерного луча за пределами резонатора. В основе современных модуляторов лежат физические эффекты в оптически анизатропных средах, эффект Покельса, акусто- и магнитооптический эффекты).

Методы управления спектральными характеристиками лазерного излучения в основном сводятся к селекции продольных и поперечных мод.

Режим работы лазера может быть непрерывным, импульсным (режим свободной генерации, модулированной добротности, синхронизации мод), импульсно-периодическим, одно- и многомодовым, одночастотных.

Лазеры обычно классифицируют по агрегатному состоянию активной среды (газовые, жидкостные, твердотельные), методу накачки (газоразрядные, газодинамические, химические), временному режиму генерации и др.

 

Предыдущая статья:Символы Следующая статья:Лазеры. Рабочее тело Длина волны Источник накачки Применение
page speed (0.203 sec, direct)