Содержание
- 2. Начало ХХ века -величайшими достижениями человечества . 7 мая 1895 года А.С. Попов продемонстрировал изобретение на
- 3. В 1905 году двадцати шести летний Альберт Энштейн опубликовал специальную теорию относительности. Новый век провозгласил рождение
- 4. И вот в 1960 году человек получил в свое распоряжение всемогущий лазерный луч А все начиналось
- 5. Ла́зер (light amplification by stimulated emission of radiation) «усиление света «усиление света посредством вынужденного излучения»), или
- 6. : История изобретения лазеров 1916 год: А. Эйнштейн предсказывает существование явления вынужденного излучения — физической основы
- 7. Первое экспериментальное подтверждение возможности усиления света было получено в 30 –х годах советским ученым В.А. Фабрикантом.
- 8. 1954 год1954 год: первый микроволновой1954 год: первый микроволновой генератор — мазер1954 год: первый микроволновой генератор —
- 9. В 1961 году А. Джаваном был создан первый газовый лазер, работающий на смеси гелия и неона.
- 10. Физика лазеров и по сей день интенсивно развивается. С момента изобретения лазера почти каждый год появлялись
- 11. Ныне лазер – самый, пожалуй, популярный инструмент нашего времени.
- 12. ЛАЗЕР
- 13. Лазерное излучение с длинами волн (снизу вверх): 405, 445, 520, 532, 635 и 660 нм.
- 14. Классификация лазеров Виды лазеров Твердотельные лазерыТвердотельные лазеры на люминесцирующихТвердотельные лазеры на люминесцирующих твёрдых средахТвердотельные лазеры на
- 15. Газовые лазерыГазовые лазеры — лазеры, активной средой которых является смесь газовГазовые лазеры — лазеры, активной средой
- 16. Принцип действия Физической основой работы лазера служит явление вынужденного (индуцированного) излученияФизической основой работы лазера служит явление
- 17. Вероятность того, что случайный фотон вызовет индуцированное излучение возбуждённого атома, в точности равняется вероятности поглощения этого
- 18. Первоисточником генерации является процесс спонтанного излучения, поэтому для обеспечения преемственности поколений фотонов необходимо существование положительной обратной
- 19. Свойства лазерного излучения Отличительные особенности лазерного излучения Лазерное излучение обладает уникальными характеристиками. Высокая интенсивность и монохроматичность
- 20. Значения k и г0 в зависимости от метода обработки приведены ниже k, 1/ cм2 r0 ,см
- 21. Кроме того, лазерное излучение обладает таким важным качеством, как безынерционность, включения и выключения действия луча, а
- 22. Структура лазерных пучков Важной характеристикой структуры лазерного пучка является модовый состав излучения. Пространственный профиль лазерного луча
- 23. Символ ТЕМ — это сокращена в переводе с английского стоячая электромагнитная волна; которая в резонаторе имеет
- 24. излучения в лазерном пучке. излучения в лазерном пучке. излучения в лазернм пучке. Рисунок. Качественный вид распределения
- 25. С увеличением поперечных модовых чисел число областей, в которых сосредоточено поле, возрастает, а их характерный размер
- 26. Пространственные характеристики лазерного излучения Расходимость лазерного излучения. Излучение никогда не выходит из лазера в виде пучка
- 27. Распределение энергии по сечению лазерного луча. Модовый состав лазерного излучения отражает распределение энергии по сечению пучка.
- 28. Энергетические характеристики лазерного излучения. Основной энергетической характеристикой лазерного излучения является его мощность Р. Для лазеров, работающих
- 29. Технологические процессы часто характеризуют плотностью мощности или плотностью энергии, т. е. мощностью или энергией, приходящейся на
- 30. Монохроматичность лазерного излучения. Она характеризует свойство лазеров излучать в узком диапазоне длин волн. Ширина спектра излучения
- 31. Когерентность лазерного излучения. Под когерентностью понимают согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых
- 32. Академик В.А. Фабрикант очень образно представил оптическую когерентность: «В раскаленной нити лампы накаливания, в ярком светящемся
- 33. Необходимо разделять временную и пространственную когерентность. Первая имеет место при наличии разности оптического пути лазерных лучей,
- 34. В результате пространственно-временной когерентности лазерные источники имеют низкую расходимость, что позволяет не только передавать энергию излучения
- 36. Скачать презентацию
Начало ХХ века -величайшими достижениями человечества .
7 мая 1895 года А.С.
Начало ХХ века -величайшими достижениями человечества .
7 мая 1895 года А.С.
За изобретение – РАДИО – А. С. Попов в 1900 году на Всемирной выставке в Париже был награжден Золотой медалью.
В конце Х1Х века был создан автомобиль с бензиновым двигателем.
К началу ХХ века первые линии метрополитена в Лондоне, Нью–Йорке, Будапеште, Вене .
17 декабря 1903года американцы братья Орвилл и Уилбор Райт пролетели 260 м на созданном ими первом в мире аэроплане.
В 1905 году русский инженер И.И. Сикорский первый в мире многомоторный самолет, “ Илья Муромец “.
В 1895 году немецкий физик Рентген открыл новый вид излучения; за это открытие в 1901 году ему была присуждена первая в истории Нобелевская премия.
В 1896 году французский физик Антуан Анри Беккерель открыл явление радиоактивности, (Нобелевская премия – 1903 г).
В 1897 году английский физик Дж. Дж. Томсон открыл электрон и в следующем году измерил его заряд, (Нобелевская премия 1906 года).
14 декабря 1906 года Макс Планк дал вывод формулы для испускательной способности черного тела – этот вывод стал фундаментом квантовой теории – одной из основных физических теорий ХХ века.
В 1905 году двадцати шести летний Альберт Энштейн опубликовал специальную теорию
В 1905 году двадцати шести летний Альберт Энштейн опубликовал специальную теорию
В 1947 году был изобретен транзистор, в начале 60 –х годов ему на смену пришли интегральные схемы – так родилась микроэлектроника.
Развитие атомной и ядерной физики привело к созданию атомных электростанций (1954 год, Россия, г. Обнинск) и судов с атомными двигателями (1959 г.).
Телевидение, электронно-вычислительные машины, компьютеры, промышленные роботы, ракеты, спутники и орбитальные станции – это наша действительность.
И вот в 1960 году человек получил в свое распоряжение всемогущий
И вот в 1960 году человек получил в свое распоряжение всемогущий
А все начиналось с двух работ А. Энштейна, опубликованных в 1916 году. Первая называлась “ Испускание и поглощение излучения по квантовой теории “ , а вторая - “ К квантовой теории излучения “
А. Энштейн показал, что существует два различных процесса испускания энергии молекулами вещества. Наряду с обычным , спонтанным ( самопроизвольным ) испусканием , возможен процесс испускания под воздействием излучения окружающей молекулы среды. Энштейн назвал этот
процесс индуцированным (вынужденным) излучением.
Именно этот процесс и лежит в основе работы лазера .
Ла́зер
(light amplification by stimulated emission of radiation)
«усиление света «усиление
Ла́зер
(light amplification by stimulated emission of radiation)
«усиление света «усиление
или опти́ческий ква́нтовый генера́тор —
это устройство, преобразующее
энергию энергию накачки энергию накачки (световую энергию накачки (световую, электрическую энергию накачки (световую, электрическую, тепловую энергию накачки (световую, электрическую, тепловую, химическую и др.)
в энергию когерентного в энергию когерентного, монохроматического в энергию когерентного, монохроматического, поляризованного и узконаправленного потока излучения.
: История изобретения лазеров
1916 год: А. Эйнштейн предсказывает существование явления вынужденного
: История изобретения лазеров
1916 год: А. Эйнштейн предсказывает существование явления вынужденного
Строгое теоретическое обоснование в рамках квантовой механикиСтрогое теоретическое обоснование в рамках квантовой механики это явление получило в работах П. ДиракаСтрогое теоретическое обоснование в рамках квантовой механики это явление получило в работах П. Дирака в 1927Строгое теоретическое обоснование в рамках квантовой механики это явление получило в работах П. Дирака в 1927—1930 гг.
1928 год1928 год: экспериментальное подтверждение Р. Ладенбургом1928 год: экспериментальное подтверждение Р. Ладенбургом и Г. Копферманном существования вынужденного излучения.
возможность использования вынужденного излучения среды с инверсией населённостейвозможность использования вынужденного излучения среды с инверсией населённостей для усиления электромагнитного излучения.
1950 год1950 год: А. Кастлер1950 год: А. Кастлер (Нобелевская премия по физике1950 год: А. Кастлер (Нобелевская премия по физике 1966 года1950 год: А. Кастлер (Нобелевская премия по физике 1966 года) предлагает метод оптической накачки1950 год: А. Кастлер (Нобелевская премия по физике 1966 года) предлагает метод оптической накачки среды для создания в ней инверсной населённости. Реализован на практике в 1952 году1950 год: А. Кастлер (Нобелевская премия по физике 1966 года) предлагает метод оптической накачки среды для создания в ней инверсной населённости. Реализован на практике в 1952 году Бросселем, Кастлером и Винтером.
До создания квантового генератора оставался один шаг: ввести в среду положительную обратную связь До создания квантового генератора оставался один шаг: ввести в среду положительную обратную связь, то есть поместить эту среду в резонатор.
Первое экспериментальное подтверждение возможности усиления света было получено в 30 –х
Первое экспериментальное подтверждение возможности усиления света было получено в 30 –х
1954 год1954 год: первый микроволновой1954 год: первый микроволновой генератор — мазер1954 год:
1954 год1954 год: первый микроволновой1954 год: первый микроволновой генератор — мазер1954 год:
Роль обратной связи играл объёмный резонаторРоль обратной связи играл объёмный резонатор, размеры которого были порядка 12,6 мм (длина волныРоль обратной связи играл объёмный резонатор, размеры которого были порядка 12,6 мм (длина волны, излучаемой при переходе аммиака с возбуждённого колебательного уровняРоль обратной связи играл объёмный резонатор, размеры которого были порядка 12,6 мм (длина волны, излучаемой при переходе аммиака с возбуждённого колебательного уровня на основной). Для усиления электромагнитного излучения оптического диапазонаРоль обратной связи играл объёмный резонатор, размеры которого были порядка 12,6 мм (длина волны, излучаемой при переходе аммиака с возбуждённого колебательного уровня на основной). Для усиления электромагнитного излучения оптического диапазона необходимо было создать объёмный резонатор, размеры которого были бы порядка микрона. Из-за связанных с этим технологических трудностей многие учёные в то время считали, что создать генератор видимого излучения невозможно.
1960 год1960 год: 16 мая Т. Мейман1960 год: 16 мая Т. Мейман продемонстрировал работу первого оптического квантового генератора — лазера. В качестве активной среды использовался кристалл искусственного рубина1960 год: 16 мая Т. Мейман продемонстрировал работу первого оптического квантового генератора — лазера. В качестве активной среды использовался кристалл искусственного рубина (оксид алюминия1960 год: 16 мая Т. Мейман продемонстрировал работу первого оптического квантового генератора — лазера. В качестве активной среды использовался кристалл искусственного рубина (оксид алюминия Al 2 O 3 с небольшой примесью хрома1960 год: 16 мая Т. Мейман продемонстрировал работу первого оптического квантового генератора — лазера. В качестве активной среды использовался кристалл искусственного рубина (оксид алюминия Al 2 O 3 с небольшой примесью хрома Cr), а вместо объёмного резонатора служил резонатор Фабри-Перо1960 год: 16 мая Т. Мейман продемонстрировал работу первого оптического квантового генератора — лазера. В качестве активной среды использовался кристалл искусственного рубина (оксид алюминия Al 2 O 3 с небольшой примесью хрома Cr), а вместо объёмного резонатора служил резонатор Фабри-Перо, образованный серебряными зеркальными покрытиями, нанесёнными на торцы кристалла. Этот лазер работал в импульсном режиме на длине волны 694,3 нм.
В декабре того же года был создан гелий-неоновый лазерВ декабре того же года был создан гелий-неоновый лазер, излучающий в непрерывном режиме (А. ДжаванВ декабре того же года был создан гелий-неоновый лазер, излучающий в непрерывном режиме (А. Джаван, У. БеннетВ декабре того же года был создан гелий-неоновый лазер, излучающий в непрерывном режиме (А. Джаван, У. Беннет, Д. Хэрриот). Изначально лазер работал в инфракрасном диапазоне, затем был модифицирован для излучения видимого красного света с длиной волны 632,8 нм.
В 1961 году А. Джаваном был создан первый газовый лазер, работающий
В 1961 году А. Джаваном был создан первый газовый лазер, работающий
Ну, вот, теперь черный квантовый ящик станет, пожалуй, давать больше, чем в него вкладывают!
Шутка оказалась пророческой. Редко какое другое достижение фундаментальной науки с первых своих шагов опередило столь далеко самые смелые прогнозы .
Физика лазеров и по сей день интенсивно развивается. С момента изобретения
Физика лазеров и по сей день интенсивно развивается. С момента изобретения
В 1961В 1961 г. был создан лазер на неодимовомВ 1961 г. был создан лазер на неодимовом стекле, а в течение следующих пяти лет были разработаны лазерные диодыВ 1961 г. был создан лазер на неодимовом стекле, а в течение следующих пяти лет были разработаны лазерные диоды, лазеры на красителяхВ 1961 г. был создан лазер на неодимовом стекле, а в течение следующих пяти лет были разработаны лазерные диоды, лазеры на красителях, лазеры на двуокиси углеродаВ 1961 г. был создан лазер на неодимовом стекле, а в течение следующих пяти лет были разработаны лазерные диоды, лазеры на красителях, лазеры на двуокиси углерода, химические лазеры.
В 1963В 1963 г. Ж. АлфёровВ 1963 г. Ж. Алфёров и Г. КремерВ 1963 г. Ж. Алфёров и Г. Кремер (Нобелевская премия по физикеВ 1963 г. Ж. Алфёров и Г. Кремер (Нобелевская премия по физике 2000В 1963 г. Ж. Алфёров и Г. Кремер (Нобелевская премия по физике 2000 г.) разработали теорию полупроводниковыхВ 1963 г. Ж. Алфёров и Г. Кремер (Нобелевская премия по физике 2000 г.) разработали теорию полупроводниковых гетероструктур, на основе которых были созданы многие лазеры.
Ныне лазер – самый, пожалуй, популярный инструмент нашего времени.
Ныне лазер – самый, пожалуй, популярный инструмент нашего времени.
ЛАЗЕР
ЛАЗЕР
Лазерное излучение с длинами волн (снизу вверх):
405, 445, 520, 532,
Лазерное излучение с длинами волн (снизу вверх):
405, 445, 520, 532,
Классификация лазеров
Виды лазеров
Твердотельные лазерыТвердотельные лазеры на люминесцирующихТвердотельные лазеры на люминесцирующих твёрдых
Классификация лазеров
Виды лазеров
Твердотельные лазерыТвердотельные лазеры на люминесцирующихТвердотельные лазеры на люминесцирующих твёрдых
Полупроводниковые лазерыПолупроводниковые лазеры. Формально также являются твердотельными, но традиционно выделяются в отдельную группу, поскольку имеют иной механизм накачки (инжекция избыточных носителей зарядаПолупроводниковые лазеры. Формально также являются твердотельными, но традиционно выделяются в отдельную группу, поскольку имеют иной механизм накачки (инжекция избыточных носителей заряда через p-n переходПолупроводниковые лазеры. Формально также являются твердотельными, но традиционно выделяются в отдельную группу, поскольку имеют иной механизм накачки (инжекция избыточных носителей заряда через p-n переход или гетеропереходПолупроводниковые лазеры. Формально также являются твердотельными, но традиционно выделяются в отдельную группу, поскольку имеют иной механизм накачки (инжекция избыточных носителей заряда через p-n переход или гетеропереход, электрический пробойПолупроводниковые лазеры. Формально также являются твердотельными, но традиционно выделяются в отдельную группу, поскольку имеют иной механизм накачки (инжекция избыточных носителей заряда через p-n переход или гетеропереход, электрический пробой в сильном поле, бомбардировка быстрыми электронамиПолупроводниковые лазеры. Формально также являются твердотельными, но традиционно выделяются в отдельную группу, поскольку имеют иной механизм накачки (инжекция избыточных носителей заряда через p-n переход или гетеропереход, электрический пробой в сильном поле, бомбардировка быстрыми электронами), а квантовые переходы происходят между разрешёнными энергетическими зонамиПолупроводниковые лазеры. Формально также являются твердотельными, но традиционно выделяются в отдельную группу, поскольку имеют иной механизм накачки (инжекция избыточных носителей заряда через p-n переход или гетеропереход, электрический пробой в сильном поле, бомбардировка быстрыми электронами), а квантовые переходы происходят между разрешёнными энергетическими зонами, а не между дискретными уровнями энергии.
Полупроводниковые лазеры — наиболее употребительный в быту вид лазеров.
Газовые лазерыГазовые лазеры — лазеры, активной средой которых является смесь газовГазовые лазеры —
Газовые лазерыГазовые лазеры — лазеры, активной средой которых является смесь газовГазовые лазеры —
Газодинамические лазерыГазодинамические лазеры — газовые лазеры с тепловой накачкой, инверсия населённостей в которых создаётся между возбуждёнными колебательно-вращательными уровнями гетероядерных молекул путём адиабатического расширенияГазодинамические лазеры — газовые лазеры с тепловой накачкой, инверсия населённостей в которых создаётся между возбуждёнными колебательно-вращательными уровнями гетероядерных молекул путём адиабатического расширения движущейся с высокой скоростьюГазодинамические лазеры — газовые лазеры с тепловой накачкой, инверсия населённостей в которых создаётся между возбуждёнными колебательно-вращательными уровнями гетероядерных молекул путём адиабатического расширения движущейся с высокой скоростью газовой смеси (чаще N2+CO2+He или N2+CO2+Н2О, рабочее вещество — CO2).
Волоконный лазерВолоконный лазер — лазер, резонаторВолоконный лазер — лазер, резонатор которого построен на базе оптического волокна, внутри которого полностью или частично генерируется излучение. При полностью волоконной реализации такой лазер называется цельноволоконным, при комбинированном использовании волоконных и других элементов в конструкции лазера он называется волоконно-дискретным или гибридным.
Принцип действия
Физической основой работы лазера служит явление вынужденного (индуцированного) излученияФизической основой
Принцип действия
Физической основой работы лазера служит явление вынужденного (индуцированного) излученияФизической основой
Вероятность того, что случайный фотон вызовет индуцированное излучение возбуждённого атома, в
Вероятность того, что случайный фотон вызовет индуцированное излучение возбуждённого атома, в
Поэтому для усиления света необходимо, чтобы возбуждённых атомов в среде было больше, чем невозбуждённых (так называемая инверсия населённостей).
В состоянии термодинамического равновесияВ состоянии термодинамического равновесия это условие не выполняется, поэтому используются различные системы накачки активной средыВ состоянии термодинамического равновесия это условие не выполняется, поэтому используются различные системы накачки активной среды лазера (оптическиеВ состоянии термодинамического равновесия это условие не выполняется, поэтому используются различные системы накачки активной среды лазера (оптические, электрическиеВ состоянии термодинамического равновесия это условие не выполняется, поэтому используются различные системы накачки активной среды лазера (оптические, электрические, химические и др.).
Первоисточником генерации является процесс спонтанного излучения, поэтому для обеспечения преемственности поколений
Первоисточником генерации является процесс спонтанного излучения, поэтому для обеспечения преемственности поколений
Для этого активная среда лазера помещается в
оптический резонатор.
В простейшем случае он представляет собой два зеркала, одно из которых полупрозрачное — через него луч лазера частично выходит из резонатора. Отражаясь от зеркал, пучок излучения многократно проходит по резонатору, вызывая в нём индуцированные переходы.
Излучение может быть как непрерывным, так и импульсным. Быстрое выключение и включение обратной связи и уменьшения тем самым периода импульсов, позволяет создать условия для генерации излучения очень большой мощности (так называемые гигантские импульсы).
Этот режим работы лазера называют режимом модулированной добротности.
Свойства лазерного излучения
Отличительные особенности лазерного излучения
Лазерное излучение обладает уникальными характеристиками. Высокая
Свойства лазерного излучения
Отличительные особенности лазерного излучения
Лазерное излучение обладает уникальными характеристиками. Высокая
Теоретически лазерный луч можно сфокусировать в пятно размером порядка длины волны, однако искажения, вносимые оптическими элементами, несколько увеличивают его радиус г0. Несмотря на это он имеет максимальный коэффициент сосредоточенности энергии k и по сравнению с такими традиционными методами обработки, как газопламенная, дуговая, плазменная, электронно-лучевая и другие, при лазерной обработке возможно достижение наибольшей плотности мощности.
Значения k и г0 в зависимости от метода обработки приведены ниже
Значения k и г0 в зависимости от метода обработки приведены ниже
Газовое пламя ......................... 0,2 · 100 2,0 ·100
Дуга................................. 1,0 ·101 3,0 · 10-1
Световой луч ......................... 1, 0 ·102 1,0 · 10-1
Плазменная струя...................... 4,0·104 5,0 · 10 -3
Электронный луч...................... 2,0 ·106 8,0 · 10-4
Непрерывный лазерный луч .........3,0 · 106 6,0 · 10-4
·
Использование лазеров с высокой плотностью мощности излучения позволяет существенно сократить время нагрева, обеспечивая скорость обработки, сравнимую со скоростью протекания физических процессов в объекте облучения.
Лазерное излучение может быть не только непрерывным во времени, но и в виде одиночных или серии импульсов заданной формы с определенной длительностью, частотой следования и пиковой мощностью. Это дает возможность целенаправленно, путем выбора режимов регулировать скорость нагрева, время пребывания материала при высоких температурах и скорость охлаждения.
Кроме того, лазерное излучение обладает таким важным качеством, как безынерционность,
включения
Кроме того, лазерное излучение обладает таким важным качеством, как безынерционность, включения
К тому же существует возможность с помощью светоделительной оптики и зеркал разделять лазерный луч в необходимых пропорциях и направлять его пооптическим трактам на те или иные технологические позиции
Использование устройств, управляющих параметрами лазерной установки
на основе адаптивной оптики, автоматизированного газообмена и регенерации рабочей смеси в газовых лазерах, синхронизации векторов перемещения изделия и поляризации излучения и т. д., позволяет изменять характеристики излучения по заданной программе.
Таким образом, применение лазерного излучения дает возможность достичь высокой степени автоматизации процесса обработки
Структура лазерных пучков
Важной характеристикой структуры лазерного пучка является модовый состав излучения.
Структура лазерных пучков
Важной характеристикой структуры лазерного пучка является модовый состав излучения.
Выделенный вид электромагнитных колебаний, соответствующий определенному устойчивому распределению поля волны в резонаторе, называется модой.
Модовый состав излучения в резонаторе является важной характеристикой лазера, поскольку он определяет спектр и пространственные параметры генерируемого пучка.
Различные колебания в резонаторе характеризуются набором модовых чисел q, т и n, которые принято указывать рядом с буквенным обозначением типа электромагнитных волн (например, ТЕМ q, т n ).
Символ ТЕМ — это сокращена в переводе с английского стоячая электромагнитная
Символ ТЕМ — это сокращена в переводе с английского стоячая электромагнитная
Поперечная структура поля характеризуется наличием узлов электрического поля по радиусу и углу и описывается числами т и n. В случае цилиндрического резонатора т означает число узлов поля, расположенных на радиусе резонатора, а п — число узлов, находящихся на половине его периметра. Качественный вид распределения амплитуды электромагнитного поля на выходном окне устойчивого полуконфокального резонатора для поперечных мод низшего порядка показан на рис. 1.20. Там же приведены качественно соответствующие этим модам распределения интенсивности излучения в лазерном пучке.
излучения в лазерном пучке.
излучения в лазерном пучке.
излучения в лазернм пучке.
Рисунок. Качественный
излучения в лазерном пучке.
излучения в лазерном пучке.
излучения в лазернм пучке.
Рисунок. Качественный
ТЕМ00
ТЕМ01
ТЕМ02
ТЕМ10
ТЕМ11
ТЕМ12
С увеличением поперечных модовых чисел число областей, в которых сосредоточено поле,
С увеличением поперечных модовых чисел число областей, в которых сосредоточено поле,
Пространственные характеристики лазерного излучения
Расходимость лазерного излучения.
Излучение никогда не выходит из
Пространственные характеристики лазерного излучения
Расходимость лазерного излучения.
Излучение никогда не выходит из
Лазеры могут генерировать излучение с малой угловой расходимостью. Это означает, что возможны передача излучения на большие расстояния и его фокусировка в пятно с малыми размерами.
Угол расходимости в лазере определяется типом резонатора, его геометрическими размерами, точностью юстировки зеркал, качеством их поверхности, оптической неоднородностью активной среды, неравномерностью накачки и т. д. Расходимость лазерного излучения можно изменить с помощью оптических систем. Так, при расширении луча в п раз его угловая расходимость уменьшается во столько же раз.
Распределение энергии по сечению лазерного луча.
Модовый состав лазерного излучения отражает
Распределение энергии по сечению лазерного луча.
Модовый состав лазерного излучения отражает
При многомодовой генерации распределение интенсивности по выходной апертуре лазера определяется конкретным модовым составом и распределением энергии излучения среди этих мод. Варьированием медового состава излучения можно существенно влиять на распределение интенсивности, подбирая его при проведении тех или иных технологических процессов оптимальным образом.
В случае неустойчивого резонатора распределение интенсивности излучения на выходе лазера в зависимости от формы выходного зеркала и его юстировки может иметь вид кольца, прямоугольной рамки, серпа или уголка.
Энергетические характеристики лазерного излучения.
Основной энергетической характеристикой лазерного излучения является его
Энергетические характеристики лазерного излучения.
Основной энергетической характеристикой лазерного излучения является его
Для лазеров, работающих в импульсном и импульсно-периодическом режимах генерации, к таким характеристикам относятся
энергия лазерного импульса Wи,
его длительность τ
и частота следования этих импульсов fи ,
а также средняя Рср и импульсная РИ мощности излучения. ( см. форм.)
Технологические процессы часто характеризуют плотностью мощности или плотностью энергии, т. е.
Технологические процессы часто характеризуют плотностью мощности или плотностью энергии, т. е.
Важной энергетической характеристикой также является КПД лазера.
Общий энергетический КПД лазера
определяют как отношение мощности или энергии излучения (в случае импульсного режима работы) к потребляемой для генерации электрической мощности (или энергии).
Монохроматичность лазерного излучения.
Она характеризует свойство лазеров излучать в узком диапазоне
Монохроматичность лазерного излучения.
Она характеризует свойство лазеров излучать в узком диапазоне
Ширина спектра излучения лазера зависит от числа линий, на которых происходит генерация.
При проведении технологических процессов монохроматичность лазерного излучения имеет важное значение. Так, отсутствие хроматических аббераций при фокусировке позволяет получить малый диаметр пятна излучения в зоне обработки. Кроме того, важное значение это свойство имеет при использовании технологий, основанных на селективности воздействия лазерного излучения на определенные компоненты обрабатываемого материала.
Когерентность лазерного излучения.
Под когерентностью понимают согласованное протекание во времени и пространстве
Когерентность лазерного излучения.
Под когерентностью понимают согласованное протекание во времени и пространстве
Академик В.А. Фабрикант очень образно представил оптическую когерентность:
«В раскаленной нити
Академик В.А. Фабрикант очень образно представил оптическую когерентность:
«В раскаленной нити
Вот это и есть когерентность.»
Необходимо разделять временную и пространственную когерентность.
Первая имеет место при наличии
Необходимо разделять временную и пространственную когерентность.
Первая имеет место при наличии
Поскольку лазерное излучение генерируется вследствие согласованного вынужденного излучения света во всем объеме активной среды, пространственная когерентность света на выходе из резонатора лазера сохраняется в пределах всего поперечного сечения пучка.
В результате пространственно-временной когерентности лазерные источники имеют низкую расходимость, что позволяет
В результате пространственно-временной когерентности лазерные источники имеют низкую расходимость, что позволяет