Лазерная технология

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 3
1. История создания лазера 4
2. Лазерная технология 6
2.1 Классификация 6
2.2 Принцип работы лазера и его устройство 7
2.3 Применение лазерных технологий 9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 11
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 12

1. История создания лазера
В 1900 году один из талантливейших умов нашей планеты – немецкий ученый Макс Планк открывает элементарную порцию энергии – квант и теоретически описывает связь энергии кванта с частотой электромагнитного излучения, вызвавшей его появление. Спустя 8 лет в 1918 году за свое открытие он получает Нобелевскую премию. Примерно в это же время другой выдающийся ученый Альберт Эйнштейн открывает наименьшую элементарную частицу света – фотон и доказывает теорию дискретности света.
В 1917 году Эйнштейн формулирует теорию «Вынужденного излучения», которая описывает возможность создания условий, при которых электроны одновременно излучают свет одной длины волны. То есть, по сути, он описал теоретическую возможность создания некоего управляемого электромагнитного излучателя, названного впоследствии лазером.
Только через 34 года идея Эйнштейна из теории начала превращаться в реальность.
...

2.1 Классификация
Лазеры можно классифицировать по особенностям активной среды (твердотельные лазеры, газовые лазеры, лазеры на красителях) и по способу накачки (лазеры с оптической накачкой, газоразрядные лазеры, химические лазеры). Но любая из классификаций не выглядит убедительной, так как в рамки одного и того же класса попадают системы, совершенно не похожие по другим признакам. По совокупности признаков (среда, способ накачки, генерируемая мощность и др.) удобно выделить следующие виды лазеров.2
Твердотельные лазеры на люминесцирующих средах (лазеры на стеклах, рубиновыелазеры и т. п.); накачка оптическая. Мощные лазеры. Применение: лазерная технология (сварка, закалка, в установках лазерного термоядерного синтеза), лазерная спектроскопия и т. п.
• Электроразрядные лазеры низкого давления на благородных газах (He-Ne, He-Xe).Маломощные лазеры, излучение высокой монохроматичности и направленности. Применение: спектроскопия, настройка оптических систем.
...

2.2 Принцип работы лазера и его устройство
Физической основой работы лазера служит явление вынужденного (индуцированного) излучения.
Если кратко, то суть данного явления состоит в том, что возбуждённый атом (или другая квантовая система) способен излучить фотон под действием другого фотона без его поглощения, если энергия последнего равняется разности энергий уровней атома до и после излучения. При этом излучённый фотон когерентен фотону, вызвавшему излучение (является его «точной копией»). Таким образом, происходит усиление света. Этим явление вынужденного (индуцированного) излучения отличается от спонтанного излучения, в котором излучаемые фотоны имеют случайные направления распространения, поляризацию и фазу.
Независимо от названия, все лазеры имеют три основных составляющих (Рисунок 2.1):3
1. активная среда – рабочее вещество, чей состав позволяет создать инверсионную заселенность;
2.
...

2.3 Применение лазерных технологий
Лазерные технологии широко применяется во многих отраслях. В науке лазеры являются важнейшим инструментом в нелинейной оптике.
Особенно широко распространено применение лазеров в области медицины, в частности, в хирургии, онкологии, офтальмологии. Лазеры благодаря высокой степени монохроматичности и направленности способны создать малое пятно.
В офтальмологии при помощи лазеров производится ряд сложных операций, не нарушая целостности глаза.
Примером такой операции является лазерная коррекция зрения.
В онкологии лазерные технологии применяются для выжигания опухолей, злокачественных и доброкачественных. 4
В области хирургии сфокусированный световой луч непрерывного лазера используется в качестве острого и стерильного скальпеля, который позволяет проводить бескровные операции даже на селезенке и печени.
...