Лазеры, Устройство и действие, Борейшо А.С., 1992

Лазеры, Устройство и действие, Борейшо А.С., 1992.
   
   В пособии рассмотрены физические принципы и конструкции лазеров, свойства лазерного излучения, вопросы, связанные с распространением лазерного излучения в средах и взаимодействием излучения с различными материалами. Дается представление об основных направлениях применения лазеров в промышленности, космических исследованиях, медицине.
Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям «Лазерные системы».




Классификация и структура лазеров.
В последние тридцать лет лазерная техника бурно развивалась. Исследовано множество явлений, которые были использованы для создания лазеров различных видов (рис. 11). Несмотря на разнообразие активных сред, широчайший диапазон спектральных, временных и энергетических характеристик излучения общими для лазеров являются не только принцип действия, но и в значительной мере структурные и конструктивные схемы лазерных устройств. Основным элементом любого лазера является рабочее тело, которое может тем или иным способом переводиться в активное состояние, характеризующееся инверсной населенностью энергетических уровней атомов, ионов или молекул, составляющих эту среду (см. рис. 12).

В качестве рабочих тел современных лазеров используются вещества, находящиеся в различных агрегатных состояниях: газы, жидкости, твердые тела. Характерные размеры активной среды для лазеров разных типов в зависимости от энергетических характеристик могут составлять от нескольких метров для мощных газовых лазеров до долей миллиметра для полупроводниковых лазеров. Рассмотренный выше способ создания активной среды в мазере на аммиаке с помощью специальной сортирующей системы, хотя и очень наглядно иллюстрирует принципиальную возможность реализации инверсной населенности в рабочем теле, в лазерах практически не используется. Это объясняется прежде всего невозможностью обеспечения высоких плотностей энергии. Наиболее часто в лазерах применяют другой способ создания инверсной населенности, связанный с передачей энергии рабочему телу, таким образом, что, по крайней мере, часть ее оказывается возможным преобразовать в лазерное излучение.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
1. Принципиальная схема лазера
1.1. Электромагнитное излучение и кванты
1.2. Принцип действия лазера
1.3. Классификация и структура лазеров
Литература к разд. 1
2. Лазерные активные среды
2.1. Твердые тела
2.1.1. Диэлектрические кристаллы и стекла
2.1.2. Полупроводники
2.2. Жидкие активные среды
2.2.1. Жидкости с активными ионами редкоземельных металлов
2.2.2. Растворы органических красителей
2.3. Газы и плазма
2.3.1. Смеси нейтральных атомов
2.3.2. Смеси ионов
2.3.3. Пары металлов
2.3.4. Молекулярные смеси
2.3.5. Химически реагирующие смеси
2.3.6. Плазма
2.4. Системы подготовки рабочего тела
2.4.1. Топлива и топливные компоненты СПРТ
2.4.2. Системы хранения и подачи компонентов рабочего тела
2.4.3. Камеры сгорания
Литература к разд. 2
3. Системы накачки
3.1. Оптическая накачка
3.1.1. Излучение источников накачки
3.1.2. Оптические схемы систем накачки
3.2. Накачка электрическим разрядом
3.2.1. Свойства газового разряда
3.2.2. Вольт-амперная характеристика (ВАХ)
3.2.3. Накачка газовых лазеров несамостоятельным электрическим разрядом
3.2.4. Накачка газовых лазеров самостоятельным электрическим разрядом
3.3. Накачка полупроводниковых лазеров
3.4. Тепловая накачка в газодинамических лазерах
3.5. Химическая накачка
Литература к разд. 3
4. Лазерное излучение
4.1. Резонаторы
4.1.1. Спектр излучения лазера
4.1.2. Качество лазерного луча
4.1.3. Энергетическая эффективность резонатора
4.2. Расходимость лазерного излучения
4.2.1. Пространственные характеристики лазерного луча
4.2.2. Оптическое качество активной среды
4.3. Распространение лазерного излучения в средах
4.3.1. Ослабление лазерного излучения
4.3.2. Прохождение лазерного излучения в атмосфере
4.3.3. Прохождение лазерного излучения в воде
4.4. Нелинейные эффекты в лазерной оптике
4.4.1. Самофокусировка света
4.4.2. Генерация второй гармоники
4.4.3. Обращение волнового фронта
4.4.4. Вынужденное комбинационное рассеяние
Литература к разд. 4
5. Энергетический баланс в лазерах
5.1. Коэффициент полезного действия лазера
5.2. Охлаждение лазеров
5.2.1. Охлаждение активной среды
5.2.2. Охлаждение конструкции лазера
5.3. Системы охлаждения лазеров
Литература к разд. 5
6. Воздействие лазерного излучения на материалы
6.1. Нагрев материалов лазерным излучением
6.2. Изменение фазового состояния материала при нагреве лазерным излучением
6.3. Взаимодействие лазерного излучения с композиционными материалами
6.4. Регистрация и измерение мощности и энергии лазерного излучения
6.4.1. Приемники излучения
6.4.2. Измерители мощности и энергии излучения
Литература к разд. 6
7. Применение лазеров
7.1. Лазерные технологии в обработке материалов
7.1.1. Возможности применения лазеров для обработки материалов
7.1.2. Лазерная термообработка материалов
7.1.3. Лазерная сварка
7.1.4. Резка материалов лазерным излучением
7.1.5. Пробивка отверстий лазером
7.2. Лазеры в космических исследованиях
7.2.1. Лазерные информационные системы
7.2.2. Лазеры в системах передачи энергии
7.3. Лазерный термоядерный синтез
7.4. Лазеры в медицине
Литература к разд. 7.

Купить .





Теги: учебник по физике :: физика :: Борейшо