Invenția laserului este în concordanță cu cele mai remarcabile realizări ale științei și tehnologiei secolului XX. Primul laser a apărut în 1960 și a început imediat dezvoltarea rapidă a tehnologiei laser. Într-un timp scurt, diferite tipuri de lasere și dispozitive laser au fost concepute pentru a rezolva probleme științifice și tehnice specifice. Laserii au reușit deja să câștige poziții puternice în multe ramuri ale economiei naționale. Ca Academician A.P. Aleksandrov, "fiecare băiat cunoaște acum cuvântul laser". Și totuși, ceea ce este un laser, ce este interesant și util? Unul dintre fondatorii științei laserelor - electronicii cuantice - Academicianul N.G. Basov răspunde la această întrebare după cum urmează: "Laserul este un dispozitiv în care energia, de exemplu, termică, chimică, electrică, este transformată în energia unui câmp electromagnetic - un fascicul laser. Cu această transformare, o anumită energie este inevitabil pierdută, dar este important ca energia laser rezultată să aibă o calitate incomparabil mai mare. Calitatea energiei laser este determinată de concentrația ridicată și de posibilitatea de transmitere pe o distanță considerabilă. Raza laser poate fi concentrat la un diametru loc mic de ordinul lungimii de undă de lumină și pentru a obține densitatea de energie mai mare de o densitate de astăzi ariciul a unei explozii nucleare de energie ... Cu ajutorul radiației laser au atins deja cele mai mari valori de temperatură, presiune, intensitatea câmpului magnetic. În cele din urmă, fasciculul laser este cel mai amplu mediu de informație, și în acest rol - un mijloc fundamental nou al transmiterii și procesării sale. " Utilizarea la scară largă a laserelor în știința și tehnologia modernă se explică prin proprietățile specifice ale radiației laser. Laserul este un generator de lumină coerentă. Spre deosebire de alte surse de lumină (de exemplu, incandescente sau fluorescente) cu laser produce radiații optice caracterizate printr-un grad ridicat de ordine sau câmpul de lumină se spune grad ridicat de coerență. O astfel de radiație este caracterizată de o monocromie și o direcționalitate ridicată. În zilele noastre, laserele lucrează cu succes în producția modernă, se confruntă cu o mare varietate de sarcini. Fasciculul laser taie țesăturile și taie foi de oțel, sugerează caroseria mașinilor și leagă cele mai mici detalii în echipamentele electronice radio, dă găuri în materiale fragile și superhardice. Dezvoltarea valorilor elementelor pasive ale microcircuitelor și metodele de obținere a elementelor active pe ele cu ajutorul unui fascicul laser au fost dezvoltate și aplicate în continuare în condițiile de producție. Și prelucrarea cu laser a materialelor permite creșterea eficienței și a competitivității în comparație cu alte tipuri de prelucrare. În mâinile chirurgului, fasciculul laser sa transformat într-un bisturiu cu multe proprietăți uimitoare. Laserele sunt utilizate pe scară largă în echipamente moderne de control și măsurare, sisteme informatice, sisteme de localizare și comunicații. Laserele vă permit să controlați rapid și fiabil poluarea atmosferei și a suprafeței mării, să identificați cele mai încărcate părți ale diferitelor mecanisme, să determinați defectele interne ale acestora. Fasciculul laser devine un asistent fiabil constructorilor, cartografilor, arheologilor și criminalilor. Domeniul de aplicare al laserelor în cercetarea științifică - fizică, chimică, biologică - este în continuă creștere.
Proprietățile remarcabile ale laserului - extrem coerență ridicată și direcția radiației, capacitatea de a genera valuri coerente de intensitate ridicată în regiunile vizibile, infraroșii și ultraviolete ale spectrului, pentru a obține o densitate mare de energie atât în modul continuu și în impulsuri - la începutul electronicii cuantice subliniat posibilitatea unei largi a acestora aplicații în scopuri practice. De la înființare, tehnologia laser sa dezvoltat extrem de rapid. Există noi tipuri de lasere și vechi, de asemenea, perfecționate: a creat instalații cu laser cu specific necesar pentru caracteristici diferite scopuri ale complexului, precum și diferite tipuri de dispozitive de ghidare a fasciculului, mai mult și mai rafinate tehnologii de măsurare. Acesta a fost motivul penetrării profunde a laserelor în multe ramuri ale economiei naționale, în special în mașini și instrumente.
O putere de vârf semnificativ și energie de vindecare lasere moderne solid sau cu gaz a permis să se apropie de rezolvarea problemelor de energie cu laser - dezvoltarea de arme cu laser pentru sisteme de apărare anti-rachetă, fuziune nucleară controlată, separarea izotopilor și a transferului de energie radiații, inclusiv obiecte spațiale.
Trebuie remarcat mai ales că stăpânirea metodelor laser sau, cu alte cuvinte, a tehnologiilor laser mărește semnificativ eficiența producției moderne. Tehnologia laser permite cea mai completă automatizare a proceselor de producție. Simultan, economiseste materii prime si timp de lucru, imbunatateste calitatea produselor. De exemplu, perforarea aproape instantanee a găurilor cu radiații laser mărește considerabil productivitatea dispozitivului de găurire și, în plus, îmbunătățește semnificativ calitatea acestei lucrări. Producția laser a microcircuitelor se caracterizează printr-o productivitate ridicată și o înaltă calitate. În ambele exemple, operațiile de producție sunt ușor de automatizat; Controlul fasciculului laser poate prelua un dispozitiv special de calcul. Se poate afirma cu încredere că introducerea și îmbunătățirea tehnologiilor laser va duce la o schimbare calitativă a aspectului general al producției moderne.
Realizările tehnologiei laser de astăzi sunt enorme și impresionante. Mâine promite realizări și mai grandioase. Cu lasere asociate cu multe speranțe dintr-un film de surround la soluții de astfel de probleme globale precum stabilirea de super-gamă de comunicații optice terestre și submarine, răspunsul la punerea în aplicare secrete fotosintezei reacție termonucleare controlate, apariția unor sisteme cu memorie mare și dispozitive de intrare-ieșire de mare viteză.
Istoria laserului
Primii pași pe calea spre laser. Cuvântul „laser“ este format din literele inițiale ale frazei în limba engleză Light Amplification prin Stimulat emisiei de radiații, care tradus în rusă înseamnă: amplificarea luminii prin emisie stimulată. Astfel, în termenul de laser în sine, se reflectă rolul fundamental al proceselor de emisie stimulate pe care le joacă în generatoare și amplificatoare de lumină coerentă. De aceea, istoria creației laser ar trebui să înceapă din 1917, când Albert Einstein a introdus pentru prima dată ideea emisiei forțate. Acesta a fost primul pas pe calea spre laser. Următorul pas a fost făcut de fizicianul sovietic V.A. Producătorul, care în 1939 a indicat posibilitatea utilizării emisiei forțate de a amplifica radiația electromagnetică în timp ce trece prin materie. Ideea exprimată de VA. Fabricant, a presupus utilizarea de microsisteme cu o populație inversă de niveluri. Mai târziu, după încheierea Marelui Război Patriotic, VA. Producătorul a revenit la această idee și pe baza cercetărilor lor depuse în 1951 (împreună cu MM și FA Vudynskim Butaeva) cerere pentru invenție este o metodă de amplificare a radiației folosind emisie stimulată. In a fost eliberat acest certificat cerere, în care, sub titlul „Invenția subiect“, se spune: „Metoda de amplificare a radiației electromagnetice (ultraviolet, vizibil infraroșu și undelor radio,), în care radiația amplificat este trecut prin mediul, în care, folosind radiația auxiliară sau alt mod creează excesiv în comparație cu concentrația de echilibru a atomilor, alte particule sau sisteme ale acestora la nivelele de energie superioare, corespunzătoare excitonilor. "
Crearea unui maser. Inițial, această metodă de amplificare a radiației a fost realizată în domeniul radio, sau mai degrabă în domeniul microunde (cuptor cu microunde). În mai 1952, la Conferința All-Union pe radiospectroscopie, fizicienii sovietici (acum academicieni) N.G. Basov și A.M. Prokhorov a făcut un raport asupra posibilității fundamentale de a crea un amplificator pentru radiații în gama de microunde. L-au numit un "generator molecular" (se presupune că el folosește un fascicul de molecule de amoniac). Aproape simultan, propunerea de a folosi emisiile forțate pentru amplificarea și generarea undelor milimetrice a fost exprimată la Universitatea Columbia din SUA de către fizicianul american C. Townes. În 1954, un generator de molecule, numit în viitorul apropiat un maser. a devenit o realitate. A fost dezvoltat și creat independent și simultan în două părți ale globului - la Institutul Fizic PN Lebedev. Lebedev Academia de Științe a URSS (un grup condus de NG Basov și AM Prokhorov) și la Universitatea Columbia din SUA (un grup condus de Charles Townes). În consecință, termenul „maserul“ a avut loc și termenul „laserului“, prin înlocuirea literei „M“ (literă inițială a cuvântului microunde - microunde) litera „L“ (inițiala Light - Light). În centrul muncii atât a maserului cât și a laserului se află același principiu - principiul formulat în 1951. Un producător. Apariția maserului a însemnat că sa născut o nouă direcție în știință și tehnologie. La început sa numit fizica radio cuantică. și mai târziu a devenit cunoscută sub numele de electronică cuantică.
Primele lasere. Astfel, studii teoretice și experimentale intensive în URSS și Statele Unite ale Americii au adus savanți aproape de sfârșitul anilor '50 la crearea laser. Succesul a scăzut la partea fizicianului american T. Meiman. În 1960, în două reviste științifice, el a raportat că a reușit să obțină generație de radiații rubinică în domeniul optic. Deci, lumea a învățat despre nașterea primului "maser optic" - un laser rubinic. Primul model cu laser arata destul de modest: cub mic rubin (1x1x1 cm), dintre care două fețe opuse au avut un strat de argint (jucând rolul acestor fațete ale oglinzilor rezonator) sunt iradiate periodic cu lumina verde de la o lampă de fulger de mare putere, care este acoperit de șarpe rubin cub. Radiația generată sub formă de impulsuri de lumină roșie a fost emisă printr-o mică gaură în una dintre fețele întinse ale cubului. De asemenea, în 1960 American fizicianul A. Iavan, W. Bennett, D. Erriotu a reușit să obțină o generație de radiații optice într-o descărcare electrică într-un amestec de heliu și neon. Astfel, sa născut primul laser cu gaz, a cărui apariție a fost, de fapt, pregătită prin studii experimentale ale VA. Fabrikanta și F.A. Butaeva realizate în 1957 din 1961 pentru diferite tipuri de lasere (solid și gaz) ocupă o poziție puternică în laboratoarele optice. Sunt dezvoltate noi medii active și se dezvoltă și se îmbunătățește tehnologia de fabricare a laserului. În anii 1962-1963. În URSS și în SUA simultan sunt create primele lasere semiconductoare. Astfel, a început o nouă perioadă de "laser" de optică.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: