Характеристики на лазерното лъчение и видове лазери
Лазер - тази дума се появи сравнително наскоро. Отначало тя е била известна само на тесен кръг физици. Популярността му постепенно нараства. И наскоро мнозина не само чуха за лазера, но и знаят за неговите големи реализирани и потенциални възможности. В същото време най-често лазерът почти не предизвиква положителни емоции сред неспециалистите. Лазер? Нищо интересно: тръба в калъф, понякога дори непривлекателен, от която излиза тънък лъч - зелен, син, по-често червен. Тук има ли за какво да говорим? Оказва се, че има. Както за специалисти, така и за всички, които са далеч от разбирането на физическите явления, свързани с лазер. За специалистите, преди всичко физиците, лазерът роди много обещаващо научно направление - нелинейно оптика, обхващаща изследването на разпространението на мощни светлинни лъчи в твърди вещества, течности и газове и тяхното взаимодействие с материята. Лазерите породиха нови технологии с уникални възможности. За мнозина лазерът е източник на необикновена светлина, който може да излекува предстоящата слепота и да удари движеща се цел в движение, незабавно да пробие дупка в най-трудната част, например направена от диамант и т.н.
Какви са изключителните свойства на лазерното лъчение, лазерен лъч? Първо, лазерният лъч се разпространява почти без разширяване. Спомнете си: за да се предотврати разминаването на лъча на прожекторите, се използват голямо вдлъбнато огледало и система от лещи, които събират светлина от източника в лъч. Това помага, но недостатъчно: вече на разстояние около километър от прожектора лъчът става два пъти по-широк. Събирането на огледала и лещи често не са необходими за лазер. Дори и без тях, той самият излъчва почти паралелен лъч светлина. Думата "почти" означава, че лъчът на лазерната светлина не е съвсем успореден: има ъгъл на разминаване, но той е относително малък - около 10 -5 рад, и въпреки това, на големи разстояния се усеща: на Луната, като лъч, излъчен от Земята, ще даде петно с диаметър около 3 км.
На второ място, лазерната светлина е изключително едноцветна, тоест има само една дължина на вълната, един цвят. За разлика от конвенционалните източници на светлина, атомите на които излъчват светлина независимо един от друг, при лазерите атомите излъчват светлина съвместно. Пречупен в призма, лъч от бяла светлина се превръща в ярък дъгов спектър и едноцветна, едноцветна светлина преминава през него, без да се разпада. Лещата също пречупва лъчите, като ги събира на фокус. Но той фокусира бялата светлина в преливаща се петънце, а лазерния лъч в малка точка, чийто диаметър може да бъде стотни или дори хилядни от милиметъра. Благодарение на това свойство на лазерния лъч стана възможно оптично записване на информация с висока плътност - малките оптични дискове съдържат огромно количество информация - стотици мегабайта.
Трето, лазерът е най-мощният източник на светлина. В тесен спектрален диапазон за кратко време (10 -11 s) се постига мощност на излъчване 10 12 -10 13 W от един квадратен сантиметър, докато мощността на слънчевата радиация от същата област е само 7 . 10 3 W, и общо за целия спектър. Слънцето има само 0,2 W/cm 2 за тесен интервал, равен на ширината на спектралната линия на лазерното лъчение. Силата на електрическото поле в електромагнитната вълна, излъчвана от лазера, е 10 10 –10 12 V/cm; той надвишава силата на полето вътре в атома.
Тези невероятни свойства на лазерното лъчение са дали на светлината ново лице. Още в зората на развитието на лазерните технологии френският физик Луи дьо Бройл каза: „Лазерът има голямо бъдеще. Трудно е да се предвиди къде и как ще се използва, но мисля, че лазерът е цяла техническа ера. ".