Лазерлер мен лазерлік техника компьютерлер сияқты ғылыми-техникалық прогрестің символы болып табылады. Қазіргі уақытта олар ғылымның, энергетиканың, өнеркәсіптік технологияның, ғарыштық зерттеулердің болашағын - шын мәнінде біздің бүкіл өмірімізді анықтайды.

Физикадағы, химиядағы, биологиядағы соңғы тәжірибелік әдістерді лазерді қолданбай елестету мүмкін емес.

Материалдарды лазерлік өңдеу, лазерлік термоядролық синтез, қоршаған ортаны қоршаған ортаны бақылауға арналған лазерлік жүйелер және ең соңында лазерлік ақпараттық технологияларадамзат қоршаған әлемді және өзін толығымен өзгертуге дайындалып жатқан құрал болып табылады.

Жаңа идеялар мен жаңа заман осы идеяларды қабылдай алатын, қолдана алатын, дамыта алатын жаңа адамдарды талап ететіні белгілі. Лазерлер мен «лазерлік технологиялар - бұл жас дәуірдегі жастардың жұмысы.

Лазерлік инженерия және технологиялар институты (ILTT) сізді осы салада жұмыс істейтін ғалымдар мен инженерлердің әлемдік қауымдастығына қосылуға шақырады. жоғары технология, және өзіңіздің қабілеттеріңіз бен тілектеріңіздің куәгерлері ғана емес, сонымен қатар қазіргі заманғы ғылыми-техникалық революцияның қатысушылары болу үшін өтінімді табыңыз. Біз сізге осындай мүмкіндіктерді уәде етеміз және оларды бірге жүзеге асыруға тырысайық! Сіз бізге керексіз, ал біз өз кезегінде сізге пайдалы болуға тырысамыз.

«Военмех» Балтық мемлекеттік техникалық университеті – жоғары технологиялар саласында, ең алдымен қорғаныс өнеркәсібінде жұмыс істеуге мамандар дайындайтын әлемге әйгілі оқу орталығы.

Еліміздің мақтанышы болып табылатын көптеген ғылыми-техникалық жобалар Voenmech түлектерінің қатысуымен (кейбір жағдайда жетекшілігімен) аяқталды. Бүгінгі таңда әскери механиктер өнеркәсіпте, ғылымда, құрылыста, бизнесте, ішкі істер органдары мен кеденде, тіпті Ресей үкіметінде табысты жұмыс істейді.

Лазерлік техника және технологиялар институты 1998 жылы қаңтарда БГТУ-дың лазерлік инженерия кафедрасының негізінде құрылды. Жастығына қарамастан, ILTT лазерлік жүйелер саласында мамандарды дайындауда үлкен тәжірибеге ие; 1999 жылы «Лазерлік жүйелер» мамандығы бойынша «Әскери механика» дипломы бар инженерлердің 20-шы түлегі шығарылды.

Университеттің ажырамас бөлігі бола отырып, ILTT әскери техниканың ең жақсы дәстүрлерін жалғастырады және дамытады: жалпы инженерлік дайындық, оның ішінде математика мен физика, механика, газ динамикасы және жылу алмасу, инженерлік графика, дизайн, технология, сондай-ақ гуманитарлық ғылымдар.

Бұл ретте студенттер ILTT-те оқу барысында заманауи компьютерлік ақпараттық технологияларды, компьютерлік дизайнды, әртүрлі лазерлік техникалар мен технологияларды меңгереді.

Студенттер ILTT-те шетелдік университеттермен және ғылыми орталықтармен бірлесіп жүзеге асырылатын халықаралық ғылыми-техникалық жобаларға қатысу мүмкіндігіне ие.

Академиялық жүйе

Алғашқы төрт жыл ішінде ILTT студенттерінің барлығы бір жоспар бойынша оқиды. Төртінші курста әр студент келесі жолды таңдайды:

• Төртінші курстан кейін студент тағы бір жарым жыл оқиды, дипломдық жобаны қорғайды және 131200 «Лазерлі жүйелер» мамандығы бойынша «Қуатты ағынды газ лазерлері», «Лазерлік технологиялық кешендер» мамандығы бойынша маман (инженер) дипломын алады. немесе «Ақпарат т.б.» биомедициналық лазерлік технологиялар».
• 4 курстың соңында студент біліктілік диссертациясын қорғап, 551000 «Авиация және зымыран техникасы» мамандығы бойынша бакалавр дәрежесін алады. Бұл кезеңде бакалавр университетте оқуын аяқтай алады. Оқуын жалғастырғысы келетіндер магистратураға (конкурстық негізде) түседі. 551022 «Әуе кемелерінің лазерлік жүйелері» магистратурасында магистратура екі жыл бойы жалғасуда. Екінші курстың соңында студент магистрлік диссертацияны қорғап, магистр дәрежесін алады.

Мамандардың да, магистрлердің де аспирантураға түсуге мүмкіндігі бар.

Лазерлік технологиялар кафедрасы келесі мамандықтар бойынша лазерлік жүйелер мамандығы бойынша оқытуды жүзеге асырады:

• Қуатты ағынды газ лазерлері;
• Лазерлік технологиялық кешендер;
• Ақпараттық және биомедициналық лазерлік технологиялар.

ILTT түлектері Балтық мемлекеттік техникалық университетінің дипломын алады.

ILTT командасы – оқытушылар, ғылыми қызметкерлер, инженерлер – университеттегі ең жас. Жастар, оның ішінде студенттер халықаралық қызметте баға жетпес тәжірибе жинақтай отырып, шетелдік серіктестермен жауапты жұмыстарды атқаруда.

ILTT-да аға буынның көрнекті өкілдері де жұмыс істейді, олардың ішінде Военмеха патриархы, Ресей ғылым және техниканың еңбек сіңірген қайраткері, профессор Г.Г.Шелухин.

Студенттер институт ұжымының өміріне араласа отырып, оқуды бітіргеннен кейін жұмысқа пайдалы тәжірибе алудың бірегей мүмкіндігіне ие.

ILTT оқу зертханалары заманауи құрал-жабдықтармен жабдықталған.

Оның құрамына бірнеше қатты денелі лазерлер кіреді, оның ішінде импульстік энергиясы 3 кДж бірегей неодим шыны лазері, электр разрядты CO және CO3 лазерлері, аргон лазері, жартылай өткізгіш лазерлер сериясы, қуаты 15 газ-динамикалық лазер. кВт және т.б.

Жақын арада оттегі-йодты химиялық лазер пайдалануға беріледі. Институттың NIIEFA филиалында оқу барысында студенттер өндірістік технологиялық лазерлік жүйелермен танысады.

ILTT Санкт-Петербург, Мәскеу және Ресейдің басқа қалаларындағы жетекші лазерлік орталықтармен, сондай-ақ көптеген шет елдердің университеттерімен және ғылыми орталықтарымен байланыс жасайды. Институттың халықаралық іс-шараларына белсене қатысатын студенттер тәжірибеден өту және тәжірибелік жұмыстарды орындау үшін шетелге шығуға мүмкіндік алады.

ILTT-де оқыту мемлекеттік бюджеттен қаржыландырылады. Студенттер шәкіртақы және жатақханамен қамтамасыз етілген. Сонымен бірге оқытудың ақылы түрі де бар. Келісімшарт жасасқан үміткерлер ILTT-ке конкурссыз қабылданады.

Дереккөз: http://rbase.new-factoria.ru/voenmeh/lfac.shtml

Мамандығы – лазерлік дәнекерлеуші

Елімізде өндірістің түрлі салалары жақсы дамыған. Барлық металл өңдеу және машина жасау кәсіпорындары дәнекерлеу жұмыстарынсыз жұмыс істей алмайды. Жақында металл элементтер арасындағы күшті байланыстар доғалық дәнекерлеу арқылы жасалды.

Прогресс пен жаңа технологияларды енгізудің арқасында бүгінгі күні соңғы лазерлік жабдықты пайдалана отырып, дәнекерленген қосылыстарды өндіру процесі кеңінен қолданылады. Осы себепті лазерлік дәнекерлеуші ​​мамандығы еңбек нарығында жақсы сұранысқа ие.

Қазіргі уақытта металл бұйымдарын өндірумен айналысатын барлық маңызды машина жасау кәсіпорындары мен ұйымдарының арсеналында лазерлік экспозицияны қолдана отырып дәнекерлеу жұмыстарын жүргізуге арналған жабдықтар бар.

Іске асыру заманауи технологияметалл бөлшектердің берік байланыстарын алу кәсіпорындарда өнімділік деңгейін бірнеше есе арттыруға және тиісінше металл бұйымдарының өзіндік құнын төмендетуге мүмкіндік берді.

Лазерлік жүйелер, кез келген басқа жабдық сияқты, білікті мамандардың тұрақты күтімін қажет етеді.

Кәсіпорындар күн сайын өндірістік базаларын жаңартып, жаңа технологияларды, соның ішінде лазерлік дәнекерлеуді енгізетіндіктен, лазерлік машиналарда дәнекерлеуші ​​мамандығы әрқашан сұранысқа ие болады.

Біліктілік

Лазерлік машиналар өте қымбат құрал. Олар жабдықталған бағдарламамен басқарыладыжәне кешені бар дизайн ерекшеліктері. Лазерлік дәнекерлеуші ​​жақсы дайындалған және белгілі бір білімі болуы керек. Бұл мамандықтың негізгі міндеттеріне мыналар жатады:

• Сандық бақылау бағдарламаларын құру;
• Қондырғылардағы барлық бөлшектер мен тораптарға техникалық қызмет көрсету;
• Барлық өлшеу датчиктерін реттеу;
• Құралдардан көрсеткіштерді алу;
• Ақаулықтарды және ақауларды жою;
• Режимді орнату блогын реттеу;
• Бұйымдарды контурлық кесуді жүргізу;
• Металл беттерін оюлау;
• бөлшектерді термиялық өңдеу;
• Саңылауларды лазермен тігу;
• Дайындаманы беру манипуляторларын басқару.

сәйкес SPO 150709.03 «Лазерлік машиналардағы дәнекерлеуші» мамандары лауазымдық нұсқаулықтарбілуі керек:

• Орнатудың дұрыстығы мен дәлдігі қалай тексеріледі?
• электрониканы баптау әдістері мен әдістері;
• Бағдарламаны басқару тілі;
• Лазерлік машинаның жұмыс жүйесі;
• Барлық блоктардың электрлік сұлбалары;
• Металдардың қасиеттері;
• Өлшеу құралдары;
• Материалды өңдеу технологиясы;
• Кедір-бұдырлықтың шекті параметрлері;
• Максималды төзімділік;
• Механика, оптика, автоматика және электротехника.

Білім

Лазерлік дәнекерлеуші ​​мамандығы бойынша білім алғысы келетін кез келген адам енді осы мамандықты оқып, игеретін қолайлы оқу орнын оңай таба алады.

Елімізде мұндай мамандарды дайындайтын көптеген мамандандырылған колледждер мен техникумдар бар.

Осыларға тіркел оқу орындарыОрта мектептің 9 немесе 11 сыныбын бітірген кез келген адам өтініш бере алады.

«Лазерлік қондырғылар бойынша дәнекерлеуші» мамандығы бойынша оқуды аяқтаған жас мамандар қысқа мерзімде кәсіпорындарда жұмысқа орналаса алады. Мамандандырылған оқу орындарының түлектері:

• Электрондық жабдықты конфигурациялау;
• Сандық бақылаумен жұмыс;
• Оптикалық блокты конфигурациялаңыз;
• Лазер сәулесінің бағытын түзетіңіз;
• Электр сызбаларын оқу;
• Мәселелердің себептерін анықтау;
• Орнату бойынша контурды кесуді орындаңыз;
• Дайындамаларды беру үшін манипуляторларды басқарыңыз.

Колледжде лазерлік дәнекерлеуші ​​мамандығы бойынша оқу бағдарламасы тәжірибелік сабақтарды қамтиды және бірқатар мамандандырылған пәндерді қамтиды:

• Дәнекерлеу өндірісінің технологиялары;
• дәнекерлеу материалдары;
• лазерлік жүйелермен жұмыс істеу;
• Слесарь жұмыстарының негіздері;
• Суреттерді оқу;
• Металды кесу принциптері;
• Металлургиялық процестер;
• Металлургияның негіздері;
• Еңбекті қорғау;
• Қауіпсіздік ережесі;
• Электротехника негіздері;
• Оптикалық жабдық;
• Техникалық механика.

Жұмыспен қамту

Лазерлік дәнекерлеуші ​​мамандығы бойынша білім алған жас мамандар тек кіммен жұмыс істейтінін шешіп, лайықты кәсіпорынды таңдауы керек. Бүгінде барлық ірі зауыттар мен өндірістік компаниялар мұндай мамандарды өз ұжымына қуана қабылдайды.

Бұл мамандық бойынша білікті жұмысшылар лазерлік кескіш станоктарға және дайындамаларды беру манипуляторларына қызмет көрсетумен айналысады. Машиналардың үлкен жауапкершілігі мен қымбаттығын ескере отырып, мамандарға бірқатар маңызды талаптар мен келесі міндеттер жүктеледі:

• Лазерлік қондырғылардағы жұмыс;
• Электрондық және механикалық жабдықтардың ақауларын жою;
• Лазермен бөлшектердің контурын кесу бойынша жұмыстарды орындау;
• Ақаулардың себептерін анықтау және оларды жою;
• Өлшеу аспаптарынан көрсеткіштерді алу;
• Жұмыс режимін реттеу;
• Машинаның оптикалық блогын баптау;
• Материалды класс және бренд бойынша жіктеу;
• Қауіпсіздік ережелерін қатаң сақтау;
• Техникалық құжаттаманы дайындау;
• Жабдықтың дұрыс және дұрыс жұмыс істеуін тексеру;
• Схемалар мен электрлік диаграммаларды оқу.

Лазерлік машиналарға қызмет көрсететін мамандар мыналарды жақсы білуі керек:

• Дайындамаларды беру үшін манипуляторлардың құрылғысы;
• Дәнекерлеу материалдарының қандай түрлері бар;
• Лазерлік қондырғының сапасын қалай тексеруге болады;
• Өлшеу құралдарымен және аспаптарымен жұмыс істеу принциптері;
• Жабдықтың оптикалық құрамдас бөлігіне қалай дұрыс күтім жасау керек;
• Лазерлік сәулені көздеудегі қателерді қалай жоюға болады;
• Металл қорытпаларының қасиеттері;
• CNC конструкциясы және жұмыс істеу принципі.

Арменияда лазерлік технологиялармен бірнеше ғылыми және ғылыми-өндірістік ұйымдар айналысады. Осылайша, Армения Республикасы Ұлттық ғылым академиясының Физикалық зерттеулер институты мен Ереван мемлекеттік университетінің физика факультеті теория мен зерттеулермен айналысады, ғылыми және өндірістік кәсіпорындардың арасында «Лазерлік технология» ЖАҚ-ты ерекше атап өту керек. және «ЛТ-Пиркал» ЖАҚ.

«Лазерлік технология» АҚ Компания шамамен 40 жыл бұрын құрылған. 2001 жылдан бастап «Laser Technology» ЖАҚ негізгі қызметі Армения Қорғаныс министрлігінің тапсырысы бойынша оптикалық-электрондық және лазерлік жүйелерді әзірлеу, өндіру және жөндеу болып табылады. Компанияның 100% акциялары мемлекетке тиесілі, ол 2004 жылы оларды басқару өкілеттігін РА Қорғаныс министрлігіне берді. «Лазер Технология» ЖАҚ-ның қорғанысқа жатпайтын өнімдерін компанияның веб-сайтынан табуға болады: http://laser.am/

АҚ «ЛТ-Пиркал» Армян-грек компаниясы 1999 жылы құрылған. Оның құрылтайшылары армян жағынан «Laser Technology» ЖАҚ (акциялардың 51%), грек тарапынан Hellenic Defense Systems компаниясы (акциялардың 49%) болды. LT-PIRCAL компаниясы толығымен мемлекеттік кәсіпорын болып табылады, өйткені құрылтайшы компаниялардың әрқайсысы өз елінің Қорғаныс министрлігіне бағынады (жеке капитал жоқ), бірақ компания коммерциялық кәсіпорын болып табылады. Бастапқыда екі елдің басшылығы арасындағы келісімге сәйкес компания Армения мен Грекияның әскери қажеттіліктері үшін лазерлік және оптоэлектрондық жүйелерді әзірлеу және өндіру бойынша ерекше күрделі жобалармен айналысты. Кәсіпорынның құрылымы ең басынан бастап жұмыстың толық циклін қамтамасыз етуге мүмкіндік берді - ғылыми зерттеулер мен тәжірибелерден тәжірибелік және сериялық өндірісті енгізу мен ұйымдастыруға дейін. Дегенмен, біраз уақыттан кейін кәсіпорын әскери тапсырыстармен қатар экономиканың әртүрлі салаларына арналған лазерлер, лазерлік жабдықтар мен электроника, сондай-ақ жасанды кристалдар (оптикалық сапалы сапфирлер) шығара бастады. Бүгінгі таңда өнім ассортименті бірнеше ондаған бұйымдарды қамтиды, оның ішінде медициналық және өнеркәсіптік лазерлерге арналған лазерлік компоненттер, әртүрлі шыны мен кристалдардан жасалған стандартты оптика, белсенді лазер элементтері, кварц пен сапфирден жасалған оптикалық талшықтар, рефлекторлар, айналар және т.б. жаңа өнімдер атмосфераны қашықтықтан зондтауға арналған «LIDAR» құрылғысы. Сонымен қатар, компания 8 жылдан бері оптикалық-электронды бақылау және барлау құрылғыларын жасаумен айналысады.

2001 жылдан бері LT-PIRCAL өз өнімдерін беделді халықаралық әскери-өнеркәсіптік көрмелер мен мамандандырылған жоғары технологиялық көрмелерде көрсетіп келеді. Қазіргі таңда өнімнің 70 пайызға жуығы еркін сатылып, экспортталады. Компанияның іскер серіктестері 15 елден 30 танымал компания, соның ішінде АҚШ, Канада, Жапония, Оңтүстік Корея, Израиль, Германия, Швеция, Испания және Ұлыбритания.

Компанияның ғылыми-өндірістік құрылымы төрт бөлімнен тұрады: лазерлер, оптика, арнайы жүйелер және кристалдық өсу. Қызметкерлердің жалпы саны 100 адам, оның ішінде екі КСРО Мемлекеттік сыйлығының лауреаты, екі ғылым докторы және 15 ғылым кандидаты бар. «ЛТ-Пыркал» ЖАҚ жіктелмеген өнімдерін компанияның http://lt-pyrkal.com/ сайтынан табуға болады. Мұнда біз қорғаныстық маңызы бар кейбір жүйелердің фотосуреттерін жариялаймыз:

Лазерлік қашықтық өлшегіш LH-01:

Айта кету керек, бейресми ақпарат бойынша, сонау Арцахтың Тәуелсіздік соғысы жылдарында Арменияда жауынгерлік лазердің прототипі жасалып, шығарылған. Лазер бірнеше рет, соның ішінде ұрыс даласында сынақтан өтті, бірақ соғыстан кейін саяси себептермен жұмыс тоқтап қалды.

Соңғы онжылдықтарда лазерлер өмірдің барлық салаларында берік орнықты. Бакалавриатта оқу барысында студенттер базалық білім алады, оның негізінде болашақта тереңірек мамандану пайда болады. Пәндердің ішінде физикаға, атап айтқанда оптикаға үлкен үлес беріледі. Студенттер материалтануды да оқиды, компьютерлік графика, механика. Нәтижесінде түлектер лазерлік жабдықты немесе оның құрамдас бөліктерін күтіп ұстау және жобалау бойынша білімге ие болады. Бұл сызбаларды құрастыру және оқу, жаңа жабдықтың тәжірибелік сынақтарын жүргізу және қажет болған жағдайда дизайнды реттеуді талап етеді. Зерттеу нәтижесіне тек құрылғының қасиеттері ғана емес, сонымен қатар әсер жүргізілетін материал да әсер ететінін ескеру қажет. Мұның бәрі мамандардың ойлау қабілетіне жоғары талаптар қояды: олардың логикалық ойлауы мен талдау қабілеті дамыған болуы керек.

Жақсы жұмысыңызды білім қорына жіберу оңай. Төмендегі пішінді пайдаланыңыз

Білім қорын оқу мен жұмыста пайдаланатын студенттер, аспиранттар, жас ғалымдар сізге алғыстары шексіз.

Кіріспе

1. Лазерлер

2. Лазерлердің классификациясы және олардың сипаттамалары

3. Қатты күйдегі лазер

4. Газ лазері

5. Сұйық лазер

6. Жартылай өткізгішті лазер

7. Химиялық лазер

8. Ультракүлгін лазер

9. Еркін электронды лазер

10. YAG лазері

11. Aproton сұйық лазері

12. Мыс буының лазері

Қорытынды

Әдебиет

КІРІСПЕ

Соңғы жылдары халық шаруашылығының барлық салаларына лазерлік технологияны енгізу айтарлықтай кеңейді. Лазерлер қазірдің өзінде ғарыштық зерттеулерде, машина жасауда, медицинада, компьютерлік технологияда, ұшақ жасауда және әскери технологияда қолданылады. Лазерлердің ауылшаруашылық өнеркәсібінде де пайдалы екенін көрсететін басылымдар пайда болды. Ғылыми зерттеулерде лазерлерді қолдану – физикалық, химиялық, биологиялық – үнемі жетілдіріліп отырады.

Жарыс қарулануының нәтижесінде лазерлер әскери техниканың әртүрлі түрлерінде - жерде, теңізде және әуеде жеделдетілген қарқынмен қолданылуда.

Бірқатар лазерлік жабдықтар - қашықтық өлшегіштер, биіктік өлшегіштер, локаторлар, үйге іздеу жүйелері әскерлерге қызмет етті. Әскери құрылғылар радиация көзі ретінде лазерді пайдаланады.

1955-1957 жылдары Н.Г. Басова, Б.М. Вула, Ю.М. Попов пен А.М. Прохоров Ресейде, сондай-ақ оптикалық диапазондағы кванттық генераторларды құрудың ғылыми негіздемесін берген американдық ғалымдар К.Таунс пен А.Шавлов. 1960 жылы желтоқсанда Т.Майман белсенді зат ретінде лағыл таяқшасы бар алғашқы сәтті жұмыс істейтін лазерді құрастыра алды.

1960 жылы американ ғалымы А.Джаванның жетекшілігімен газ лазері жасалды. Ол белсенді орта ретінде гелий мен неон газдарының қоспасын пайдаланды.

1962 жылы Ресей мен АҚШ-та бір мезгілде дерлік лазер құрылды, онда белсенді зат ретінде жартылай өткізгіш элемент қолданылды.

Ресей ғалымдарының кванттық электрониканы дамытуға сіңірген еңбегі, сондай-ақ американдық ғалымдардың қосқан үлесі Нобель сыйлығымен марапатталды. Оны 1964 жылы Н.Г. Басов, А.М. Прохоров және C. Таунс. Осы сәттен бастап лазерлер мен оларды қолдануға негізделген құрылғылардың қарқынды дамуы басталды.

Қиын жағдайларда ұшақтардың қонуы қауіпсіздігін қамтамасыз ету сияқты мәселені шешуге кеңес ғалымдары мен инженерлері үлкен үлес қосты.

IN Соңғы уақытЛазерлерді қолданудың тағы бір маңызды саласы - металдарды кесу, дәнекерлеу, легірлеу, сызу және интегралды схемаларды өңдеу үшін қолданылатын лазерлік технология кең тарады.

Лазерді медицинада қолданғанда да айтарлықтай әсерге қол жеткізілді. Лазерлік скальпель жасалды. Лазерлік көз микрохирургиясы пайда болды.

Лазерлер стоматологияда, нейрохирургияда, жүрек хирургиясында және ауруларды диагностикалауда қолданылады. Ультракүлгін лазерлер қатерлі ісіктерді ерте анықтау үшін қолданылады.

Ауыл шаруашылығы саласында лазерлерді қолдануда біршама жетістіктер бар.

Тамақ өнеркәсібі нан өнімдерінің сапасын жақсарту, қасиеттері жақсартылған алкогольсіз сусындар өндірісін жеделдету, ет және ет өнімдерінің сапасын сақтау үшін лазерлерді қолдану мүмкіндіктерін зерттеуде. Тіпті тағамдық инженерлік құрылғыларда кескіш құралдар мен мойынтіректерді алдын ала өңдеу сияқты жұмыстардың өзі осы құрылғылардың қызмет ету мерзімін айтарлықтай арттыруды қамтамасыз етеді.

Қуатты лазерлерді, сондай-ақ рентгендік және химиялық лазерлерді жасауға үлкен қаражат бөлінеді.

1. ЛАЗЕР

Не екенін сұрағанда лазер 1, академик Н.Г. Басов былай деп жауап берді: «Лазер - энергия, мысалы, жылу, химиялық, электрлік, электромагниттік өрістің энергиясына - лазер сәулесіне айналатын құрылғы. Бұл түрлендіру кезінде энергияның бір бөлігі сөзсіз жоғалады, бірақ ең бастысы, нәтижесінде алынған лазер энергиясы жоғары сапалы болады. Лазер энергиясының сапасы оның жоғары концентрациясымен және айтарлықтай қашықтыққа тарату мүмкіндігімен анықталады. Лазер сәулесі диаметрі жарықтың толқын ұзындығының тәртібі бойынша кішкентай нүктеге шоғырланып, қазіргі кездегі ядролық жарылыстың энергия тығыздығынан асып түсетін энергия тығыздығын алуға болады. Лазерлік сәулеленудің көмегімен температураның, қысымның және магниттік индукцияның ең жоғары мәндеріне қол жеткізу мүмкін болды. Ақырында, лазер сәулесі ақпараттың ең сыйымды тасымалдаушысы және осы рөлде оны беру мен өңдеудің түбегейлі жаңа құралы болып табылады».

Индукцияланған эмиссия. 1917 жылы Эйнштейн деп аталатын мүмкіндігін болжаған индукцияланған(стимулданған) атомдардың жарық шығаруы. астында индукцияланған сәулеленуоларға түсетін жарық әсерінен қозғалған атомдардың сәуле шығаруын айтады. Бұл сәулеленудің тамаша ерекшелігі мынада Қоздырылған сәуле шығару нәтижесінде пайда болатын жарық толқыны атомға түсетін толқыннан жиілікте, фазада немесе поляризацияда ерекшеленбейді.

Кванттық теория тілінде ынталандырылған эмиссия атомның жоғары энергетикалық күйден төменгі күйге ауысуын білдіреді, бірақ кәдімгі сәулеленудегідей өздігінен емес, сыртқы әсердің әсерінен.

Лазерлер.Сонау 1940 жылы кеңес физигі В.А. Өндіруші электромагниттік толқындарды күшейту үшін ынталандырылған эмиссия құбылысын пайдалану мүмкіндігін атап өтті. 1954 жылы кеңес ғалымдары Н.Г. Басов пен А.М. Прохоров және олардан тәуелсіз американ физигі Чарльз Таунс толқын ұзындығы = 1,27 см радиотолқындардың микротолқынды генераторын жасау үшін ынталандырылған сәулелену құбылысын пайдаланды.

Лазерлік сәулеленудің қасиеттері.Лазерлік жарық көздері басқа жарық көздерімен салыстырғанда бірқатар маңызды артықшылықтарға ие:

1. Лазерлер дивергенциялық бұрышы өте аз (шамамен 10 -5 рад) жарық шоқтарын жасауға қабілетті. Айда Жерден шыққан мұндай сәуле диаметрі 3 км болатын дақ тудырады.

2. Лазерлік сәуле өте монохроматикалық. Атомдары бір-бірінен тәуелсіз жарық шығаратын кәдімгі жарық көздерінен айырмашылығы, лазерлерде атомдар үйлесімді түрде жарық шығарады. Сондықтан толқынның фазасы ретсіз өзгерістерге ұшырамайды.

3. Лазерлер ең қуатты жарық көздері болып табылады. Спектрдің тар диапазонында қысқа уақыт ішінде (шамамен 10 -13 секундқа созылатын уақыт кезеңінде) лазерлердің кейбір түрлері 10 17 Вт/см 2 сәулелену қуатына жетеді, ал Күннің сәулелену қуаты бар болғаны 710 3 Вт/см 2, және жалпы алғанда бүкіл спектр. Тар интервал үшін = 10 -6 см (лазерлік спектр сызығының ені) Күн тек 0,2 Вт/см 2 құрайды. Лазер шығаратын электромагниттік толқындағы электр өрісінің күші атом ішіндегі өріс кернеулігінен асып түседі.

Лазерлердің жұмыс істеу принципі.Қалыпты жағдайда атомдардың көпшілігі ең төменгі энергия күйінде болады. Сондықтан төмен температурада заттар жанбайды.

Электромагниттік толқын зат арқылы өткенде оның энергиясы жұтылады. Толқынның жұтылған энергиясына байланысты атомдардың бір бөлігі қозды, яғни олар жоғары энергетикалық күйге көшеді. Бұл жағдайда энергия жарық сәулесінен жойылады

2 және 1 деңгейлер арасындағы энергия айырмашылығына тең. 1-суретте, Ақозбаған атом және электромагниттік толқын синус толқынының сегменті түрінде схемалық түрде берілген. Электрон төменгі деңгейде. 1-суретте, бэнергияны жұтқан қозғалған атомды бейнелейді. Қозған атом соқтығысқан кезде өз энергиясын көрші атомдарға бере алады немесе кез келген бағытта фотонды шығара алады.

2 2

1 1

а б

1-сурет

Енді орта атомдарының көпшілігін қандай да бір жолмен қоздырдық деп елестетейік. Содан кейін, жиілігі бар электромагниттік толқын зат арқылы өткенде

=

бұл толқын әлсіремейді, керісінше индукцияланған сәулелену есебінен күшейеді. Оның әсерінен атомдар жиілігі мен фазасы түскен толқынмен сәйкес келетін толқындар шығаратын төменгі энергетикалық күйге айналады. 2-суретте, Ақозған атом мен толқын көрсетілген және 2-суретте батомның негізгі күйге өткені, ал толқын күшейгені схемалық түрде көрсетілген.

2 2

1 1

а б

Күріш. 2

Үш деңгейлі жүйе.Атомдардың қозған күйлері бар ортаны алудың әртүрлі әдістері бар. Рубин лазерінде бұл үшін арнайы қуатты шам қолданылады. Атомдар жарықты жұту арқылы қозғалады.

Бірақ лазердің жұмыс істеуі үшін екі энергия деңгейі жеткіліксіз. Шамның жарығы қаншалықты күшті болса да, қозған атомдар саны қозбағандар санынан көп болмайды. Өйткені, жарық бір мезгілде атомдарды қоздырады және жоғарғы деңгейден төменгі деңгейге индукциялық ауысуларды тудырады.

Күріш. 3

Үш энергия деңгейін пайдалануда шешім табылды (деңгейлердің жалпы саны әрқашан үлкен, бірақ біз «жұмыс» деңгейлері туралы айтып отырмыз). 3-суретте үш энергия деңгейі көрсетілген. Сыртқы әсер болмаған жағдайда атом жүйесінің әртүрлі энергетикалық күйде болатын уақыты («өмір сүру уақыты») бірдей болмауы маңызды. 3-деңгейде жүйе өте қысқа уақыт, шамамен 10 -8 с өмір сүреді, содан кейін ол жарық шығармай, өздігінен 2-ші күйге өтеді. (Бұл жағдайда энергия кристалдық торға беріледі.) 2-күйдегі «өмір уақыты» 100 000 есе көп, яғни шамамен 10 -3 с. Сыртқы электромагниттік толқынның әсерінен 2 күйден 1 күйге өту сәулеленумен бірге жүреді. Бұл лазерлерде қолданылады. Қуатты шамның жарқылынан кейін жүйе 3-күйге өтеді және шамамен 10 -8 с уақыт кезеңінен кейін ол салыстырмалы түрде ұзақ уақыт өмір сүретін 2-күйге түседі. Бұл қозбаған 1-деңгеймен салыстырғанда қозғалған 2-деңгейдің «шамадан тыс көптігін» тудырады.

Қажетті энергия деңгейлері рубин кристалдарында бар. Рубин - хром атомдарының қоспасы (шамамен 0,05%) бар Al 2 O 3 алюминий оксидінің ашық қызыл кристалы. Бұл қажетті қасиеттерге ие кристалдағы хром иондарының деңгейлері.

Ruby лазерлік құрылғы.Ұштары жазық-параллельді таяқша рубин кристалынан жасалған. Спираль тәрізді (4-сурет) газ разрядтық шам көк-жасыл жарық береді. Бірнеше мың микрофарад сыйымдылығы бар конденсаторлар банкінен қысқа мерзімді ток импульсі шамның жарқыраған жарқылын тудырады. Қысқа уақыттан кейін энергияның 2-деңгейі «тым көп» болады.

Спонтанды ауысулар 21 нәтижесінде барлық мүмкін бағыттағы толқындар шығарыла бастайды. Олардың кристалдың осіне бұрышпен жүретіндері одан шығады және одан әрі процестерде ешқандай рөл атқармайды. Бірақ кристалдың осі бойымен қозғалатын толқын оның ұштарынан бірнеше рет шағылысады. Ол қозғалған хром иондарының ынталандырылған эмиссиясын тудырады және тез күшейеді.

Рубин таяқшасының бір ұшы айна тәрізді, ал екіншісі мөлдір. Ол арқылы жоғарыда сипатталған феноменальды қасиеттерге ие қызыл жарықтың қуатты қысқа мерзімді (шамамен жүз микросекундқа созылатын) импульсі келеді. Толқын когерентті, өйткені барлық атомдар үйлестірілген түрде сәуле шығарады және өте күшті, өйткені индукцияланған эмиссия кезінде барлық жинақталған энергия өте қысқа уақыт ішінде босатылады.

Күріш. 4

2. ЛАЗЕРДІҢ ЖІКТЕЛУІ ЖӘНЕ ОНЫҢ СИПАТТАМАСЫ

Төменде келтірілген лазерлердің жіктелуі толық және толық болып көрінбейді, бұл реферат авторының алдында тұрған міндеттермен түсіндіріледі - лазерлердің жұмыс істеу принципі мен қолданылуы туралы жалпы түсініктер беру.

Лазердің екі түрін ажырату әдеттегідей: күшейткіштер мен генераторлар. Шығуда күшейткішЛазерлік сәулелену оның кірісінде өтпелі жиіліктегі елеусіз сигнал алынған кезде пайда болады (және ол қоздырылған күйде). Дәл осы сигнал қозған бөлшектерді энергия шығаруға ынталандырады. Қар көшкіні тәрізді күшейеді. Осылайша, кірісте әлсіз сәуле, ал шығыста күшейтілген сәуле болады.

МЕН генераторжағдай басқаша. Өтпелі жиіліктегі радиация енді оның кірісіне берілмейді, керісінше белсенді зат қозғалады және оның үстіне шамадан тыс қоздырады. Сонымен қатар, егер белсенді зат шамадан тыс қоздырылған күйде болса, онда бір немесе бірнеше бөлшектердің жоғарғы деңгейден төменгі деңгейге өздігінен өту ықтималдығы айтарлықтай артады. Бұл ынталандырылған эмиссияға әкеледі.

Лазерлерді жіктеудің екінші тәсілі белсенді заттың физикалық күйіне байланысты. Осы тұрғыдан алғанда, лазерлер қатты күй(мысалы, рубин, шыны немесе сапфир), газ(мысалы, гелий-неон, аргон және т.б.), сұйықтық, егер белсенді зат ретінде жартылай өткізгіш өткел пайдаланылса, онда лазер деп аталады жартылай өткізгіш.

Жіктеудегі үшінші тәсіл белсенді затты қозу әдісімен байланысты. Келесі лазерлер ажыратылады: оптикалық сәулелену әсерінен қозумен, электрондар ағынымен қозумен, күн энергиясымен қозумен, жарылған сымдар энергиясынан қозумен, химиялық энергиямен қозумен, ядролық сәулеленуді қолданумен қозумен ( соңғылары қазір шетелдік әскери мамандардың назарын аударып отыр). Лазерлер сондай-ақ шығарылатын энергияның табиғатымен және оның спектрлік құрамымен ерекшеленеді. Егер энергия импульстік түрде шығарылса, онда біз айтамыз импульсивтіxлазерлер, егер үздіксіз болса, онда лазер лазер деп аталады үздіксіз сәулеленумен. Жартылай өткізгіш лазерлер сияқты аралас режимді лазерлер де бар. Егер лазер сәулесі толқын ұзындығының тар диапазонында шоғырланса, онда лазер деп аталады. монохроматикалық, кең ауқымда болса, онда олар туралы айтады кең жолақтылазер

Классификацияның тағы бір түрі шығарылатын қуат концепциясына негізделген. Үздіксіз (орташа) шығу қуаты 10 6 Вт жоғары лазерлерді жоғары қуатты лазерлер деп атайды. 10 5 ... 10 3 Вт диапазонындағы шығыс қуатымен бізде орташа қуатты лазерлер бар. Егер шығыс қуаты 10 -3 Вт-тан аз болса, онда олар төмен қуатты лазерлер туралы айтады.

Ашық айна резонаторының конструкциясына байланысты лазерлермен тұрақты сапа факторыжәне Q-қосқыш лазерлер - мұндай лазерде айналардың біреуін, атап айтқанда, осы айнаны айналдыратын электр қозғалтқышының осіне қоюға болады. IN бұл жағдайдаРезонатордың сапа коэффициенті мезгіл-мезгіл нөлден максималды мәнге дейін өзгереді. Бұл лазер Q-модуляцияланған лазер деп аталады. Бейнелеп айтқанда, «тың жер». Бірақ ол радиооператорлар игеретін миллиметрлік аймаққа ғана жетеді. Бұл игерілмей жатқан аумақ үнемі қысқарып келеді және оны игеру жақын арада аяқталады деген үміт бар. Генераторлардың әртүрлі түрлеріне қатысты үлес бірдей емес (5-сурет). Газ кванттық генераторлары ең кең диапазонға ие.

Басқа маңызды қасиетлазерлер болып табылады импульстік энергия. Ол джоульмен өлшенеді және қатты күйдегі генераторларда ең үлкен мәнге жетеді – шамамен 10 3 Дж. Үшінші сипаттама – қуат. Уақыт бірлігіндегі энергия қуатты береді. Үздіксіз сәуле шығаратын газ генераторлары 10 -3-тен 10 2 Вт-қа дейін қуатқа ие. Милливатт электр генераторлары белсенді орта ретінде гелий-неон қоспасын пайдаланады. CO 2 генераторларының қуаты шамамен 100 Вт. Қатты күйдегі генераторлармен қуат туралы айтудың ерекше мәні бар. Мысалы, бір секунд уақыт аралығында шоғырланған 1 Дж шығарылатын энергияны алсақ, онда қуат 1 Вт болады. Бірақ рубин генераторының сәулелену ұзақтығы 10 -4 с, сондықтан қуаты 10 000 Вт, яғни. 10 кВт. Оптикалық ысырманы пайдаланып импульс ұзақтығы 10 -6 с дейін қысқартылса, қуат 10 6 Вт, яғни. мегаватт. Бұл шектеу емес! Импульстағы энергияны 10 3 Дж дейін арттырып, оның ұзақтығын 10 -9 с дейін қысқартуға болады, содан кейін қуат 10 12 Вт жетеді. Және бұл үлкен күш. Металлдағы сәуленің интенсивтілігі 10 5 Вт/см 2 жеткенде металл балқи бастайтыны, 10 7 Вт/см 2 қарқындылықта металл қайнайтыны, ал 10 9 Вт/см 2 шамасында лазерлік сәулеленудің басталатыны белгілі. заттың буларын плазмаға айналдырып, қатты ионизациялау.

Лазердің тағы бір маңызды сипаттамасы алшақтықлазер сәулесі. Газ лазерлері ең тар сәулеге ие. Бұл бірнеше доғалық минуттың мәні. Қатты күйдегі лазерлердің сәулелік дивергенциясы шамамен 1...3 бұрыштық градусқа тең. Жартылай өткізгішті лазерлерде сәулеленудің лоб саңылауы бар: бір жазықтықта шамамен бір градус, екіншісінде - шамамен 10...15 бұрыштық градус.

Лазердің келесі маңызды сипаттамасы болып табылады толқын ұзындығы диапазоны, онда радиация шоғырланған, яғни. монохроматикалық. Газ лазерлері өте жоғары монохроматтылыққа ие, ол 10 -10 , яғни. бұрын жиілік стандарттары ретінде пайдаланылған газ разрядтық шамдарға қарағанда айтарлықтай жоғары. Қатты күйдегі лазерлер, әсіресе жартылай өткізгіш лазерлер, олардың сәулеленуінде айтарлықтай жиілік диапазонына ие, яғни олар жоғары монохроматикалық емес.

Лазерлердің өте маңызды сипаттамасы болып табылады тиімділігі. Қатты денелер үшін 1-3,5%, газдар үшін 1...15%, жартылай өткізгіштер үшін 40...60% аралығында болады. Сонымен қатар лазерлердің тиімділігін арттыру үшін барлық мүмкін шаралар қабылдануда, өйткені төмен тиімділік лазерлерді 4...77 К температураға дейін салқындату қажеттілігіне әкеледі және бұл жабдықты жобалауды бірден қиындатады.

3. ҚАТТЫ ЖҮЙЕГІ ЛАЗЕР

Мұндай лазердің функционалдық диаграммасы суретте көрсетілген. 6. Ол бес блоктан тұрады: сәуле шығару басы, конденсатор блогы, түзеткіш блок, тұтану блогы, басқару пульті. Сәуле шығаратын бас электр энергиясын алдымен жарыққа, содан кейін монохроматикалық лазер сәулесіне айналдырады. Конденсатор блогы энергияның сақталуын қамтамасыз етеді, ал түзеткіш блогы айнымалы токты конденсаторларды зарядтайтын тұрақты токқа түрлендіру үшін қызмет етеді. Тұтану блогы өте жоғары кернеуді шығарады, ол жарқыл шамдарындағы бастапқы газды бұзуды жүзеге асыру үшін қолданылады. Алғашқы лазер белсенді зат ретінде рубин таяқшасын қолдану арқылы жасалғандықтан, оның құрылымын қарастырайық. Рубин лазерінің шығаратын басы лағыл ұстағыштан, осьтік втулкадан, екі сорғы шамынан және цилиндрлік шағылдырғыштан тұрды. Рубин ұстағыштары ауыстырылады және әртүрлі өлшемдер мен диаметрлердегі рубин таяқшаларына арналған.

Құрылғыда пайдаланылған рубин алюминий оксиді болды, онда алюминий атомдарының бір бөлігі хром атомдарымен ауыстырылды. Хром мөлшері рубиннің түсін анықтайды, сондықтан бозғылт қызғылт рубинде 0,05% хром, қызылда - 0,5% болады. Бұл жасанды рубин келесідей шығарылады. Пештерде жоғары температурада булалар деп аталатын дайындамалар өсіріледі. Боулдар таяқша тәрізді. Штанганың соңғы беттері жоғары дәлдікпен өңделеді, содан кейін жылтыратылады. Ақырғы беттерді өңдеу кезінде олар шамамен 9...19 доғалы секунд дәлдікпен параллель орындалады және шағылыстыру қабілеті жоғары күміс немесе диэлектрлік қабатпен жабылады. Бетінің тазалығы 12 сыныпқа сәйкес келеді. Бұл штанга екі жарқыл шамының арасына орналастырылған, олар өз кезегінде цилиндрлік рефлекторда орналасқан. Тарату осылай жүзеге асырылады жарық ағынырубин таяқшасындағы жарқыл шамдарынан. Шағылдырғыштың ішкі беті магний оксидімен қапталған, оның шағылысу коэффициенті 0,9 - бұл сәуле шығару басының тиімділігін арттыруды қамтамасыз етеді.

Қашықтан басқару

басқару басы

Түзеткіш блогы

конденсатор блогы

Күріш. 6. Оптикалық генератордың функционалдық диаграммасы

4. ГАЗ ЛАЗЕР

Мұндай лазерлер үшін белсенді зат ретінде не газдар қоспасы, не бу күйіндегі зат қолданылады. Газ ортасы үздіксіз ынталандырылған эмиссияны алуды жеңілдетеді, өйткені затты қозған күйге ауыстыру үшін аз энергия қажет. Алғаш рет белсенді зат ретінде гелий мен неон қоспасы қолданылды. Газ разряды кезінде гелий атомы ток электрондарымен қозып, негізгі деңгейден 1-деңгейден 2-деңгейге ауысады.Гелий атомдары неон атомдарымен соқтығысқанда, соңғылары да қозып, төрт жоғарғы ішкі деңгейдің біріне ауысады (сурет 1). 7). Екі бөлшектің соқтығысуы кезінде энергияның қайта бөлінуі жалпы ішкі энергияның минималды өзгеруімен жүретіндіктен, неон атомдары 3 немесе 4 деңгейге емес, негізінен 2-деңгейге жылжиды.Нәтижесінде жоғарғы бөліктердің шамадан тыс қоныстануы. Атомдардың ауысуы кезінде 2-деңгей құрылады. 2-деңгей төрт және 3-деңгей он ішкі деңгейлерден тұратындықтан, теориялық тұрғыдан отыздан астам мүмкін ауысулар бар. Дегенмен, тек бес ауысу толқын ұзындығында шоғырланған ынталандырылған эмиссияны тудырады: 1,118; 1,153; 1,160; 1,199; 1,207 мкм.

Күріш. 7. Энергия деңгейінің диаграммасыгелий-неон қоспасы

5. СҰЙЫҚ ЛАЗЕР

Бұл лазерлерде жұмыс ортасы қоспасы жұмыс істейтін атомдары бар сұйық диэлектриктер болып табылады. Сирек жер элементтерін белгілі бір сұйықтықтарда еріту арқылы екені белгілі болды. қатты диэлектриктердегі қоспа атомдарының деңгейлерінің құрылымына өте ұқсас энергия деңгейлерінің құрылымын алуға болады. Сондықтан сұйық лазерлердің жұмыс принципі қатты күйдегі лазерлермен бірдей. Сұйық лазерлердің артықшылықтары айқын: біріншіден. жоғары сапалы шыны қайнату немесе кристалдар үшін буль өсірудің қажеті жоқ. Екіншіден, кез келген көлемді сұйықтықпен толтыруға болады және бұл сұйықтықтың өзін құрылғыда айналдыру арқылы белсенді заттың салқындатылуын жеңілдетеді.

Құрамында гадолиний, неодим және самарий қоспалары бар сұйық белсенді заттарды алу әдісі әзірленді. Қоздырылған сәуле шығару экспериментінде сұйық зат газ лазерлерінде қолданылатын сфералық айналары бар резонаторға орналастырылды. Егер лазер импульстік режимде жұмыс істесе, онда сұйық затты арнайы салқындату қажет болмады. Егер құрылғы үздіксіз режимде жұмыс істесе, онда белсенді зат салқындату және жұмыс жүйелері арқылы айналуға мәжбүр болды.

0,5...0,58 мкм (спектрдің жасыл бөлігі) диапазонында сәуле шығаратын белсенді заты бар сұйық лазер құрылды және зерттелді. Бұл радиация суға үлкен тереңдікке дейін жақсы енеді, сондықтан мұндай генераторлар су астындағы локаторларды жасау үшін қызығушылық тудырады.

6. ЖАРТЫ ӨТКІЗГЕН ЛАЗЕР.

Жартылай өткізгішті лазерді жасауда кеңес ғалымдарына басымдық беріледі.

Жартылай өткізгішті лазердің жұмыс принципін келесідей түсіндіруге болады. Кванттық теорияға сәйкес, жартылай өткізгіштегі электрондар екі кең энергетикалық жолақтарды ала алады (8-сурет). Төменгісі - валенттік зона, ал жоғарғысы - өткізгіштік зонасы. Төмен температурада қалыпты таза жартылай өткізгіште барлық электрондар байланысқан және валенттік аймақта орналасқан энергетикалық деңгейді алады. Егер сіз жартылай өткізгіште әрекет етсеңіз электр тогының соғуынемесе жеңіл импульстар болса, электрондардың бір бөлігі өткізгіштік зонасына ауысады. Ауысу нәтижесінде валенттік диапазонда физикада «тесік» деп аталатын бос кеңістіктер пайда болады. Бұл тесіктер оң заряд ретінде әрекет етеді. Валенттілік зонасы мен өткізгіштік зонасы деңгейлері арасында электрондардың қайта бөлінуі болады және біз белгілі бір мағынада жоғарғы энергетикалық аймақтың шамадан тыс толып кетуі туралы айтуға болады.

Өткізгіштік E-толтыру

Электрондар

Электронды тыйым

E-толық емес

Валенттік жолақ

8-сурет. Жартылай өткізгішті лазердің энергетикалық деңгейлерінің диаграммасы

7. ХИМИЯЛЫҚ ЛАЗЕР

Химиялық лазерлер жақын арада практикалық қолдануды көреді деп күтілуде. Олар электр қуатынсыз жұмыс істейді. Ол үшін химиялық реагенттер ағындары қозғалып, әрекеттесуі керек. Энергия деңгейлерінің популяциялық инверсиясы химиялық реакцияда бөлінетін энергиямен қоздырылған кезде болады. Химиялық лазер үшін электр энергиясының сыртқы көзінсіз жұмыс істеу принципті түрде мүмкін. Барлық қажетті энергияны химиялық реакция арқылы алуға болады.

8. УК ЛАЗЕР

Алдыңғы беттерде мен электромагниттік спектрдің көрінетін және инфрақызыл диапазонында сәуле шығаратын лазерлерді қарастырдым. Жиілік спектрінің ультракүлгін және рентгендік аймақтары маңызды. Алайда, біріншісі өте нашар игерілді. Кейбір құрылғылар аргон, криптон және азот арқылы жасалған. Олар толқын ұзындығы 0,29...0,33 микрон диапазонында сәуле шығарады және өте төмен қуатқа ие. Тек соңғы жұмыс жоғары қуатты лазерлерді жасауға болатынын көрсетті. Бұл мақсат үшін аргон, криптон және ксенонды қолданатын эксимер лазерлері қолайлы.

9. ЛАЗЕР ТЕГІН ЭЛЕКТРОНДАРДА

Мұндай лазердің жұмыс принципі магнит өрісіндегі релятивистік электрондардың спектрлік сәулесінің энергиясын оптикалық толқын ұзындығы диапазонында сәулеленуге түрлендіруге негізделген. Суреттен. 9 электронды үдеткіштің айналасында магниттік катушкалар орналасқан тороид түрінде жасалған құрылғы екенін көруге болады. Бұл катушкалар жасаған магнит өрісі электрондардың бір айналымнан екіншісіне үдеуін қамтамасыз ететін белгілі бір заңға сәйкес басқарылады. Бұл өте жоғары электрон жылдамдығын алуға мүмкіндік береді. Тороидтан шығарылған электрондар сызықтық үдеткіш деп аталатын құрылғыға енеді. Ол ауыспалы полюстері бар магниттер арқылы қалыптасады. Бұл құрылғы резонаторға ұқсайды. Оның ішінде оптикалық сәуле пайда болады, ол сыртқа шығарылады. Электрондық энергияны оптикалық сәулеленуге айналдыру процесі тікелей жүзеге асырылатындықтан, мұндай лазердің тиімділігі жоғары және қайталанатын импульстік режимде жұмыс істей алады. Еркін электронды лазердің тағы бір маңызды артықшылығы радиацияның толқын ұзындығын реттеу мүмкіндігі болып табылады, бұл әсіресе атмосферада сәулеленудің тиімдірек берілуін қамтамасыз ету үшін маңызды. Алғашқы эксперименттік қондырғылар тым ауыр болды. Бірқатар кейінгі үлгілер шетелдік сарапшыларға болашақта еркін электронды лазерлер ғарышта және ұшақтарда орналастырылған қару-жарақ жүйелерінде қолданылатын болады деген пікір білдіруге мүмкіндік берді.

Күріш. 9. Лазерлік тізбек қосулыбос электрондар

10. ИТТРИЙ АЛЮМИНИЙ ГАРНАТ (ЯГ) ЛАЗЕРІ

Бұл лазер жоғары импульстік қайталану жиілігінде және үздіксіз режимде лазерді генерациялауға мүмкіндік беретін белсенді элементтің төмен шегі және жоғары жылу өткізгіштігі арқасында кең таралған.

Лазер сәулеленуінің толқын ұзындығы 1,064 мкм, белсенді элементтің максималды ұзындығы шамамен 150 мм, бір импульстағы энергия 30 Дж дейін, импульс ұзақтығы шамамен 10 нс, ал қайталанудың максималды жиілігі 500, тиімділігі шамамен 1% құрайды.

Бұл лазер өз атауын алды, өйткені белсенді лазер иондары бар бейорганикалық еріткіштерде сутегі жоқ. Бұл жоғары тербеліс жиіліктері бар атомдар топтарының болмауы, оларда неодимнің меншікті сіңіру жолақтарымен сорғы жарығын жұту арқылы төрт деңгейлі схема бойынша Nd 3+ тиімді лазерлік генерацияны жүзеге асыруға мүмкіндік береді.

Бұл лазерлер улы және тұтқыр сұйықтықтарға негізделген, олар да агрессивті, бұл ықтимал құрылыс материалдарын (кварц, шыны, тефлон) таңдауды айтарлықтай тарылтады және кюветтерді мұқият тығыздауға мәжбүр етеді. Жұмыс сұйықтығын айдауға арналған қондырғыларды жобалау өте күрделі міндет болып табылады.

Лазингтік толқын ұзындығы 1,056; 1,0525 мкм. Лазерлер еркін жұмыс режимінде де, бір импульсті режимде де жұмыс істей алады және олар Q-фактор қуысының төмен мәндерінде көрінетін өздігінен Q-қосу режимімен сипатталады.

12. МЫС БУ ЛАЗЕРІ

Лазерлік технологияның жетістіктерінің бірі мыс буынан түзілген ортадан ынталандырылған сәуле шығару болып табылады. Бұл булар гелийде жоғары импульстік қайталану жылдамдығымен және айтарлықтай орташа қуатпен газ разрядының салдары болып табылады, газ разрядтық түтіктегі жоғары температураны қамтамасыз етеді - шамамен 1600 ° К. Сәулелену 0,51 және 0,58 мкм толқындарда шоғырланған. Жоғары күшейтуден басқа, мұндай лазерлер 1% дейін тиімділікті қамтамасыз етеді. Орташа лазер қуаты 50 Вт жетеді.

Популяциялық инверсияның үлкен күшеюіне және қысқа ұзақтығына байланысты, жеткілікті төмен сәулелік дивергенцияны алу үшін тұрақсыз резонаторларды қолдану тиімді.

ҚОРЫТЫНДЫ

Соңғы бірнеше жылда Ресейде және шетелде кванттық электроника саласында ауқымды зерттеулер жүргізілді, әртүрлі лазерлер, сондай-ақ оларды пайдалану негізінде құрылғылар жасалды. Қазір лазерлер орналасу мен байланыста, ғарышта және жерде, медицина мен құрылыста, компьютерлік технология мен өнеркәсіпте және әскери техникада қолданылады. Жаңа ғылыми бағыт – голография пайда болды, оның қалыптасуы мен дамуын лазерсіз елестету де мүмкін емес.

Алайда, бұл курстық жұмыстың шектеулі көлемі кванттық электрониканың лазерлік термоядролық синтез сияқты маңызды ғылыми аспектісін атап өтуге мүмкіндік бермеді, ол Н.Г.Басовтың сонау 1962 жылы айтылған термоядролық сәулеленуді алу үшін лазерлік сәулеленуді пайдалану туралы идеясына негізделген. плазма. Жарық сығымдау тұрақтылығы лазерлік синтезде негізгі мәселе болып табылады.

Сондай-ақ курстық жұмыста изотоптарды лазермен бөлу, таза заттарды лазермен алу, лазерлік химия, лазерлік спектроскопия сияқты маңызды салалар қарастырылмаған. Бірақ оларды жай ғана тізімдеу лазерлердің біздің шындыққа кең майданда еніп, кейде бірегей нәтижелер беретінін көрсетеді. Адамның қолында күнделікті ғылыми және өндірістік қызмет үшін жаңа әмбебап және тиімді құрал бар.

Өскелең ұрпақ әлемді жаңартып жатқан бұл қызықты құрылғы туралы мүмкіндігінше көбірек білуі және оны оқу, ғылыми және әскери қызметте қолдануға дайын болуы керек.

Әдебиет

1. Федоров Б.Ф. Лазерлер. Құрылғының және қолданбаның негіздері. - М.: ДОСААФ, 1988 ж.

2. Гершензон Е.М., Малов Н.Н. Жалпы физика курсы: Оптика және атомдық физика. - М.: Білім, 1981 ж.

3. Мякишев Г.Я. Физика: Оқулық. 11 сыныпқа арналған. - М.: Білім, 1993 ж.

4. Савельев И.В. Жалпы физика курсы: Кванттық оптика. Атомдық физика. Қатты дене физикасы. Атом ядросы және элементар бөлшектер физикасы. - М.: Наука, 1987 ж.

5. Орлов В.А. Әскери техникадағы лазерлер. - М.: Воениздат, 1976 ж.

Ұқсас құжаттар

Лазердің жасалу тарихы. Лазердің жұмыс істеу принципі. Лазерлік сәулеленудің кейбір ерекше қасиеттері. Лазерлердің әртүрлі салаларда қолданылуы технологиялық процестер. Зергерлік өнеркәсібінде және компьютерлік технологияда лазерлерді қолдану. Лазер сәулелерінің күші.

аннотация, 17.12.2014 жылы қосылды


Лазердің жұмыс істеу принципі. Қазіргі заманғы лазерлердің классификациясы. Дене тіндерінде жоғары қарқынды лазерлік сәулеленудің биологиялық әсері жүзеге асырылатын әсерлер. Лазерлік сәулеленудің тиімді факторлары. Жарық ағынының әсерінің салдары.

презентация, 19.05.2017 қосылды


Лазерлердің ашылу тарихын, тағайындалуын және жұмыс істеу механизмдерін зерттеу - когерентті оптикалық сәулелену көздері, олардың жұмыс істеу принципі ынталандырылған сәулелену құбылысын қолдануға негізделген. Технологиядағы, авиациядағы, медицинадағы және ғылымдағы лазерлер.

аннотация, 20.12.2010 қосылған


Лазерлердің жұмыс принципі және түрлері. Лазер сәулесінің негізгі қасиеттері. Лазерлік сәулеленудің қуатын арттыру әдістері. Өнеркәсіптің көптеген салаларында қолданыс тапқан оптикалық кванттық генераторлардың және олардың сәулеленуінің ерекшеліктерін зерттеу.

курстық жұмыс, 20.12.2010 қосылған


Лазер - көрінетін және инфрақызыл сәулелену диапазонында шығаратын кванттық генератор. Лазерлік құрылғының схемасы және оның жұмыс істеу принципі. Құрылғының уақытша жұмыс режимдері, энергиямен қамтамасыз ету жиілігі. Лазерлерді ғылым мен техниканың әртүрлі салаларында қолдану.

аннотация, 28.02.2011 қосылған


Лазерлердің жұмыс істеу принципінің негізі. Лазерлердің классификациясы және олардың негізгі сипаттамалары. Өнімді таңбалауда лазерді қолдану. Белсенді заттың қозу әдісі. Лазерлік сәуленің дивергенциясы. Толқын ұзындығы диапазоны. Лазерді қолдану аймақтары.

шығармашылық жұмыс, 24.02.2015 қосылды


Оптикалық кванттық генераторды немесе лазерді жасау физикадағы үлкен жаңалық болып табылады. Лазерлердің жұмыс істеу принципі. Стимулданған және өздігінен шығарындылар. Газды, жартылай өткізгішті үздіксіз, газ-динамикалық, рубинді лазер. Лазерлерді қолдану аймақтары.

презентация, 13.09.2016 қосылды


Жартылай өткізгіш материалдар мен сәулелену көздерінің сипаттамасы. Көзді талшыққа қосу. Бір режимді лазерлердің конструкциялары, DBR лазерлерінің ерекшеліктері. Фабри-Перот қуысы бар мультимодалы лазердің параметрлерін есептеу. Жарық диодтары (жарық диодтары).

аннотация, 06/11/2011 қосылды


Лазердің түсінігі мен мақсаты, оның жұмыс істеу принципі және құрылымдық құрамдас бөліктері. Лазерлердің түрлері және олардың сипаттамалары. Лазерлік сәулеленудің толқын ұзындығын өлшеудің техникасы мен негізгі кезеңдері, оның индукциялық және өздігінен сәулеленуінің спектрлерін салыстыру тәртібі.

зертханалық жұмыс, 26.10.2009 қосылған


Лазер жұмысының физикалық негізі ретінде мәжбүрлі (индукцияланған) сәулелену құбылысы. Лазерлік құрылым (энергия көзі, жұмыс сұйықтығы және айна жүйесі). Сипаттама қосымша құрылғыларәртүрлі эффектілерді алу үшін лазерлік жүйеде.