Kaligtasan

Ang mga laser at laser technology, tulad ng mga computer, ay mga simbolo ng siyentipiko at teknolohikal na pag-unlad. Sa kasalukuyan, tinutukoy nila ang hinaharap ng agham, enerhiya, teknolohiyang pang-industriya, pananaliksik sa kalawakan - sa katunayan, ang ating buong buhay.

Ang pinakabagong mga eksperimentong pamamaraan sa pisika, kimika, biology ay hindi na maiisip nang walang paggamit ng mga laser. Laser processing ng mga materyales, laser thermonuclear fusion, laser system para sa environmental monitoring ng kapaligiran at, sa wakas, laser Teknolohiya ng impormasyon

ay ang tool kung saan ang sangkatauhan ay naghahanda upang ganap na baguhin ang mundo sa paligid natin at mismo.

Kilalang-kilala na ang mga bagong ideya at bagong panahon ay nangangailangan ng mga bagong tao na may kakayahang makita, ilapat at bumuo ng mga ideyang ito. Ang mga laser at "laser na teknolohiya ay gawa ng mga kabataan sa panahon ng kabataan. Iniimbitahan ka ng Institute of Laser Engineering and Technology (ILTT) na sumali sa pandaigdigang komunidad ng mga siyentipiko at inhinyero na nagtatrabaho sa larangan. mataas na teknolohiya

, at maghanap ng aplikasyon para sa iyong mga kakayahan at iyong mga hangarin na maging hindi lamang mga saksi, kundi pati na rin ang mga kalahok sa modernong rebolusyong siyentipiko at teknolohikal. Nangangako kami sa iyo ng mga ganitong pagkakataon at subukan nating isakatuparan ang mga ito nang sama-sama! Kailangan ka namin, at susubukan naming maging kapaki-pakinabang sa iyo.

Maraming mga proyektong pang-agham at teknikal, na pinagmumulan ng pagmamalaki para sa ating bansa, ay natapos sa pakikilahok (at sa ilang mga kaso, sa ilalim ng patnubay) ng mga nagtapos sa Voenmech. Ngayon, matagumpay na gumagana ang mga mekanika ng militar sa industriya, agham, konstruksyon, negosyo, mga internal affairs na katawan at kaugalian, at maging sa Pamahalaan ng Russia.

Ang Institute of Laser Engineering and Technology ay itinatag noong Enero 1998 sa batayan ng Kagawaran ng Laser Engineering ng BSTU. Sa kabila ng kabataan nito, ang ILTT ay may malawak na karanasan sa mga espesyalista sa pagsasanay sa larangan ng mga sistema ng laser; Noong 1999, ginawa ang ika-20 graduating class ng mga inhinyero na may diploma sa Military Mechanics na may specialty sa "Laser Systems".

Bilang mahalagang bahagi ng unibersidad, ang ILTT ay nagpapatuloy at nagpapaunlad ng pinakamahusay na mga tradisyon ng Military Mechanics: malawak na pangkalahatang pagsasanay sa engineering, kabilang ang matematika at pisika, mekanika, gas dynamics at heat transfer, engineering graphics, disenyo, teknolohiya, pati na rin ang humanities.

Kasabay nito, habang nag-aaral sa ILTT, pinag-aaralan ng mga mag-aaral ang mga modernong teknolohiya ng impormasyon sa computer, disenyo ng computer, iba't ibang teknik at teknolohiya ng laser.

Ang mga mag-aaral ay may pagkakataon na lumahok sa mga internasyonal na pang-agham at teknikal na mga proyekto na isinasagawa sa ILTT kasama ng mga dayuhang unibersidad at mga sentro ng pananaliksik.

Sistema ng akademiko

Sa unang apat na taon, lahat ng estudyante sa ILTT ay nag-aaral ayon sa iisang plano. Sa ikaapat na taon, ang bawat mag-aaral ay pipili kung aling landas ang susunod na tatahakin:

• Pagkatapos ng ika-apat na taon, ang mag-aaral ay nag-aaral para sa isa at kalahating taon, ipinagtanggol ang kanyang proyekto sa diploma at tumatanggap ng isang espesyalista (engineer) na diploma sa specialty 131200 "Laser systems" na may espesyalisasyon: "Makapangyarihang daloy ng gas laser", "Laser technological complexes" o “Impormasyon atbp.” biomedical laser na teknolohiya."
• Sa pagtatapos ng ika-4 na taon, ipinagtanggol ng estudyante ang kanyang kwalipikadong thesis at nakatanggap ng bachelor's degree sa 551000 "Aircraft and Rocket Engineering." Sa yugtong ito, maaaring tapusin ng bachelor ang kanyang pag-aaral sa unibersidad. Ang mga nagnanais na ipagpatuloy ang kanilang pag-aaral ay nagpatala (sa isang mapagkumpitensyang batayan) sa programa ng master. Ang pag-aaral ng master ay nagpapatuloy sa loob ng dalawang taon sa master's program 551022 "Laser system ng sasakyang panghimpapawid." Sa pagtatapos ng ikalawang taon, ipinagtatanggol ng mag-aaral ang isang master's thesis at tumatanggap ng master's degree.

Parehong may pagkakataon ang mga espesyalista at master na mag-enroll sa graduate school.

Ang Kagawaran ng Laser Technology ay nagbibigay ng pagsasanay sa mga espesyal na Laser System na may mga sumusunod na espesyalisasyon:

• Napakahusay na daloy ng gas laser;
• Mga teknolohikal na complex ng laser;
• Impormasyon at biomedical na teknolohiya ng laser.

Ang mga nagtapos sa ILTT ay tumatanggap ng diploma mula sa Baltic State Technical University.

Ang pangkat ng ILTT - mga guro, mananaliksik, inhinyero - ay ang pinakabata sa unibersidad. Ang mga kabataan, kabilang ang mga mag-aaral, ay nagsasagawa ng responsableng gawain kasama ang mga dayuhang kasosyo, na nakakakuha ng napakahalagang karanasan sa mga internasyonal na aktibidad.

Ang mga natitirang kinatawan ng mas lumang henerasyon ay nagtatrabaho din sa ILTT, kabilang ang patriarch ng Voenmekha, Pinarangalan na Manggagawa ng Agham at Teknolohiya ng Russia, Propesor G.G.

Ang mga mag-aaral ay may natatanging pagkakataon, sa pamamagitan ng pakikilahok sa buhay ng mga kawani ng institute, upang makakuha ng karanasang kapaki-pakinabang para sa trabaho pagkatapos ng graduation.

Ang mga laboratoryo ng pagsasanay sa ILTT ay nilagyan ng modernong kagamitan.

Kabilang dito ang ilang solid-state laser, kabilang ang isang natatanging neodymium glass laser na may pulse energy na 3 kJ, electric-discharge CO at CO3 laser, isang argon laser, isang serye ng mga semiconductor laser, isang gas-dynamic na laser na may lakas na 15 kW, atbp.

Ang isang oxygen-iodine chemical laser ay isasagawa sa malapit na hinaharap. Habang nag-aaral sa sangay ng institute sa NIIEFA, nakikilala ng mga mag-aaral ang mga pang-industriyang teknolohikal na laser complex.

Ang ILTT ay nagpapanatili ng mga koneksyon sa mga nangungunang laser center sa St. Petersburg, Moscow at iba pang mga lungsod sa Russia, pati na rin sa mga unibersidad at mga sentro ng pananaliksik sa maraming mga banyagang bansa. Ang mga mag-aaral na aktibong lumahok sa mga internasyonal na aktibidad ng institute ay may pagkakataon na maglakbay sa ibang bansa para sa mga internship at praktikal na trabaho.

Ang pagsasanay sa ILTT ay pinondohan mula sa badyet ng estado. Ang mga mag-aaral ay binibigyan ng scholarship at isang hostel. Kasabay nito, mayroon ding bayad na paraan ng pagsasanay. Ang mga aplikante na pumasok sa isang kontrata ay tinatanggap sa ILTT nang walang kompetisyon.

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

Propesyon – Laser welder

Ang iba't ibang sektor ng pagmamanupaktura ay mahusay na binuo sa ating estado. Ang lahat ng mga negosyo sa paggawa ng metal at paggawa ng makina ay hindi magagawa nang walang gawaing hinang. Hindi pa katagal, ang malakas na koneksyon sa pagitan ng mga elemento ng metal ay ginawa gamit ang arc welding.

Salamat sa pag-unlad at pagpapakilala ng mga bagong teknolohiya, ang proseso ng paggawa ng mga welded joints gamit ang pinakabagong kagamitan sa laser ay malawakang ginagamit ngayon. Ito ay para sa kadahilanang ito na ang propesyon ng isang laser welder ay nasa mahusay na demand sa merkado ng paggawa.

Sa ngayon, ang lahat ng mga seryosong negosyo sa paggawa ng makina at mga organisasyon na kasangkot sa paggawa ng mga produktong metal ay mayroon sa kanilang arsenal na kagamitan para sa pagsasagawa ng welding work gamit ang pagkakalantad sa laser.

Pagpapatupad makabagong teknolohiya ang pagkuha ng malakas na koneksyon ng mga bahagi ng metal ay naging posible upang madagdagan ang antas ng pagiging produktibo sa mga negosyo nang maraming beses at, nang naaayon, bawasan ang gastos ng mga produktong metal.

Ang mga sistema ng laser, tulad ng anumang iba pang kagamitan, ay nangangailangan ng patuloy na pagpapanatili ng mga kwalipikadong espesyalista.

Dahil araw-araw na ina-update ng mga negosyo ang kanilang mga base ng produksyon at nagpapakilala ng mga bagong teknolohiya, kabilang ang laser welding, ang espesyalidad ng isang welder sa mga laser machine ay palaging hinihiling.

Kwalipikasyon

Ang mga laser machine ay napakamahal na kagamitan. May gamit sila kontrolado ng programa at may kumplikado mga tampok ng disenyo. Ang isang laser welder ay dapat na bihasa at may tiyak na kaalaman. Ang mga pangunahing responsibilidad ng espesyalidad na ito ay kinabibilangan ng:

• Pag-drawing ng mga programa para sa numerical control;
• Pagpapanatili ng lahat ng mga bahagi at pagtitipon sa mga pag-install;
• Pagsasaayos ng lahat ng mga sensor ng pagsukat;
• Pagkuha ng mga pagbabasa mula sa mga instrumento;
• Pag-troubleshoot ng mga malfunction at malfunctions;
• Pagsasaayos ng bloke ng setting ng mode;
• Pagsasagawa ng contour trimming ng mga produkto;
• Pag-ukit ng mga ibabaw ng metal;
• Paggamot ng init ng mga bahagi;
• Laser stitching ng mga butas;
• Kontrol ng mga manipulator sa pagpapakain ng workpiece.

Mga espesyalista ng SPO 150709.03 "Welder sa mga laser machine" alinsunod sa mga paglalarawan ng trabaho dapat malaman:

• Paano sinusuri ang kawastuhan at katumpakan ng pag-install?
• Mga pamamaraan at pamamaraan para sa pag-set up ng electronics;
• Wika ng kontrol ng programa;
• Sistema ng pagpapatakbo ng makina ng laser;
• Mga de-koryenteng diagram ng lahat ng mga bloke;
• Mga katangian ng mga metal;
• Mga instrumento sa pagsukat;
• Teknolohiya sa pagproseso ng materyal;
• Limitahan ang mga parameter ng pagkamagaspang;
• Pinakamataas na pagpapaubaya;
• Mechanics, optika, automation at electrical engineering.

Edukasyon

Ang sinumang gustong makapag-aral bilang isang laser welder ay madali nang makakahanap ng angkop na institusyong pang-edukasyon kung saan sila ay mag-aaral at makabisado ang propesyon na ito.

Maraming mga dalubhasang kolehiyo at teknikal na paaralan sa ating bansa na nagsasanay sa mga naturang espesyalista.

Mag-enroll sa mga ito mga institusyong pang-edukasyon Maaaring mag-aplay ang sinumang nakatapos ng 9 o 11 baitang ng sekondaryang paaralan.

Ang pagkakaroon ng nakumpletong pagsasanay sa espesyalidad na "Welder on Laser Installations", ang mga batang espesyalista ay makakahanap ng trabaho sa mga negosyo sa pinakamaikling posibleng panahon. Ang mga nagtapos ng mga dalubhasang institusyong pang-edukasyon ay may kakayahang:

• I-configure ang mga elektronikong kagamitan;
• Makipagtulungan sa numerical control;
• I-configure ang yunit ng optika;
• Iwasto ang gabay ng laser beam;
• Basahin ang mga de-koryenteng diagram;
• Tukuyin ang mga sanhi ng mga problema;
• Magsagawa ng contour cutting sa pag-install;
• Magpatakbo ng mga manipulator upang pakainin ang mga workpiece.

Ang programa ng pagsasanay upang maging isang laser welder sa kolehiyo ay may kasamang praktikal na pagsasanay at may kasamang bilang ng mga espesyal na paksa:

• Mga teknolohiya sa produksyon ng welding;
• Mga materyales sa hinang;
• Paggawa gamit ang mga sistema ng laser;
• Mga pangunahing kaalaman sa pagpapatakbo ng locksmith;
• Pagbasa ng mga guhit;
• Mga prinsipyo ng pagputol ng metal;
• Mga prosesong metalurhiko;
• Mga Batayan ng metalurhiya;
• Proteksyon sa paggawa;
• Mga pag-iingat sa kaligtasan;
• Mga Pangunahing Kaalaman sa Electrical Engineering;
• Optical na kagamitan;
• Teknikal na mekanika.

Pagtatrabaho

Ang pagkakaroon ng isang edukasyon bilang isang laser welder, ang mga batang espesyalista ay kailangan lamang magpasya kung sino ang kanilang gagana at pumili ng isang angkop na negosyo. Ngayon, lahat ng malalaking pabrika at kumpanya ng pagmamanupaktura ay malugod na tatanggapin ang mga naturang espesyalista sa kanilang mga tauhan.

Ang mga kwalipikadong manggagawa sa espesyalidad na ito ay nakikibahagi sa pagseserbisyo sa mga laser cutting machine at mga manipulator sa pagpapakain ng workpiece. Isinasaalang-alang ang malaking responsibilidad at mataas na halaga ng mga makina, ang isang bilang ng mga mahahalagang kinakailangan at ang mga sumusunod na responsibilidad ay ipinapataw sa mga espesyalista:

• Magtrabaho sa mga pag-install ng laser;
• Pag-troubleshoot ng mga electronic at mekanikal na kagamitan;
• Gumaganap ng trabaho sa tabas ng pagputol ng mga bahagi na may laser;
• Pagtukoy sa mga sanhi ng mga depekto at pag-aalis ng mga ito;
• Pagkuha ng mga pagbabasa mula sa mga instrumento sa pagsukat;
• pagsasaayos ng operating mode;
• Pag-set up ng optical unit ng makina;
• Pag-uuri ng materyal ayon sa klase at tatak;
• Mahigpit na pagsunod sa mga regulasyon sa kaligtasan;
• Paghahanda ng teknikal na dokumentasyon;
• Sinusuri ang katumpakan at tamang operasyon ng kagamitan;
• Pagbabasa ng mga blueprint at electrical diagram.

Ang mga espesyalista na nagse-serve ng mga laser machine ay dapat na lubos na nakakaalam ng:

• Device ng mga manipulator para sa pagpapakain ng mga workpiece;
• Anong mga uri ng mga materyales sa hinang ang umiiral;
• Paano suriin ang kalidad ng pag-install ng laser;
• Mga prinsipyo ng pagtatrabaho sa mga kagamitan at kasangkapan sa pagsukat;
• Paano maayos na pangalagaan ang optical component ng kagamitan;
• Paano alisin ang mga error sa pagpuntirya ng laser beam;
• Mga katangian ng mga haluang metal;
• Ang disenyo at prinsipyo ng pagpapatakbo ng CNC.

Maraming mga organisasyong pang-agham at pang-agham na produksyon ang nakikibahagi sa mga teknolohiyang laser sa Armenia. Kaya, ang Institute of Physical Research ng National Academy of Sciences ng Republic of Armenia at ang Faculty of Physics ng Yerevan State University ay nakikibahagi sa teorya at pananaliksik, at kabilang sa mga pang-agham at produksyon na negosyo, dapat isa-highlight ng CJSC "Laser Technology" at CJSC "LT-Pirkal".

JSC "Teknolohiya ng Laser" Ang kumpanya ay itinatag mga 40 taon na ang nakalilipas. Mula noong 2001, ang pangunahing aktibidad ng Laser Technology CJSC ay ang pagbuo, paggawa at pagkumpuni ng mga optical-electronic at laser system na kinomisyon ng Armenian Ministry of Defense. 100% ng mga pagbabahagi ng kumpanya ay pag-aari ng estado, na noong 2004 ay inilipat ang awtoridad na pamahalaan ang mga ito sa RA Ministry of Defense. Ang mga non-defense na produkto ng Laser Technology CJSC ay matatagpuan sa website ng kumpanya: http://laser.am/

JSC "LT-Pirkal" Ang kumpanyang Armenian-Greek ay itinatag noong 1999. Ang mga tagapagtatag nito, sa panig ng Armenian, ay ang Laser Technology CJSC (51% ng mga pagbabahagi), at sa panig ng Griyego, ang kumpanyang Hellenic Defense Systems (49% ng mga pagbabahagi). Ang kumpanya ng LT-PIRCAL ay isang ganap na negosyong pag-aari ng estado, dahil ang bawat isa sa mga nagtatag na kumpanya ay nasa ilalim ng Ministry of Defense ng bansa nito (walang pribadong kapital), ngunit ang kumpanya ay isang komersyal na negosyo. Sa una, ayon sa isang kasunduan sa pagitan ng pamunuan ng parehong bansa, ang kumpanya ay nakikibahagi sa partikular na kumplikadong mga proyekto para sa pagbuo at paggawa ng mga laser at optoelectronic system para sa mga pangangailangan ng militar ng Armenia at Greece. Sa simula pa lang, ang istraktura ng kumpanya ay naging posible na magbigay ng isang buong cycle ng trabaho - mula sa siyentipikong pananaliksik at pag-unlad hanggang sa pagpapatupad at organisasyon ng pilot at serial production. Gayunpaman, pagkaraan ng ilang oras, kasama ang mga order ng militar, ang kumpanya ay nagsimulang gumawa ng mga laser, kagamitan sa laser at electronics, pati na rin ang mga artipisyal na kristal (mga sapphires ng kalidad ng optikal) para sa iba't ibang sektor ng ekonomiya. Sa ngayon, ang hanay ng produkto ay kinabibilangan ng ilang dosenang mga item, kabilang ang mga bahagi ng laser para sa mga medikal at pang-industriyang laser, karaniwang mga optika na gawa sa iba't ibang uri ng salamin at kristal, mga aktibong elemento ng laser, mga optical fiber na gawa sa quartz at sapphire, mga reflector, salamin, atbp. Isa sa ang mga bagong produkto ay ang aparato para sa remote sensing ng kapaligiran "LIDAR". Bilang karagdagan, ang kumpanya ay gumagawa ng optical-electronic surveillance at reconnaissance device sa loob ng 8 taon.

Mula noong 2001, ang LT-PIRCAL ay nagpapakita ng mga produkto nito sa mga prestihiyosong internasyonal na militar-industriyal na eksibisyon at mga dalubhasang high-tech na eksibisyon. Sa kasalukuyan, humigit-kumulang 70% ng mga produkto ay malayang ibinebenta at nai-export. Ang mga kasosyo sa negosyo ng kumpanya ay 30 kilalang kumpanya mula sa 15 bansa, kabilang ang USA, Canada, Japan, South Korea, Israel, Germany, Sweden, Spain at Great Britain.

Kasama sa istruktura ng pananaliksik at produksyon ng kumpanya ang apat na departamento: mga laser, optika, mga espesyal na sistema at paglaki ng kristal. Ang kabuuang bilang ng mga empleyado ay 100 katao, kabilang ang dalawang laureates ng USSR State Prize, dalawang doktor ng agham at 15 na kandidato ng agham. Ang hindi natukoy na mga produkto ng LT-Pyrkal CJSC ay matatagpuan sa website ng kumpanya: http://lt-pyrkal.com/. Dito ay maglalathala kami ng mga larawan ng ilang sistema ng kahalagahan ng pagtatanggol:

Laser rangefinder LH-01:

Dapat pansinin na, ayon sa hindi opisyal na impormasyon, noong mga taon ng Digmaan ng Kalayaan ng Artsakh, isang prototype ng isang combat laser ang binuo at ginawa sa Armenia. Ang laser ay sinubukan ng maraming beses, kabilang ang sa larangan ng digmaan, ngunit pagkatapos ng digmaan, para sa mga kadahilanang pampulitika, ang gawain ay nagyelo.

Sa nakalipas na mga dekada, ang mga laser ay naging matatag na itinatag sa lahat ng mga lugar ng buhay. Sa panahon ng kanilang undergraduate na pag-aaral, ang mga mag-aaral ay tumatanggap ng pangunahing kaalaman, batay sa kung saan ang mas malalim na pagdadalubhasa ay magaganap sa hinaharap. Kabilang sa mga disiplina, isang malaking bahagi ang ibinibigay sa pisika, sa partikular, sa optika. Nag-aaral din ang mga mag-aaral ng agham ng materyal, computer graphics, mekaniko. Bilang resulta, ang mga nagtapos ay may kaalaman sa pagpapanatili at pagdidisenyo ng kagamitan sa laser o mga bahagi nito. Nangangailangan ito ng kakayahang bumuo at magbasa ng mga guhit, magsagawa ng mga eksperimentong pagsusulit ng mga bagong kagamitan at, kung kinakailangan, ayusin ang disenyo. Dapat itong isaalang-alang na ang mga resulta ng pananaliksik ay naiimpluwensyahan hindi lamang ng mga katangian ng aparato, kundi pati na rin ng materyal kung saan isinasagawa ang epekto. Ang lahat ng ito ay naglalagay ng mataas na hinihingi sa mga kakayahan sa pag-iisip ng mga espesyalista: dapat silang bumuo ng lohikal na pag-iisip at ang kakayahang mag-analisa.

Ang pagsumite ng iyong mabuting gawa sa base ng kaalaman ay madali. Gamitin ang form sa ibaba

Ang mga mag-aaral, nagtapos na mga mag-aaral, mga batang siyentipiko na gumagamit ng base ng kaalaman sa kanilang pag-aaral at trabaho ay lubos na magpapasalamat sa iyo.

Panimula

1. Laser

2. Mga pag-uuri ng mga laser at ang kanilang mga katangian

3. Solid state laser

4. Gas laser

5. Liquid na laser

6. Semiconductor laser

7. Laser ng kemikal

8. Ultraviolet laser

9. Libreng electron laser

10. YAG laser

11. Aproton likidong laser

12. Laser ng singaw ng tanso

Konklusyon

Panitikan

PANIMULA

Sa mga nagdaang taon, ang pagpapakilala ng teknolohiya ng laser sa lahat ng sektor ng pambansang ekonomiya ay lumawak nang malaki. Ginagamit na ang mga laser sa pagsasaliksik sa kalawakan, mechanical engineering, medisina, teknolohiya sa kompyuter, pagtatayo ng sasakyang panghimpapawid at teknolohiyang militar. Ang mga publikasyon ay lumitaw na tandaan na ang mga laser ay kapaki-pakinabang din sa industriya ng agrikultura. Ang paggamit ng mga laser sa siyentipikong pananaliksik - pisikal, kemikal, biyolohikal - ay patuloy na pinagbubuti.

Bilang resulta ng karera ng armas, ang mga laser ay ginagamit sa isang pinabilis na bilis sa iba't ibang uri ng kagamitang militar - lupa, dagat, at hangin.

Ang isang bilang ng mga kagamitan sa laser - mga rangefinder, altimeter, tagahanap, homing system - ay pumasok sa serbisyo sa mga hukbo. Gumagamit ang mga kagamitang militar ng laser bilang pinagmumulan ng radiation.

Noong 1955-1957, lumitaw ang mga gawa ni N.G. Basova, B.M. Vula, Yu.M. Popov at A.M. Prokhorov sa Russia, pati na rin ang mga Amerikanong siyentipiko na sina C. Townes at A. Shavlov, na nagbigay ng siyentipikong katwiran para sa paglikha ng mga quantum generator sa optical range. Noong Disyembre 1960, nagawa ni T. Maiman na itayo ang unang matagumpay na pagpapatakbo ng laser na may ruby ​​​​rod bilang aktibong sangkap.

Noong 1960, sa ilalim ng pamumuno ng Amerikanong siyentipiko na si A. Javan, isang gas laser ang nilikha. Gumamit siya ng pinaghalong helium at neon gas bilang aktibong daluyan.

Noong 1962, halos sabay-sabay sa Russia at USA, isang laser ang nilikha, kung saan ang isang elemento ng semiconductor ay ginamit bilang isang aktibong sangkap.

Ang mga merito ng mga siyentipikong Ruso sa pagbuo ng quantum electronics, pati na rin ang kontribusyon ng mga Amerikanong siyentipiko, ay iginawad sa Nobel Prize. Natanggap ito noong 1964 ni N.G. Basov, A.M. Prokhorov at C. Townes. Mula sa sandaling iyon, nagsimula ang mabilis na pag-unlad ng mga laser at device batay sa kanilang paggamit.

Ang mga siyentipiko at inhinyero ng Sobyet ay gumawa ng malaking kontribusyon sa paglutas ng naturang problema tulad ng pagtiyak sa kaligtasan ng paglapag ng sasakyang panghimpapawid sa mahirap na mga kondisyon.

SA kani-kanina lang Ang isa pang mahalagang lugar ng aplikasyon ng mga laser ay naging laganap - teknolohiya ng laser, na ginagamit para sa pagputol, hinang, alloying, pagsulat ng mga metal at pagproseso ng mga integrated circuit.

Ang mga makabuluhang epekto ay nakamit din kapag gumagamit ng mga laser sa gamot. Ang laser scalpel ay nilikha. Lumitaw ang laser eye microsurgery.

Ang mga laser ay ginagamit sa dentistry, neurosurgery, operasyon sa puso at diagnosis ng sakit. Ang mga ultraviolet laser ay ginagamit para sa maagang pagtuklas ng mga kanser na tumor.

Mayroong ilang mga tagumpay sa paggamit ng mga laser sa industriya ng agrikultura.

Sinisiyasat ng industriya ng pagkain ang mga posibilidad ng paggamit ng mga laser upang mapabuti ang kalidad ng mga inihurnong produkto, pabilisin ang paggawa ng mga soft drink na may pinahusay na mga katangian, at mapanatili ang kalidad ng mga produktong karne at karne. Kahit na ang gawaing tulad ng pre-treatment ng mga cutting tool at bearings sa food engineering device ay nagbibigay ng makabuluhang pagtaas sa buhay ng serbisyo ng mga device na ito.

Malaking pondo ang inilalaan sa paglikha ng mga high-power laser, pati na rin ang X-ray at chemical lasers.

1. MGA LASER

Kapag tinanong kung ano laser 1, akademikong N.G. Sumagot si Basov ng ganito: "Ang laser ay isang aparato kung saan ang enerhiya, halimbawa thermal, kemikal, elektrikal, ay na-convert sa enerhiya ng isang electromagnetic field - isang laser beam. Sa conversion na ito, ang ilang enerhiya ay hindi maaaring hindi mawala, ngunit ang mahalagang bagay ay ang nagresultang enerhiya ng laser ay may mas mataas na kalidad. Ang kalidad ng enerhiya ng laser ay tinutukoy ng mataas na konsentrasyon nito at ang kakayahang magpadala sa isang makabuluhang distansya. Ang isang laser beam ay maaaring ituon sa isang maliit na lugar na may diameter sa pagkakasunud-sunod ng wavelength ng liwanag at makakuha ng isang density ng enerhiya na lumampas na sa density ng enerhiya ng isang nuclear explosion ngayon. Sa tulong ng laser radiation, posible nang makamit ang pinakamataas na halaga ng temperatura, presyon, at magnetic induction. Sa wakas, ang laser beam ay ang pinakamalawak na carrier ng impormasyon at, sa papel na ito, isang panimula na bagong paraan ng paghahatid at pagproseso nito."

Sapilitan na paglabas. Noong 1917, hinulaan ni Einstein ang posibilidad ng tinatawag na sapilitan(pinasigla) na paglabas ng liwanag ng mga atomo. Sa ilalim sapilitan radiation ay tumutukoy sa paglabas ng mga nasasabik na atomo sa ilalim ng impluwensya ng liwanag na insidente sa kanila. Ang kapansin-pansing katangian ng radiation na ito ay iyon Ang light wave na nabuo ng stimulated emission ay hindi naiiba sa wave incident sa atom sa alinman sa frequency, phase, o polarization.

Sa wika ng quantum theory, ang stimulated emission ay nangangahulugan ng paglipat ng isang atom mula sa isang mas mataas na estado ng enerhiya patungo sa isang mas mababang isa, ngunit hindi kusang-loob, tulad ng sa ordinaryong radiation, ngunit sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na impluwensya.

Mga laser. Noong 1940, ang pisikong Sobyet na si V.A. Itinuro ng tagagawa ang posibilidad ng paggamit ng phenomenon ng stimulated emission upang palakasin ang mga electromagnetic wave. Noong 1954, ang mga siyentipiko ng Sobyet na si N.G. Basov at A.M. Prokhorov at, nang nakapag-iisa sa kanila, ang American physicist na si Charles Townes ay gumamit ng phenomenon ng stimulated emission upang lumikha ng microwave generator ng mga radio wave na may wavelength = 1.27 cm.

Mga katangian ng laser radiation. Ang mga pinagmumulan ng ilaw ng laser ay may ilang makabuluhang pakinabang kumpara sa iba pang mga pinagmumulan ng liwanag:

1. Ang mga laser ay may kakayahang lumikha ng mga sinag ng liwanag na may napakaliit na anggulo ng divergence (mga 10 -5 rad). Sa Buwan, ang isang sinag na ibinubuga mula sa Earth ay gumagawa ng isang lugar na may diameter na 3 km.

2. Ang ilaw ng laser ay sobrang monochromatic. Hindi tulad ng karaniwang mga pinagmumulan ng liwanag, na ang mga atomo ay naglalabas ng liwanag nang nakapag-iisa sa isa't isa, sa mga laser ang mga atomo ay naglalabas ng liwanag sa konsiyerto. Samakatuwid, ang yugto ng alon ay hindi nakakaranas ng mga hindi regular na pagbabago.

3. Ang mga laser ay ang pinakamakapangyarihang pinagmumulan ng liwanag. Sa isang makitid na hanay ng spectrum, para sa isang maikling panahon (sa isang yugto ng oras na tumatagal ng tungkol sa 10 -13 s), ang ilang mga uri ng mga laser ay nakakamit ng isang radiation kapangyarihan ng 10 17 W/cm 2, habang ang radiation kapangyarihan ng Araw ay 710 3 W/cm 2 lamang, at sa kabuuan ang buong spectrum. Para sa isang makitid na pagitan = 10 -6 cm (laser spectral line width), ang Sun account ay 0.2 W/cm 2 lang. Ang lakas ng electric field sa electromagnetic wave na ibinubuga ng laser ay lumampas sa lakas ng field sa loob ng atom.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga laser. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, karamihan sa mga atomo ay nasa pinakamababang estado ng enerhiya. Samakatuwid, sa mababang temperatura ang mga sangkap ay hindi kumikinang.

Kapag ang isang electromagnetic wave ay dumaan sa bagay, ang enerhiya nito ay nasisipsip. Dahil sa hinihigop na enerhiya ng alon, ang ilan sa mga atomo ay nasasabik, ibig sabihin, lumipat sila sa isang mas mataas na estado ng enerhiya. Sa kasong ito, ang enerhiya ay tinanggal mula sa light beam

katumbas ng pagkakaiba ng enerhiya sa pagitan ng mga antas 2 at 1. Sa Figure 1, A Ang isang hindi nasasabik na atom at isang electromagnetic wave ay schematically na kinakatawan sa anyo ng isang segment ng isang sine wave. Ang elektron ay nasa mas mababang antas. Sa Figure 1, b ay naglalarawan ng isang nasasabik na atom na sumisipsip ng enerhiya. Ang isang nasasabik na atom ay maaaring magbigay ng enerhiya nito sa mga kalapit na atomo sa pagbangga o naglalabas ng isang photon sa anumang direksyon.

2 2

1 1

a b

Fig.1

Ngayon isipin natin na sa ilang paraan ay nasasabik natin ang karamihan sa mga atomo ng daluyan. Pagkatapos, kapag ang isang electromagnetic wave na may dalas ay dumaan sa isang sangkap

=

ang alon na ito ay hindi hihina, ngunit, sa kabaligtaran, ay lalakas dahil sa sapilitan na radiation. Sa ilalim ng impluwensya nito, ang mga atom ay patuloy na nagbabago sa mas mababang mga estado ng enerhiya, na naglalabas ng mga alon na nag-tutugma sa dalas at yugto sa alon ng insidente. Sa Figure 2, A isang nasasabik na atom at isang alon ay ipinapakita, at sa Figure 2, b ito ay eskematiko na ipinapakita na ang atom ay dumaan sa ground state, at ang alon ay tumindi.

2 2

1 1

a b

kanin. 2

Tatlong antas na sistema. Mayroong iba't ibang mga pamamaraan para sa pagkuha ng isang daluyan na may nasasabik na estado ng mga atomo. Sa isang ruby ​​​​laser, isang espesyal na malakas na lampara ang ginagamit para dito. Ang mga atom ay nasasabik sa pamamagitan ng pagsipsip ng liwanag.

Ngunit ang dalawang antas ng enerhiya ay hindi sapat para gumana ang isang laser. Gaano man kalakas ang ilaw ng lampara, ang bilang ng mga nasasabik na atom ay hindi hihigit sa bilang ng mga hindi nasasabik. Pagkatapos ng lahat, ang liwanag ay sabay-sabay na nagpapasigla sa mga atomo at nagiging sanhi ng mga sapilitan na paglipat mula sa itaas na antas hanggang sa ibaba.

kanin. 3

Ang isang solusyon ay natagpuan sa paggamit ng tatlong antas ng enerhiya (ang kabuuang bilang ng mga antas ay palaging malaki, ngunit pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga antas ng "nagtatrabaho"). Ang Figure 3 ay nagpapakita ng tatlong antas ng enerhiya. Mahalaga na sa kawalan ng panlabas na impluwensya, ang oras kung saan ang atomic system ay nasa iba't ibang estado ng enerhiya ("habambuhay") ay hindi pareho. Sa antas 3, ang sistema ay nabubuhay nang napakaikling panahon, mga 10 -8 s, pagkatapos nito ay kusang napupunta sa estado 2 nang hindi naglalabas ng liwanag. (Sa kasong ito, ang enerhiya ay inililipat sa kristal na sala-sala.) Ang "habambuhay" sa estado 2 ay 100,000 beses na mas mahaba, ibig sabihin, mga 10 -3 s. Ang paglipat mula sa estado 2 hanggang estado 1 sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na electromagnetic wave ay sinamahan ng radiation. Ito ay ginagamit sa mga laser. Pagkatapos ng flash ng isang malakas na lampara, ang sistema ay napupunta sa estado 3 at pagkatapos ng isang tagal ng panahon ng tungkol sa 10 -8 s nahanap nito ang sarili sa estado 2, kung saan ito ay nabubuhay nang medyo mahabang panahon. Lumilikha ito ng "overpopulation" ng excited level 2 kumpara sa unexcited level 1.

Ang mga kinakailangang antas ng enerhiya ay magagamit sa mga kristal na ruby. Ang Ruby ay isang maliwanag na pulang kristal ng aluminum oxide Al 2 O 3 na may admixture ng chromium atoms (mga 0.05%). Ito ay ang mga antas ng chromium ions sa kristal na may mga kinakailangang katangian.

Ruby laser device. Ang isang baras na may plane-parallel na mga dulo ay ginawa mula sa isang ruby ​​​​crystal. Ang isang gas discharge lamp, na hugis spiral (Fig. 4), ay gumagawa ng asul-berdeng liwanag. Ang isang panandaliang pulso ng kasalukuyang mula sa isang bangko ng mga capacitor na may kapasidad na ilang libong microfarad ay nagiging sanhi ng maliwanag na flash ng lampara. Pagkaraan ng maikling panahon, ang antas ng enerhiya 2 ay nagiging "sobrang populasyon."

Bilang resulta ng mga kusang paglipat 21, ang mga alon ng lahat ng posibleng direksyon ay nagsisimulang ilabas. Yaong sa kanila na pumunta sa isang anggulo sa axis ng kristal ay lumalabas dito at hindi gumaganap ng anumang papel sa mga karagdagang proseso. Ngunit ang isang alon na naglalakbay sa kahabaan ng axis ng kristal ay makikita ng maraming beses mula sa mga dulo nito. Nagdudulot ito ng stimulated emission ng excited chromium ions at mabilis na tumindi.

Ang isa sa mga dulo ng ruby ​​​​rod ay ginawang salamin, at ang isa ay translucent. Sa pamamagitan nito ay dumarating ang isang malakas na panandaliang (tumatagal ng humigit-kumulang isang daang microsecond) na pulso ng pulang ilaw, na may mga kahanga-hangang katangian na inilarawan sa itaas. Ang alon ay magkakaugnay, dahil ang lahat ng mga atomo ay nagliliwanag sa isang coordinated na paraan, at napakalakas, dahil sa sapilitan na radiation, ang lahat ng nakaimbak na enerhiya ay inilabas sa napakaikling panahon.

kanin. 4

2. CLASSIFICATION NG LASER AT KANILANG MGA KATANGIAN

Ang pag-uuri ng mga laser na ibinigay sa ibaba ay hindi nagpapanggap na kumpleto at kumpleto, na ipinaliwanag ng mga gawain na kinaharap ng may-akda ng abstract - upang magbigay lamang ng mga pangkalahatang ideya tungkol sa prinsipyo ng pagpapatakbo at aplikasyon ng mga laser.

Nakaugalian na makilala sa pagitan ng dalawang uri ng mga laser: amplifier at generator. Output amplifier Lumilitaw ang radiation ng laser kapag ang isang maliit na signal sa dalas ng paglipat ay natanggap sa input nito (at ito ay nasa isang nasasabik na estado). Ang senyas na ito ay nagpapasigla sa mga nasasabik na particle upang maglabas ng enerhiya. Nagaganap ang isang mala-avalanche na intensification. Kaya, mayroong mahinang radiation sa input, at amplified radiation sa output.

SA generator iba ang sitwasyon. Ang radiation sa dalas ng paglipat ay hindi na ibinibigay sa input nito, ngunit sa halip ang aktibong sangkap ay nasasabik at, higit pa rito, labis na nasasabik. Bukod dito, kung ang aktibong sangkap ay nasa isang overexcited na estado, kung gayon ang posibilidad ng isang kusang paglipat ng isa o higit pang mga particle mula sa itaas na antas patungo sa mas mababang isa ay tumataas nang malaki. Nagreresulta ito sa stimulated emission.

Ang pangalawang diskarte sa pag-uuri ng mga laser ay nauugnay sa pisikal na estado ng aktibong sangkap. Mula sa puntong ito ng view, ang mga laser ay solidong estado(halimbawa, ruby, salamin o sapiro), gas(halimbawa, helium-neon, argon, atbp.), likido, kung ang isang semiconductor junction ay ginagamit bilang isang aktibong sangkap, kung gayon ang laser ay tinatawag semiconductor.

Ang ikatlong diskarte sa pag-uuri ay nauugnay sa paraan ng paggulo ng aktibong sangkap. Ang mga sumusunod na laser ay nakikilala: na may paggulo dahil sa optical radiation, na may paggulo sa pamamagitan ng daloy ng mga electron, na may paggulo sa pamamagitan ng solar energy, na may paggulo dahil sa enerhiya ng sumasabog na mga wire, na may paggulo sa pamamagitan ng kemikal na enerhiya, na may paggulo gamit ang nuclear radiation (ang ang huli ay nakakaakit na ngayon ng malapit na atensyon ng mga dayuhang espesyalista sa militar) . Ang mga laser ay nakikilala din sa pamamagitan ng likas na katangian ng ibinubuga na enerhiya at ang parang multo na komposisyon nito. Kung ang enerhiya ay ibinubuga pulsed, pagkatapos ay pinag-uusapan natin pabigla-biglax lasers, kung tuloy-tuloy, kung gayon ang laser ay tinatawag na laser na may tuluy-tuloy na radiation. Mayroon ding mga mixed-mode na laser, tulad ng mga semiconductor laser. Kung ang radiation ng laser ay puro sa isang makitid na hanay ng mga wavelength, kung gayon ang laser ay tinatawag monochromatic, kung nasa isang malawak na hanay, pagkatapos ay pinag-uusapan nila broadband laser

Ang isa pang uri ng pag-uuri ay batay sa konsepto ng power output. Ang mga laser na may tuluy-tuloy (average) na lakas ng output na higit sa 10 6 W ay tinatawag na mga high-power na laser. Sa isang output power sa hanay na 10 5 ... 10 3 W, mayroon kaming medium-power lasers. Kung ang output power ay mas mababa sa 10 -3 W, pagkatapos ay nagsasalita sila ng mga low-power laser.

Depende sa disenyo ng open mirror resonator, mga laser na may pare-pareho ang kalidad na kadahilanan at Q-switched lasers - sa naturang laser isa sa mga salamin ay maaaring ilagay, sa partikular, sa axis ng isang de-koryenteng motor na umiikot sa salamin na ito. SA sa kasong ito Ang kadahilanan ng kalidad ng resonator ay pana-panahong nagbabago mula sa zero hanggang sa pinakamataas na halaga. Ang laser na ito ay tinatawag na Q-modulated laser. Sa matalinghagang pagsasalita, "lupaing birhen". Ngunit ito ay umaabot lamang sa isang milimetro na lugar, na pinagkadalubhasaan ng mga operator ng radyo. Ang hindi maunlad na lugar na ito ay patuloy na lumiliit, at inaasahan na ang pag-unlad nito ay matatapos sa malapit na hinaharap. Ang bahaging maiuugnay sa iba't ibang uri ng generator ay hindi pareho (Larawan 5). Ang mga generator ng gas quantum ay may pinakamalawak na hanay.

Isa pa mahalagang katangian ang mga laser ay lakas ng salpok. Ito ay sinusukat sa joules at umabot sa pinakamalaking halaga nito sa solid-state generators - mga 10 3 J. Ang ikatlong katangian ay kapangyarihan. Ang enerhiya sa bawat yunit ng oras ay nagbibigay ng kapangyarihan. Ang mga generator ng gas na patuloy na naglalabas ay may kapangyarihan mula 10 -3 hanggang 10 2 W. Gumagamit ang mga power generator ng milliwatt ng helium-neon mixture bilang isang aktibong medium. Ang mga generator ng CO 2 ay may kapangyarihan na humigit-kumulang 100 W. Sa mga solid-state generator, ang pag-uusap tungkol sa kapangyarihan ay may espesyal na kahulugan. Halimbawa, kung kukuha tayo ng 1 J ng radiated energy na puro sa isang agwat ng oras ng isang segundo, ang kapangyarihan ay magiging 1 W. Ngunit ang tagal ng radiation ng ruby ​​​​generator ay 10 -4 s, samakatuwid, ang kapangyarihan ay 10,000 W, i.e. 10 kW. Kung ang tagal ng pulso ay nabawasan sa 10 -6 s gamit ang isang optical shutter, ang kapangyarihan ay 10 6 W, i.e. megawatt Hindi ito ang limitasyon! Maaari mong dagdagan ang enerhiya sa pulso sa 10 3 J at bawasan ang tagal nito sa 10 -9 s, at pagkatapos ay ang kapangyarihan ay aabot sa 10 12 W. At ito ay isang malaking kapangyarihan. Alam na kapag ang intensity ng beam ay umabot sa 10 5 W/cm 2 sa isang metal, ang metal ay nagsisimulang matunaw, sa intensity na 10 7 W/cm 2 ang metal ay kumukulo, at sa 10 9 W/cm 2 laser radiation ay nagsisimula. upang malakas na mag-ionize ng mga singaw ng sangkap, na nagiging plasma.

Ang isa pang mahalagang katangian ng laser ay divergence laser beam. Ang mga gas laser ay may pinakamaliit na sinag. Ito ay isang halaga ng ilang arc minutes. Ang beam divergence ng solid-state lasers ay humigit-kumulang 1...3 angular degrees. Ang mga semiconductor laser ay may lobe aperture ng radiation: sa isang eroplano tungkol sa isang degree, sa isa pa - mga 10...15 angular degrees.

Ang susunod na mahalagang katangian ng laser ay hanay ng wavelength, kung saan ang radiation ay puro, i.e. monochromatic. Ang mga gas laser ay may napakataas na monochromaticity, ito ay 10 -10 , i.e. makabuluhang mas mataas kaysa sa mga lamp na naglalabas ng gas, na dating ginamit bilang mga pamantayan ng dalas. Ang mga solid-state na laser, at lalo na ang mga semiconductor laser, ay may makabuluhang saklaw ng dalas sa kanilang radiation, ibig sabihin, hindi sila masyadong monochromatic.

Ang isang napakahalagang katangian ng mga laser ay kahusayan. Para sa mga solid-state ay umaabot ito ng 1 hanggang 3.5%, para sa mga gas 1...15%, para sa semiconductors 40...60%. Kasabay nito, ang lahat ng posibleng mga hakbang ay ginagawa upang mapataas ang kahusayan ng mga laser, dahil ang mababang kahusayan ay humahantong sa pangangailangan na palamig ang mga laser sa temperatura na 4...77 K, at ito ay agad na nagpapalubha sa disenyo ng kagamitan.

3. SOLID STATE LASER

Ang functional diagram ng naturang laser ay ipinapakita sa Fig. 6. Binubuo ito ng limang bloke: nagpapalabas ng ulo, kapasitor block, rectifier block, ignition block, control panel. Ang naglalabas na ulo ay nagko-convert ng elektrikal na enerhiya muna sa liwanag at pagkatapos ay sa monochromatic laser radiation. Ang bloke ng kapasitor ay nagbibigay ng imbakan ng enerhiya, at ang bloke ng rectifier ay nagsisilbi upang i-convert ang alternating current sa direktang kasalukuyang, na sinisingil ang mga capacitor. Ang yunit ng pag-aapoy ay gumagawa ng napakataas na boltahe, na ginagamit upang isagawa ang paunang pagkasira ng gas sa mga flash lamp. Dahil ang unang laser ay ginawa gamit ang isang ruby ​​​​rod bilang isang aktibong sangkap, isaalang-alang natin ang istraktura nito. Ang naglalabas na ulo ng ruby ​​​​laser ay binubuo ng isang ruby ​​​​holder, isang axial bushing, dalawang pump lamp at isang cylindrical reflector. Ang mga may hawak ng ruby ​​ay maaaring palitan at idinisenyo para sa mga ruby ​​rod na may iba't ibang laki at diameter.

Ang ruby ​​​​na ginamit sa aparato ay aluminyo oksido, kung saan ang ilan sa mga atomo ng aluminyo ay pinalitan ng mga atomo ng kromo. Tinutukoy ng dami ng chromium ang kulay ng ruby, kaya ang isang maputlang pink na ruby ​​​​ay naglalaman ng 0.05% chromium, isang pula - 0.5%. Ang artipisyal na rubi na ito ay ginawa tulad ng sumusunod. Sa mga hurno sa mataas na temperatura, ang mga blangko na tinatawag na boule ay lumaki. Ang mga boule ay hugis ng isang baras. Ang mga dulong ibabaw ng baras ay ginawang makina na may mataas na katumpakan at pagkatapos ay pinakintab. Kapag pinoproseso ang mga dulong ibabaw, ginagawa ang mga ito parallel na may katumpakan na humigit-kumulang 9...19 arc seconds at pinahiran ng silver o dielectric na layer na may mataas na reflectivity. Ang kalinisan sa ibabaw ay tumutugma sa klase 12. Ang baras na ito ay inilalagay sa pagitan ng dalawang flash lamp, na kung saan ay matatagpuan sa isang cylindrical reflector. Ito ay kung paano isinasagawa ang pamamahagi luminous flux mula sa mga flash lamp sa isang ruby ​​​​rod. Ang panloob na ibabaw ng reflector ay pinahiran ng magnesium oxide, na may reflection coefficient na 0.9 - tinitiyak nito ang pagtaas ng kahusayan ng emitting head.

Nagpapalabas ng Remote

control ulo

Block ng rectifier

bloke ng kapasitor

kanin. 6. Functional na diagram ng optical generator

4. GAS LASER

Para sa mga naturang laser, alinman sa isang halo ng mga gas o isang sangkap sa isang estado ng singaw ay ginagamit bilang isang aktibong sangkap. Ang kapaligiran ng gas ay ginagawang mas madali upang makakuha ng tuluy-tuloy na stimulated emission, dahil mas kaunting enerhiya ang kinakailangan upang ilipat ang substance sa isang excited na estado. Sa unang pagkakataon, isang pinaghalong helium at neon ang ginamit bilang aktibong sangkap. Sa panahon ng paglabas ng gas, ang isang helium atom ay nasasabik ng kasalukuyang mga electron at gumagalaw mula sa pangunahing antas 1 hanggang sa antas 2. Kapag ang mga atomo ng helium ay bumangga sa mga neon atom, ang huli ay nasasabik din at gumawa ng isang paglipat sa isa sa apat na itaas na mga sublevel (Fig 7). Dahil sa ang katunayan na ang muling pamamahagi ng enerhiya sa panahon ng banggaan ng dalawang mga particle ay nangyayari na may kaunting pagbabago sa kabuuang panloob na enerhiya, ang mga neon atoms ay pangunahing gumagalaw sa antas 2, at hindi sa antas 3 o 4. Bilang resulta, ang sobrang populasyon ng itaas Ang antas 2 ay nilikha sa panahon ng paglipat ng mga atom neon radiation ay nangyayari mula sa antas 2 sa isa sa mga sublevel 3 at mula sa antas 3 hanggang sa antas 4. Dahil ang antas 2 ay binubuo ng apat at antas 3 sampung sublevel, ayon sa teorya ay mayroong higit sa tatlumpung posibleng mga transition. Gayunpaman, limang transition lamang ang gumagawa ng stimulated emission, na puro sa mga wavelength: 1.118; 1.153; 1.160; 1.199; 1.207 µm.

kanin. 7. Energy level diagrampinaghalong helium-neon

5. LIQUID LASER

Sa mga laser na ito, ang gumaganang daluyan ay mga likidong dielectric na may mga impurity working atoms. Ito ay lumabas na sa pamamagitan ng pagtunaw ng mga bihirang elemento ng lupa sa ilang mga likido. posible na makakuha ng isang istraktura ng mga antas ng enerhiya na halos kapareho sa istraktura ng mga antas ng mga impurity atoms sa solid dielectrics. Samakatuwid, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga likidong laser ay kapareho ng sa mga solid-state na laser. Ang mga pakinabang ng mga likidong laser ay halata: una. hindi na kailangang gumawa ng de-kalidad na baso o magpatubo ng mga boule para sa mga kristal. Pangalawa, ang anumang dami ay maaaring punan ng likido, at ginagawa nitong mas madaling palamig ang aktibong sangkap sa pamamagitan ng pagpapalipat-lipat ng likido mismo sa aparato.

Ang isang paraan ay binuo para sa paggawa ng mga likidong aktibong sangkap na naglalaman ng mga admixture ng gadolinium, neodymium at samarium. Sa mga eksperimento upang makagawa ng stimulated emission, isang likidong substansiya ang inilagay sa isang resonator na may mga spherical na salamin, katulad ng mga ginagamit sa mga gas laser. Kung ang laser ay nagpapatakbo sa pulsed mode, pagkatapos ay hindi na kailangan para sa espesyal na paglamig ng likidong sangkap. Kung ang aparato ay nagpapatakbo sa tuluy-tuloy na mode, kung gayon ang aktibong sangkap ay pinilit na magpalipat-lipat sa pamamagitan ng mga sistema ng paglamig at gumagana.

Ang isang likidong laser na may aktibong sangkap ay nilikha at pinag-aralan, na ibinubuga sa hanay ng 0.5...0.58 microns (berdeng bahagi ng spectrum). Ang radiation na ito ay tumagos nang mabuti sa tubig hanggang sa napakalalim, kaya ang mga generator ay interesado para sa paglikha ng mga tagahanap sa ilalim ng tubig.

6. SEMICONDUCTOR LASER.

Sa paglikha ng isang semiconductor laser, ang priyoridad ay kabilang sa mga siyentipiko ng Sobyet.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang semiconductor laser ay maaaring ipaliwanag bilang mga sumusunod. Ayon sa quantum theory, ang mga electron sa isang semiconductor ay maaaring sumakop ng dalawang malawak na banda ng enerhiya (Larawan 8). Ang mas mababang isa ay ang valence band, at ang nasa itaas ay ang conduction band. Sa isang normal na purong semiconductor sa mababang temperatura, ang lahat ng mga electron ay nakagapos at sumasakop sa antas ng enerhiya na matatagpuan sa loob ng valence band. Kung kumilos ka sa isang semiconductor electric shock o light pulses, pagkatapos ang ilan sa mga electron ay lilipat sa conduction band. Bilang resulta ng paglipat, magkakaroon ng mga libreng puwang sa valence band, na sa physics ay tinatawag na "mga butas." Ang mga butas na ito ay kumikilos bilang isang positibong singil. Magkakaroon ng muling pamamahagi ng mga electron sa pagitan ng mga antas ng valence band at ng conduction band, at maaari nating pag-usapan, sa isang tiyak na kahulugan, ang tungkol sa sobrang populasyon ng upper energy band.

Conductivity E-fill

Mga electron

E-ban

E-hindi kumpleto

Valence band

Fig.8. Diagram ng mga antas ng enerhiya ng isang semiconductor laser

7. KEMIKAL LASER

Ang mga kemikal na laser ay inaasahang makakakita ng praktikal na paggamit sa malapit na hinaharap. Gumagana sila nang walang kuryente. Upang gawin ito, ang mga daloy ng mga kemikal na reagents ay dapat gumalaw at gumanti. Ang pagbaligtad ng populasyon ng mga antas ng enerhiya ay nangyayari kapag nasasabik ng enerhiya na inilabas sa isang kemikal na reaksyon. Para sa isang kemikal na laser, sa panimula posible na gumana nang walang panlabas na mapagkukunan ng elektrikal na enerhiya. Ang lahat ng kinakailangang enerhiya ay maaaring makuha sa pamamagitan ng isang kemikal na reaksyon.

8. UV LASER

Sa mga nakaraang pahina ay sinuri ko ang mga laser na naglalabas sa nakikita at infrared na hanay ng electromagnetic spectrum. Ang ultraviolet at x-ray na mga rehiyon ng frequency spectrum ay mahalaga. Gayunpaman, ang una ay pinagkadalubhasaan nang hindi maganda. Ang ilang mga aparato ay nilikha gamit ang argon, krypton at nitrogen. Naglalabas sila sa hanay ng wavelength na 0.29...0.33 microns at may napakababang kapangyarihan. Ang kamakailang trabaho lamang ang nagpakita na ang mga high-power na laser ay maaaring malikha. Ang mga tinatawag na excimer laser na gumagamit ng argon, krypton at xenon ay angkop para sa layuning ito.

9. LASER SA LIBRENG ELECTRON

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng naturang laser ay batay sa pag-convert ng enerhiya ng isang spectral beam ng relativistic electron sa isang magnetic field sa radiation sa optical wavelength range. Mula sa Fig. 9 makikita na ang electron accelerator ay isang aparato na ginawa sa anyo ng isang toroid, kung saan matatagpuan ang mga magnetic coil. Ang magnetic field na nilikha ng mga coil na ito ay kinokontrol ayon sa isang tiyak na batas, na tinitiyak ang acceleration ng mga electron mula sa isang rebolusyon patungo sa isa pa. Pinapayagan nito ang napakataas na bilis ng elektron na makuha. Ang mga electron na inilabas mula sa toroid ay pumapasok sa isang aparato na tinatawag na linear accelerator. Ito ay nabuo sa pamamagitan ng mga magnet na may mga alternating pole. Ang aparatong ito ay kahawig ng isang resonator. Ang optical radiation ay nabuo sa loob nito, na ibinubuga sa labas. Dahil ang proseso ng pag-convert ng enerhiya ng elektron sa optical radiation ay direktang isinasagawa, ang naturang laser ay may mataas na kahusayan at maaaring gumana sa paulit-ulit na pulse mode. Ang isa pang napakahalagang bentahe ng isang libreng electron laser ay sinasabing ang kakayahang i-tun ang wavelength ng radiation, na lalong mahalaga para sa pagtiyak ng mas mahusay na paghahatid ng radiation sa atmospera. Masyadong masalimuot ang mga unang pang-eksperimentong setup. Ang isang bilang ng mga kasunod na sample ay nagpapahintulot sa mga dayuhang eksperto na ipahayag ang opinyon na sa hinaharap ang mga libreng electron laser ay makakahanap ng aplikasyon sa mga sistema ng armas na inilagay sa kalawakan at sasakyang panghimpapawid.

kanin. 9. Naka-on ang laser circuitlibreng elektron

10. YTTRIUM ALUMINIUM GARNET (YAG) LASER

Ang laser na ito ay naging laganap dahil sa mababang lasing threshold nito at mataas na thermal conductivity ng aktibong elemento, na ginagawang posible na makabuo ng lasing sa isang mataas na rate ng pag-uulit ng pulso at sa tuluy-tuloy na mode.

Ang wavelength ng laser radiation ay 1.064 μm, ang maximum na haba ng aktibong elemento ay halos 150 mm, ang enerhiya sa isang solong pulso ay hanggang sa 30 J, ang tagal ng pulso ay halos 10 ns, at ang maximum na rate ng pag-uulit ay 500, kahusayan ay tungkol sa 1%.

Nakuha ng laser na ito ang pangalan nito dahil walang hydrogen sa mga inorganikong solvent na may aktibong mga ion ng laser. Ito ay ang kawalan ng mga grupo ng mga atom na may mataas na vibrational frequency na ginagawang posible na magsagawa ng epektibong Nd 3+ laser generation sa kanila ayon sa isang apat na antas na pamamaraan na may pagsipsip ng pump light ng sariling mga banda ng pagsipsip ng neodymium.

Ang mga laser na ito ay batay sa mga nakakalason at malapot na likido, na agresibo din, na makabuluhang nagpapaliit sa pagpili ng mga posibleng materyales sa pagtatayo (kuwarts, salamin, Teflon) at pinipilit ang maingat na pagsasara ng mga cuvettes. Ang isang napakahirap na gawain ay ang disenyo ng mga yunit para sa pumping working fluid.

Ang lasing wavelength ay 1.056; 1.0525 µm. Ang mga laser ay maaaring gumana pareho sa mode na free-running at sa single-pulse mode, at sila ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang self-Q-switching mode, na nagpapakita ng sarili sa mababang halaga ng cavity Q-factor.

12. COPPER VAPOR LASER

Ang isa sa mga tagumpay ng teknolohiya ng laser ay ang paggawa ng stimulated radiation mula sa isang daluyan na nabuo ng tansong singaw. Ang mga singaw na ito ay bunga ng isang gas discharge sa helium sa isang mataas na rate ng pag-uulit ng pulso at makabuluhang average na kapangyarihan, na tinitiyak ang isang mataas na temperatura sa gas discharge tube - mga 1600 °K. Ang radiation ay puro sa mga alon na 0.51 at 0.58 microns. Bilang karagdagan sa isang mataas na pakinabang, ang mga naturang laser ay nagbibigay ng kahusayan ng hanggang 1%. Ang average na kapangyarihan ng laser ay umabot sa 50W.

Dahil sa malaking pakinabang at maikling tagal ng pagbabaligtad ng populasyon, ang paggamit ng hindi matatag na mga resonator ay epektibo sa pagkuha ng sapat na mababang beam divergence.

KONGKLUSYON

Sa nakalipas na ilang taon, ang malawak na pananaliksik sa larangan ng quantum electronics ay isinagawa sa Russia at sa ibang bansa, ang iba't ibang mga laser ay nilikha, pati na rin ang mga aparato batay sa kanilang paggamit. Ginagamit na ngayon ang mga laser sa lokasyon at komunikasyon, sa kalawakan at sa lupa, sa medisina at konstruksiyon, sa teknolohiya ng kompyuter at industriya, at sa teknolohiyang militar. Ang isang bagong pang-agham na direksyon ay lumitaw - holography, ang pagbuo at pag-unlad nito ay hindi rin maiisip nang walang mga laser.

Gayunpaman, ang limitadong saklaw ng gawaing kursong ito ay hindi nagpapahintulot sa amin na mapansin ang isang mahalagang pang-agham na aspeto ng quantum electronics bilang laser thermonuclear fusion, na batay sa ideya ni N. G. Basov, na ipinahayag noong 1962, tungkol sa paggamit ng laser radiation upang makabuo ng thermonuclear plasma. Ang katatagan ng light compression ay isang pangunahing problema sa laser fusion.

Ang gawaing kurso ay hindi rin sumasaklaw sa mga mahahalagang lugar tulad ng laser separation ng isotopes, laser production ng mga purong sangkap, laser chemistry, laser spectroscopy. Ngunit ang simpleng paglilista sa mga ito ay nagmumungkahi na ang mga laser ay sumasalakay sa ating katotohanan sa isang malawak na harapan, kung minsan ay nagbibigay ng mga natatanging resulta. Ang tao ay mayroong isang bagong unibersal at epektibong kasangkapan para sa pang-araw-araw na gawaing pang-agham at pang-industriya.

Ang nakababatang henerasyon ay kailangang malaman hangga't maaari tungkol sa kawili-wiling device na ito na muling gumagawa sa mundo, at maging handa na gamitin ito sa mga aktibidad na pang-edukasyon, siyentipiko at militar.

Panitikan

1. Fedorov B.F. Mga laser. Mga pangunahing kaalaman sa device at application. - M.: DOSAAF, 1988.

2. Gershenzon E.M., Malov N.N. Pangkalahatang kurso sa pisika: Optics at atomic physics. - M.: Edukasyon, 1981.

3. Myakishev G.Ya. Pisika: Teksbuk. Para sa ika-11 baitang. - M.: Edukasyon, 1993.

4. Savelyev I.V. Pangkalahatang kurso sa pisika: Quantum optics. Atomic physics. Solid state physics. Physics ng atomic nucleus at elementarya na mga particle. - M.: Nauka, 1987.

5. Orlov V.A. Laser sa kagamitang militar. - M.: Military Publishing House, 1976.

Mga katulad na dokumento

Ang kasaysayan ng paglikha ng laser. Ang prinsipyo ng operasyon ng laser. Ang ilang mga natatanging katangian ng laser radiation. Application ng lasers sa iba't-ibang teknolohikal na proseso. Ang paggamit ng mga laser sa industriya ng alahas at sa teknolohiya ng computer. Kapangyarihan ng mga laser beam.

abstract, idinagdag noong 12/17/2014


Ang prinsipyo ng operasyon ng laser. Pag-uuri ng mga modernong laser. Mga epekto sa anyo kung saan ang biological na epekto ng high-intensity laser radiation ay natanto sa mga tisyu ng katawan. Epektibong mga kadahilanan ng laser radiation. Mga kahihinatnan ng pagkilos ng light flux.

pagtatanghal, idinagdag noong 05/19/2017


Pag-aaral sa kasaysayan ng pagtuklas, layunin at mekanismo ng pagpapatakbo ng mga laser - pinagmumulan ng magkakaugnay na optical radiation, ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito ay batay sa paggamit ng phenomenon ng stimulated radiation. Laser sa teknolohiya, abyasyon, medisina at agham.

abstract, idinagdag noong 12/20/2010


Prinsipyo ng pagpapatakbo at mga uri ng mga laser. Mga pangunahing katangian ng isang laser beam. Mga pamamaraan para sa pagtaas ng lakas ng laser radiation. Pag-aaral ng mga tampok ng optical quantum generators at ang kanilang radiation, na natagpuan ang aplikasyon sa maraming industriya.

course work, idinagdag noong 12/20/2010


Ang laser ay isang quantum generator na naglalabas sa hanay ng nakikita at infrared na radiation. Diagram ng laser device at ang prinsipyo ng operasyon nito. Pansamantalang mga mode ng pagpapatakbo ng device, dalas ng supply ng enerhiya. Paglalapat ng mga laser sa iba't ibang sangay ng agham at teknolohiya.

abstract, idinagdag 02/28/2011


Ang batayan ng operating prinsipyo ng lasers. Pag-uuri ng mga laser at ang kanilang mga pangunahing katangian. Paggamit ng laser sa pagmamarka ng produkto. Paraan ng paggulo ng aktibong sangkap. Ang pagkakaiba-iba ng laser beam. Saklaw ng wavelength. Mga lugar ng aplikasyon ng laser.

malikhaing gawain, idinagdag noong 02/24/2015


Ang paglikha ng optical quantum generator o laser ay isang mahusay na pagtuklas sa pisika. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga laser. Pinasigla at kusang paglabas. Gas, semiconductor tuloy-tuloy, gas-dynamic, ruby ​​​​laser. Mga lugar ng aplikasyon ng mga laser.

pagtatanghal, idinagdag noong 09/13/2016


Mga katangian ng mga materyal na semiconductor at pinagmumulan ng radiation. Pagkonekta sa pinagmulan sa hibla. Mga disenyo ng single-mode laser, mga tampok ng DBR lasers. Pagkalkula ng mga parameter ng isang multimode laser na may Fabry-Perot cavity. Mga Light Emitting Diodes (LED).

abstract, idinagdag noong 06/11/2011


Ang konsepto at layunin ng isang laser, ang prinsipyo ng pagpapatakbo nito at mga bahagi ng istruktura. Mga uri ng laser at ang kanilang mga katangian. Ang pamamaraan at pangunahing yugto ng pagsukat ng wavelength ng laser radiation, at ang pamamaraan para sa paghahambing ng spectra ng sapilitan at kusang radiation nito.

gawaing laboratoryo, idinagdag noong 10/26/2009


Ang kababalaghan ng sapilitang (induced) radiation bilang pisikal na batayan ng operasyon ng laser. Istraktura ng laser (pinagmulan ng enerhiya, working fluid at mirror system). Katangian karagdagang mga aparato sa isang sistema ng laser upang makakuha ng iba't ibang mga epekto.