Основные свойства лазерного луча - Лазеры
Лазеры являются уникальными источниками света. Их уникальность определяют свойства, которыми не обладают обычные источники света. В противоположность, например, обычной электрической лампочке, электромагнитные волны, зарождающиеся в различных частях оптического квантового генератора, удаленных друг от друга на макроскопические расстояния, оказываются когерентны между собой. Это значит что все колебания в различных частях лазера происходят согласованно.
Чтобы разобрать понятие когерентности в деталях, нужно вспомнить понятие интерференции. Интерференция - это взаимодействие волн, при котором происходит сложение амплитуд этих волн. Если удается запечатлеть процесс этого взаимодействия, то можно увидеть так называемую интерференционную картину (она выглядит как чередование темных и светлых участков).
Интерференционную картину осуществить довольно трудно, так как обычно источники исследуемых волн порождают волны несогласованно, и сами волны при этом будут гасить друг друга. В этом случае интерференционная картина будет чрезвычайно размыта или же не будет видна вовсе. Следовательно, решение проблемы получения интерференционной картины лежит в использовании двух зависимых и согласованных источников волн. Волны от согласованных источников излучают таким образом, что
Разность хода волн будет равна целому числу длин волн. Если это условие выполняется, то амплитуды волн накладываются друг на друга и происходит интерференция волн. Тогда источники волн можно назвать когерентными.
Когерентность волн, и источников этих волн можно определить математически. Пусть Е1 - напряженность электрического поля, создаваемая первым пучком света, Е2 - вторым. Допустим, что пучки пересекаются в некоторой точке пространства А. Тогда согласно принципу суперпозиции напряженность поля в точке А равна
Е = Е1 + Е2
Так как в явлениях интерференции и дифракции оперируют относительными значениям величин, то дальнейшие операции будем производить с величиной - интенсивность света, которая обозначена за I и равна
I = E2.
Меняя величину I на определенную ранее величину Е, получаем
I = I1 + I2 + I12,
Где I1 - интенсивность света первого пучка,
I2 - интенсивность света второго пучка.
Последнее слагаемое I12 учитывает взаимодействие пучков света и называется интерференционным членом. Это слагаемое равно
I12 = 2 (E1 * E2).
Если взять независимые источники света, например, две электрические лампочки, то повседневный опыт показывает, что I = I1 + I2, то есть результирующая интенсивность равна сумме интенсивностей налагающихся пучков, а потому интерференционный член обращается в ноль. Тогда говорят, что пучки некогерентны между собой, следовательно некогерентны и источники света. Однако, если накладывающиеся пучки зависимы, то интерференционный член не обращается в ноль, а потому I I1 + I2. В этом случае в одних точках пространства результирующая интенсивность I больше, в других - меньше интенсивностей I1 и I2. Тогда и происходит интерференция волн, а значит источники света оказываются когерентными между собой.
С понятием когерентности также связано понятие пространственной когерентности. Два источника электромагнитных волн, размеры и взаимное расположение которых позволяет получить интерференционную картину, называются пространственно когерентными.
Другой замечательной чертой лазеров, тесно связанной с когерентностью их излучения, является способность к концентрации энергии - концентрации во времени, в спектре, в пространстве, по направлению распространения. Первое означает то, что излучение оптического генератора может длиться всего около сотни микросекунд. Концентрация в спектре предполагает, что ширина спектральной линии лазера очень узка. Это монохроматичность.
Лазеры также способны создавать пучки света с очень малым углом расхождения. Как правило, это значение достигает 10-5 рад. Это значит, что на Луне такой пучок, посланный с Земли, даст пятно диаметром около 3 км. Это является проявлением концентрации энергии лазерного луча в пространстве и по направлению распространения.
Похожие статьи
-
Применение лазерного луча в промышленности и технике - Лазеры
Оптические квантовые генераторы и их излучение нашли применение во многих отраслях промышленности. Так, например, в индустрии наблюдается применение...
-
Пластмассы. Основные характеристики пластмасс - Пластмассы. Их свойства и области применения
Пластические массы (пластмассы, пластики) -- материалы на основе природных или синтетических полимеров, способные под влиянием нагревания и давления...
-
Основные требования к KS качеству выполняемой работы, Зеркало и его свойства - Изготовление прихожей
1. ЛДСП не должно быть с царапинами и сколами. 2. Не должно быть вздутости и влаги. 3. все соединения должны быть прочными и на местах соединения не...
-
Монохроматичность лазерного излучения. Его мощность - Лазеры
Для некоторых квантовых генераторов характерна чрезвычайно высокая степень монохроматичности их излучения. Любой поток электромагнитных волн всегда...
-
1) Согласно [4, с.24] основная пряжа I-го сорта вырабатывается по кардной системе прядения. 2) Основные физико-механические свойства основной пряжи...
-
Линии связи и основные свойства ВОЛС - Оптоволоконные проводники
На современном этапе развития общества в условиях научно-технического прогресса непрерывно возрастает объем информации. Как показывают теоретические и...
-
По объему, качеству и сортаменту выпускаемых ферросплавов промышленность Казахстана находится на уровне технически развитых стран, но при этом отстает от...
-
Наиболее сильные изменения свойств наноматериалов и наночастиц наступают в диапазоне размеров кристаллитов порядка 10 - 100нм. Основные физические...
-
Основные показатели физико-механических свойств суровой хлопчатобумажной пряжи В зависимости от выбранного в проекте ассортимента продукции должен...
-
Характеристики некоторых типов лазеров - Лазеры
Разнообразие лазеров. В настоящее время имеется громадное разнообразие лазеров, отличающихся между собой активными средами, мощностями, режимами работы и...
-
Оптические квантовые генераторы - уникальные источники света, Индуцированное излучение - Лазеры
Индуцированное излучение Одним из самых замечательных достижений физики второй половины двадцатого века было открытие физических явлений, послуживших...
-
Основные понятия - Асинхронный двигатель
Асинхронный двигатель трехфазного тока представляет собой электрическую машину, служащую для преобразования электрической энергии трехфазного тока в...
-
Введение, Основные понятия - Основные показатели надежности
Современный человек не мыслит своего существования без различных механизмов, которые упрощают жизнь и делают ее намного безопаснее. Любая используемая...
-
Метрология (от греч. "metron" - мера, "logos" - учение) - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения...
-
В промышленности и на транспорте широкое применение получили машины и оборудование, создающие вибрацию, неблагоприятно воздействующие на человека....
-
Световой луч! С давних времен человек в своих мечтах видел в нем надежного и мощного помощника, свободно проникающего в темницы, разрушающего любые...
-
Системы водоснабжения очень разнообразны, и их можно классифицировать по множеству признаков: По назначению, по виду, по характеру. Система водоснабжения...
-
Основные показатели качества регулирования - Автоматические регуляторы
К автоматическим системам регулирования предъявляются требования не только по устойчивости процессов регулирования во всем диапазоне нагрузок на объект,...
-
Свойства бумаги - Изобретение бумаги и ее производство
Одно из важнейших технических показателей бумаги, от которого зависят многие основные свойства - это состав бумаги. Бумага может быть чистоцеллюлозной....
-
Средство измерений (СИ) - Основные понятия о технических условиях и средствах измерений
Средство измерений (СИ) - техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее или...
-
Человек употребляет крупяные продукты с самого раннего возраста - с четырех - пяти месяцев, так как блюда из крупы - одни из первых продуктов прикорма...
-
Понятие о сплавах - Металлы и их свойства
Характерной особенностью металлов является их способность образовывать друг с другом или с неметаллами сплавы. Чтобы получить сплав, смесь металлов...
-
Послойный механизм роста происходит на ступенчатых подложках, имеющих кристаллическую структуру. Сначала осаждаемые атомы адсорбируются на поверхности в...
-
Рис. 2. Последовательность стадий роста пленки Образование покрытия начинается с возникновения зародышей. На первом этапе происходит столкновение атомов...
-
Создание пленок термическим методом, молекулярно-лучевой эпитаксией в вакууме или магнетронным, ионным в газовых средах происходит в следующей...
-
Плавка стали в основной дуговой электропечи. - Производство стали
Сырые материалы. Основным материалом для электроплавки является стальной лом. Лом не должен быть сильно окисленным, так как наличие большого количества...
-
Сплавы, диаграммы состояния двухкомпонентного сплава - Свойства металла
Как конструкционный материал металлы в чистом виде почти не используют. Материалы и сплавы принято делить на черные и цветные. Черные - железо, никель,...
-
Введение Электрическая станция - энергетическая установка, служащая для преобразования природной энергии в электрическую. Тип электрической станции...
-
Химические свойства - Целюллоза и ее применение
Химические свойства целлюлозы определяются прежде всего присутствием гидроксильных групп. Действуя металлическим натрием, можно получить алкоголят...
-
В настоящее время электронно-лучевые пушки очень широко применяются в промышленности. Они используются для сварки, нанесения покрытий, плавки, в научных...
-
Определив напряжение в опасном сечении растянутого (сжатого) стержня по формуле (2.2) и установив допускаемое напряжение в соответствии с соображениями,...
-
Для исследования радиофизических свойств радиопоглощающих полимерных материалов в настоящей работе было рассмотрено влияния весовой концентрации...
-
Плавка расчет взвешенный никелевый При заданной температуре: где R=8,314. Для химической реакции: ; , где R=8,314. Расчет lgKp по методу...
-
Строение, Физические свойства - Целюллоза и ее применение
Молекулярная формула целлюлозы (-C6H10O5-) N, как и у крахмала. Целлюлоза тоже является природным полимером. Ее макромолекула состоит из многих остатков...
-
Изготовление клепок. По способу изготовления клепка делится на колотую и пиленую. В лесу выбирают пригодные для заготовки (выколки) деревья с диаметром...
-
Низковольтные нейтронные генераторы имеют широкое применение в науке и в технике. Ими пользуются физики и химики, геологи и биологи, медики и инженеры....
-
Современный технический прогресс текстильной промышленности связан с развитием ее техники и технологии. Для успешного управления технологическими...
-
Расчет и подбор компрессора Холодильный компрессор - агрегат, отвечающий за сжатие и перекачку паров хладагента используется в промышленности и в...
-
Физические свойства алюминия - Особенности выплавки алюминиевых сплавов
Алюминий(лат. Aluminium, от alumen - квасцы) - химический элемент III гр. периодической системы, атомный номер 13, атомная масса 26,98154....
-
Весь оперативный цикл, при помощи которого производятся изделия, можно изложить в фазах процесса, описание которых приводится далее. Фаза 1 -...
Основные свойства лазерного луча - Лазеры