WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаФізика → Лазер. Класифікація, історія, будова, робота, види та застосування лазерів - Реферат

Лазер. Класифікація, історія, будова, робота, види та застосування лазерів - Реферат

Реферат

на тему:

Лазер. Класифікація, історія, будова, робота, види та застосування лазерів

План

Вступ. Визначення.

1. Загальна інформація

2. Класифікація лазерів

3. Історія лазерів

3.1. Лазерний візир

3.2. Лазерний спектральний аналіз

3.3. Лазерні маркшейдерські інструменти

4. Будова лазера

5. Робота лазера

6. Види лазерів

7. Застосування лазерів

Використані джерела

Вступ. Визначення.

Лазер (англ. LASER — Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, підсилення світла за допомогою вимушеного випромінювання) (рос. лазер, англ.laser, нім. Laser m)— пристрій для ґенерування або підсилення монохроматичного світла, створення вузького пучка світла, здатного поширюватися на великі відстані без розсіювання і створювати винятково велику густину потужності випромінювання при фокусуванні (108 Вт/см для високоенергетичних лазерів). Лазер працює за принципом, аналогічним принципові роботи мазера. Лазери використовуються для зв'язку (лазерний промінь може переносити набагато більше інформації, ніж радіохвилі), різання, пропалювання отворів, зварювання, спостереження за супутниками, медичних і біологічних досліджень і в хірургії.

Інша назва лазера - оптичний квантовий генератор.

1. Загальна інформація

Лазер – джерело когерентного, монохроматичного і вузькоспрямованого електромагнітного випромінювання оптичного діапазону, яке характеризується великою густиною енергії. Існують газові лазери, рідинні та на твердих тілах (діелектричних кристалах, склі, напівпровідниках). В лазері має місце перетворення різних видів енергії в енергію лазерного випромінювання. Головний елемент лазара – активне середовище, для утворення якого використовують: вплив світла, електричний розряд у газах, хімічні реакції, бомбардування електронним пучком та ін. методи "накачування". Активне середовище розташоване між дзеркалами, які утворюють оптичнийрезонатор. Існують лазери неперервної та імпульсної дії. Лазери отримали широке застосування в наукових дослідженнях (фізика, хімія,біологія, гірнича справа тощо), голографії і в техніці. Наприклад, у геодезії, маркшейдерії, у кінці ХХ ст. створено новий метод лазерної сепарації алмазів з потоку руди (Гудаєв О. А., Канаєв И. Ф., Шлюфман Е. М. // Датчики і системи. – 1999).

2. Класифікація лазерів

За схемами функціонування:

  • 3-рівневі

  • квазі-4-рівневі

  • 4-рівневі

За агрегатним станом активного середовища:

  • газові

  • рідинні

  • твердотільні

За методом отримання інверсії:

  • з електронною накачкою

  • з хімічною накачкою

  • з оптичною накачкою

  • з тепловою накачкою

Найбільш розповсюдженою є класифікація за фізичими особливостями активного середовища:

  • твердотільні — solid-state laser

  • напівпровідникові — semiconductor laser

  • волоконні — fiber laser

  • газові — gas laser

  • іонні — ion laser

  • молекулярні — molecular laser

  • рідинні — dye laser

  • газодинамічні — gasdynamic laser

  • хімічні — chemical laser

  • ексимерні — eximer laser

  • лазери на центрах забарвлення — color centers laser

  • фотодисоціаційні — photodissociation laser

  • лазери на вільних електронах — free electron laser

  • рентгенівські — x-ray laser

  • лазери з перебудовою довжини хвилі генерації — tunable laser

  • раманівські — raman laser

  • параметричні — parametric laser

3. Історія лазерів

  • Хронологію винаходів у лазерній техніці – див. у додатку.

3.1. Лазерний візир

Лазерний візир (рос. лазерный визир, англ. laser sight, нім. Laservisier n) – світлопроекційний прилад для створення опорної лінії в просторі. Застосовується для задання напрямку похилим гірничим виробкам у підземних умовах. Забезпечує можливість оперативного контролю прямолінійності виробки, визначення відхилення від заданого напрямку у горизонтальній та вертикальній площинах. Складається з газового (гелій-неонового) лазера з телескопічною колімуючою системою і підставки з піднімальними і відліковими механізмами. Моделі Л. в. мають пристрої стабілізації і зміни напрямку світлового пучка. Прилад встановлюється на стандартну підставку на штативі, має вертикальну і горизонтальну осі обертання випромінювача. Граничні значення кутів повороту в горизонтальній площині – 180°, у вертикальній – 20°. Опорна лінія (вісь світлового пучка, випромінюваного лазерним приладом), орієнтована в просторі по заданому напрямку.

3.2. Лазерний спектральний аналіз

Лазерний спектральний аналіз (рос. лазерный спектральный анализ, англ. laser spectrum analysis; нім. Laserspektralanalyse f) – якісне і кількісне визначення елементного і молекулярного складу речовини шляхом дослідження його спектрів, які отримують за допомогою лазерного випромінювання. Використання лазерів забезпечує граничні значення найбільш важливих для спектрального аналізу характеристик: чутливість на рівні детектування одиничних атомів і молекул, вибірковість аж до реєстрації частинок з певними квантовими характеристиками в суміші частинок, гранична спектральна (до повного усунення впливу приладу) і часова (до 10 – 14 с) точність, можливість дистанційного аналізу (до дек. км). Л.с.а. використовується, як правило, в тих випадках, коли необхідні характеристики не можуть бути отримані за допомогою традиційних методів і приладів спектрального аналізу.

3.3. Лазерні маркшейдерські інструменти

Лазерні маркшейдерські інструменти (рос. лазерные маркшейдерские инструменты, англ. laser instruments for mine surveying, нім.Lasermarkscheideinstrumente n pl, Lasermarkscheidewerkzeuge n pl) – маркшейдерські інструменти та прилади (лазерний візир, лазерна рулетка та ін.), в яких візування здійснюється вузькоспрямованим пучком червоного світла, утвореного проектором, в основу якого покладено газовий (частіше гелій-неоновий) лазер. Найбільш поширеним у гірничій практиці є лазерний покажчик напряму ЛУН різних модифікацій, який застосовується для задання напрямку гірничим виробкам при їх проходці. Встановлюється на стаціонарній підставці у виробці. Основною перевагою є наявність дистанційного управління, що дає можливість вмикати і вимикати прилад, знаходячись від нього на відстані кількох сотень метрів безпосередньо у вибої. Правильність напрямку виробки контролюється по положенню світлової плями лазерного променя на стінці вибою.

4. Будова лазера

Лазер - джерело світла. У порівнянні з іншими джерелами світла лазер має низку унікальних властивостей, пов'язаних з когерентністю і високою спрямованістю його випромінювання. Випромінювання "нелазерних" джерел світла не має цих особливостей.

"Серце лазера" - його активний елемент. В одних лазерів це кристалічний або склянний стрижень циліндричної форми. В інших - запаяна скляна трубка, всередині якої перебуває спеціально підібрана газова суміш. В третіх - кювета зі спеціальною рідиною. Відповідно розрізняють лазери твердотільні, газові й рідинні.

При нагріванні будь-яке тіло починає випромінювати тепло. Однак випромінювання теплового джерела поширюється в усіх напрямках , тобто заповнює тілесний кут 4π стерадіан. Формування спрямованого пучка від такого джерела, здійснюване за допомогою системи діафрагм або оптичних систем, що складаються з лінз і дзеркал, завжди супроводжується втратою енергії. Жодна оптична система не дозволяє одержати на поверхні освітлюваного об'єкта потужність випромінювання більшу, ніж у самім джерелі світла.

Loading...

 
 

Цікаве