Презентація на тему «Лазер»

content: Лазер

content: Ла́зер - пристрій для генерування 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/см² для високоенергетичних лазерів).

content: 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.

content: Загальна інформаціяЛазер — 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.

content: Головний елемент лазера — 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 оптичний резонатор. Існують лазери неперервної та імпульсної дії. Лазери отримали широке застосування в наукових дослідженнях (фізика, хімія, біологія, гірнича справа тощо), голографії і в техніці.

content: Класифікація лазерів

content: За схемами функціонування:3-рівневіквазі-4-рівневі4-рівневі

content: За агрегатним станом активного середовища:газовірідиннітвердотільні

content: За методом отримання інверсії:з електронною накачкоюз хімічною накачкоюз оптичною накачкоюз тепловою накачкою

content: Історія лазерів

content: Лазерний візирСвітлопроекційний 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.

content: Лазерний візирСвітлопроекційний 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.

content: Лазерний спектральний аналізЯкісне і кількісне визначення елементного і молекулярного складу речовини шляхом дослідження його спектрів, які отримують за допомогою лазерного випромінювання. Використання лазерів забезпечує граничні значення найважливіших 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.

content: Лазерні маркшейдерські інструментиМаркшейдерські 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. Найпоширенішим 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.

content: Лазерні маркшейдерські інструментиМаркшейдерські 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. Найпоширенішим 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.

content: Будова лазера

content: Активне середовище (серце лазера)Система накачки (джерело енергії)Оптичний резонатор (система дзеркал)

content: 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.

content: «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.

content: Робота лазера

content: Збуджений атом може мимовільно (спонтанно) перейти на один з нижчих рівнів енергії, випромінивши при цьому квант світла. Світлові хвилі, випромінювані нагрітими тілами, формуються саме в результаті таких спонтанних переходів атомів і молекул. Спонтанне випромінювання різних атомів некогерентне. Однак, крім спонтанного випромінювання, існують випромінювальні акти іншого роду. Щоб створити лазер або оптичний квантовий генератор — джерело когерентного світла необхідно:

content: 1.робоча речовина з інверсною заселеністю. Тільки тоді можна одержати підсилення світла за рахунок вимушених переходів.2.робочу речовину слід помістити між дзеркалами, які здійснюють зворотний зв'язок.3.підсилення дає робоча речовина, а отже, число збуджених атомів або молекул у робочій речовині повинне бути більшим від певного порогового значення, що залежить від коефіцієнта відбиття напівпрозорого дзеркала.

content: Види лазерівРубіновий лазер працює в імпульсному режимі. Існують також лазери неперервної дії. У газових лазерах цього типу робочою речовиною є газ. Атоми робочої речовини збуджуються електричним розрядом. Застосовуються й напівпровідникові лазери безперервної дії. Вони створені вперше в нашій країні. У них енергія для випромінювання запозичиться від електричного струму. Створені дуже потужні газодинамічні лазери неперервної дії на сотні кіловатів. У цих лазерах «перенаселеність» верхніх енергетичних рівнів створюється при розширенні й адіабатному охолодженні надзвукових газових потоків, нагрітих до декількох тисяч Кельвін.

content: Застосування лазерівВеликі можливості відкриваються перед лазерною технікою в біології й медицині. Лазерний промінь застосовується не тільки в хірургії (наприклад, при операціях на сітківці ока) як скальпель, але й у терапії. Інтенсивно розвиваються методи лазерної локації й зв'язку. Локація Місяця за допомогою рубінових лазерів і спеціальних кутових відбивачів, доставлених на Місяць, дозволила збільшити точність виміру відстаней Земля — Місяць до декількох см.

content: Отримано обнадійливі результати в спрямованому стимулюванні хімічних реакцій. За допомогою лазерів можна вибірково збуджувати одне із власних коливань молекули. Виявилося, що при цьому молекули здатні вступати в реакції, які не можна або важко стимулювати звичайним нагріванням. За допомогою лазерної техніки інтенсивно розробляються оптичні методи обробки передачі й зберігання інформації, методи голографічного запису інформації, кольорове проекційне телебачення.