Реферат : Лазеры, их применение 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Реферат >> Физика


Лазеры, их применение




Лазеры,

их применение

Доклад по физике

Ученика 11 класса “A

Гуральского Юрия

Слово “лазер” представляет собой абревиатуру английской фразы “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”, переводимой как усиление света в результате вынужденного (индуцированного) излучения. Гипотеза о существовании индуцированного излучения была высказана в 1917 г. А Эйнштейном. Советские ученые Н.Г. Басов и А.М. Прохоров и независимо от них американский физик Ч. Таунс использовали явление индуцированного излучения для создания микроволнового генератора радиоволн с длинной волны =1,27 см.

Чтобы создать лазер или оптический квантовый генератор – источник когерентного света необходимо:

  1. рабочее вещество с инверсной населенностью. Только тогда можно получить усиление света за счет вынужденных переходов.

  2. рабочее вещество следует поместить между зеркалами, которые осуществляют обратную связь.

  3. усиление, даваемое рабочим веществом, а значит, число возбужденных атомов или молекул в рабочем веществе должно быть больше порогового значения, зависящего от коэффициента отражения полупрозрачного зеркала.

Первым квантовым генератором был рубиновый твердотельный лазер. Также были созданы: газовые, полупроводниковые, жидкостные, газодинамические, кольцевые (бегущей волны).

Лазеры нашли широкое применение в науке – основной инструмент в нелинейной оптике, когда вещества прозрачные или нет для потока обычного света меняют свои свойства на противоположные.

Лазеры позволили осуществить новый метод получения объемных и цветных изображений, названный голографией.

Лазеры широко применяются в медицине, особенно в офтальмологии, хирургии и онкологии, способные создать малое пятно, благодаря высокой монохроматичности и направленности. В офтальмологии лазерное излучение с энергией 0,2 – 0,3 дж позволяет осуществлять ряд сложных операций, не нарушая целостности самого глаза. Одной из таких операций является приварка и укрепление отслоившейся сетчатки с помощью коагуляционных спаек. Кроме того, лазерный луч применяется для выжигания злокачественных и доброкачественных опухолей. В хирургии сфокусированный световой луч непрерывного лазера (мощностью до 100 Вт) служит чрезвычайно острым и стерильным скальпелем, осуществляющим бескровные операции даже на печени и селезенке. Весьма перспективно использование непрерывных и импульсных лазеров для прижигания ран и остановки кровотечений у больных с пониженной свертываемостью крови.

Лазерная обработка металлов. Возможность получать с помощью лазеров световые пучки высокой мощности до 1012 –1016 вт/см2 при фокусировки излучения в пятно диаметром до 10-100 мкм делает лазер мощным средством обработки оптически непрозрачных материалов, недоступных для обработки обычными методами (газовая и дуговая сварка). Это позволяет осуществлять новые технологические операции, например, просверливание очень узких каналов в тугоплавких материалах, различные операции при изготовлении пленочных микросхем, а также увеличения скорости обработки деталей. При пробивании отверстий в алмазных кругах сокращает время обработки одного круга с 2-3 дней до 2 мин. Наиболее широко применяется лазер в микроэлектронике, где предпочтительна сварка соединений, а не пайка. Основные преимущества: отсутствие механического контакта, возможность обработки труднодоступных деталей, возможность создания узких каналов, направленных под углом к обрабатываемой поверхности.

Лазерная связь и локация. По сравнению с существующими средствами радиосвязи и радиолокации лазерные обладают двумя основными преимуществами: узкой направленностью передачи и широкой полосой пропускания передаваемых частот. Сам лазер создает направленный луч (расходимостью ~10'), а прменение оптической системы позволяет сформировать еще более параллельный луч (расходимостью ~2-3''). Один лазерный луч позволяет передавать сигнал в полосе частот ~100 Мгц. Это дает возможность одновременной передачи 200 телевизионных каналов.

Первые сведения о применении лазерной локации относятся к 1962 г., когда была осуществлена локация Луны. Увеличение мощности, излучаемой лазером, сделает возможным картографирование поверхности Луны с Земли с высокой точностью (около 1,5 м). Лазерная локация применяется также в геофизике для определения высоты облаков, исследовании инверсионных и аэрозольных слоев в атмосфере, турбулентности и т.п.

Лазерные системы навигации и обеспечения безопасности полетов. Одним из основных элементов инерциальных систем навигации, широко используемых в авиации, являются гироскопы, которые в основном и определяют точность системы. Лазерные гироскопы обладают достаточно высокой точностью, большим диапазоном измерения угловых скоростей, малым собственным дрейфом, невосприимчивостью к линейным перегрузкам. Лазеры успешно применяются как измерители скорости полета (воздушной и путевой), высотомеры. Лазерные курсо-глиссадные системы обеспечивают безопасность полетов, связанную с увеличением точности систем посадки, снижения ограничений по метеоусловиям, обеспечением больших удобств работы экипажа при выполнении такого ответственного участка полета, как посадка. В близи взлетно-посадочного полотна установленные лазерные лучи создают геометрическую картину, позволяющую судить о правильности выдерживания траектории посадки.

Лазерные системы управления оружием резко повысили точность попадания. Лазерная полуактивная система наведения состоит из лазерного целеуказателя (лазерной системы подсвета цели) и боеприпаса с лазерной головкой самонаведения.

Похожие работы:

  • Лазеры. Основы устройства и их применение

    Реферат >> Физика
    ... , нагретых до нескольких тысяч кельвин. 5)Применение лазеров. Лазеры используют во многих сферах деятельности ... : «Физика» РЕФЕРАТ НА ТЕМУ: ЛАЗЕРЫ. ОСНОВЫ УСТРОЙСТВА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ Выполнил ученик Миронов Евгений ...
  • Лазеры и их применение в медицине

    Реферат >> Медицина, здоровье
    ... 1 ЛАЗЕРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ 2 ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И ЦЕЛИ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛАЗЕРОВ 3 ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЛАЗЕРОВ В ... кожи и видимых слизистых оболочек и др. 1 ЛАЗЕРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ Несмотря на общую природу ...
  • Лазеры

    Доклад >> Физика
    ... первые результаты использования лазеров в промышленности продемонстрировали возможность и экономическую эффективность их применения в условиях массового ...
  • Революция в оптике (лазеры и их применения)

    Реферат >> Промышленность, производство
    Революция в оптике (лазеры и их применения). Реферат выполнил студент 1 курса 3080 ... и их излучение нашли применение во многих отраслях промышленности. Так, например, в индустрии наблюдается применение лазеров ...
  • Лазер

    Реферат >> Физика
    ... представить без применения лазеров и устройств на их основе. Глава 1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЛАЗЕРА Лазеры обычно называют ... совершенствование конструкции современных лазеров приводит к неуклонному расширению областей их применения. Очевидно в ближайшее время ...
  • Лазер

    Реферат >> Радиоэлектроника
    ... импульса Л. открыло применение в качестве затворов просветляющихся ... и их применения составляют содержание нелинейной оптики. Газовые лазеры. ... Применение лазеров. Одновременно с созданием первых Л. начали развиваться различные направления их применений ...
  • Сканеры и принтеры, сфера их применения

    Доклад >> Информатика, программирование
    ... Сканеры и принтеры, сфера их применения студентки II курса социологического ... используют: в лазерных принтерах - полупроводниковый лазер; в светодиодных - светодиодную матрицу; в ... области, называемой короной. Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует ...
  • Кривые линии и поверхности, их применение в радиоэлектронике и автоматике

    Реферат >> Коммуникации и связь
    ... Введение Кривые линии и поверхности их применение в радиоэлектронике и автоматике. ... , антенн, амортизаторов приборов, зеркал лазера, корпусов датчиков и т. д. ... форму эллипсоида имеют зеркала антенн и лазеров, излучатели антенн, поверхности положения и ...
  • Лазеры в стоматологии

    Реферат >> Медицина, здоровье
    ... специфичности к зубным тканям ограничивают их применение. 1. Принцип лазерного луча ... поражения; Оперативная стоматология. 4. Применение лазера в стоматологии При помощи лазерных ... зубов лазером. лазер стоматология лечение луч Заключение Лазеры комфортны ...
  • Лазеры

    Реферат >> Физика
    ... предназначаются зеркала резонатора. Их общая оптическая ось выделяет ... масса измеряется тоннами. Разнообразие лазеров объясняется применением разных типов активных элементов ... диапазоне. Соответствующие генераторы излучения (их называли мазерами) были созданы ...