Новости Почему нельзя спускать влажные салфетки и ватные
Download 0.55 Mb. Pdf ko'rish
|
Lazer nurlanishining qanday xususiyatlari
KUCHLI LAZERLAR
Zamonaviy amaliy fizikaning rivojlanishidagi asosiy tendentsiyalardan biri bu energiya zichligini oshirish va uni yanada qisqa vaqt ichida chiqarish yo'llarini izlashdir. Kvant elektronikasining jadal rivojlanishi kuchli lazerlarning katta oilasini yaratishga olib keldi. Yuqori quvvatli lazerlar fazoda va vaqtda rekord darajada yuqori energiya kontsentratsiyasini olish uchun ham, yorug'lik energiyasini materiyaga juda qulay etkazib berish uchun ham printsipial jihatdan yangi imkoniyatlar ochdi. Yuqori quvvatli lazerlarni yaratish bo'yicha aniq natijalar bilan tanishishdan oldin, ularni uch guruhga bo'lish mumkinligini esdan chiqarmaslik kerak - impulsli, takroriy impulsli va uzluksiz. Birinchisi bitta impulslarda yorug'lik chiqaradi, ikkinchisi uzluksiz ketma-ket impulslarda va, nihoyat, uchinchisi, uzluksiz nurlanish beradi. Quvvat nisbiy xususiyat bo'lib, u vaqt birligida qanday ish bajarilishini, qanday energiya sarflanishini yoki qabul qilinishini aytadi. Quvvat birligi, siz bilganingizdek, vatt (Vt) - bu 1 soniyada (s) chiqarilgan 1 J energiyaga to'g'ri keladi. Agar bu energiyaning chiqishi 10 soniyaga cho'zilgan bo'lsa, unda har bir soniya uchun atigi 0,1 J bo'ladi va shuning uchun quvvat 0,1 Vt bo'ladi. Xo'sh, agar soniyaning yuzdan bir qismida 1 J energiya chiqarilsa, unda quvvat allaqachon 100 vatt bo'ladi. Chunki jarayonning bunday intensivligi bilan soniyasiga 100 J. chiqarilgan boʻlardi.Bu “boʻlardi”ga eʼtibor bermaslik kerak – quvvatni aniqlashda jarayonning sekundning yuzdan bir qismigina davom etgani muhim emas. Bu vaqt ichida ozgina energiya ajralib chiqdi. Qudrat to'liq, yakuniy, harakat haqida emas, balki uning intensivligi, vaqtdagi konsentratsiyasi haqida gapiradi. Agar ish etarlicha uzoq davom etgan bo'lsa, hech bo'lmaganda bir soniyadan ko'proq davom etsa, unda quvvat bir soniyada aslida nima qilinganligini ko'rsatadi. Impulsli lazerda nurlanish juda qisqa vaqt davom etadi, soniyaning ba'zi arzimas ulushlari va hatto kichik nurlangan energiya bilan ham jarayon juda siqilgan, vaqt o'tishi bilan to'plangan bo'lib chiqadi va quvvat juda katta bo'lib chiqadi. . Bu erda, masalan, 1960 yilda yaratilgan birinchi lazerda, birinchi yoqut lazerida nima sodir bo'ldi: u taxminan 1 J energiya va 1 ms (millisoniya, sekundning mingdan biri) davomiyligi bilan yorug'lik impulsini chiqardi. , ya'ni impuls kuchi 1 kVt edi. Bir muncha vaqt o'tgach, lazerlar paydo bo'ldi, ular bir xil joul energiyani ancha qisqaroq pulsda - 10 ns gacha (nanosekund, soniyaning milliarddan biri) chiqaradi. Bunday holda, bir xil joul energiyasiga ega bo'lgan impulsning kuchi allaqachon 100 ming kVt ga etdi. Bu hali 2 million kVt quvvatga ega Kuybishevskaya GESi emas, lekin u allaqachon kichik shaharcha uchun elektr stantsiyasidir. Farqi shundaki, lazer bu ulkan quvvatni faqat soniyaning milliarddan bir qismida, elektr stantsiyasi esa tunu-kun uzluksiz ravishda ishlab chiqadi. Joriy lazerlar 0,01 ns gacha davomiylikdagi impulslarni beradi, bir xil energiya 1 J bilan ularning quvvati 100 million kVt ga etadi. Lazer nurlari - bu juda tartibli kogerent nurlanish oqimi, yuqori yo'nalishli, kichik qattiq burchakda to'plangan. Aynan shu fazilatlarning barchasi uchun biz bunday yuqori narxni to'laymiz - lazerlarning samaradorligi foizlarning ulushini yoki eng yaxshisi, bir necha foizni, ya'ni lazer nurlanishining har bir jouliga o'nlab yoki hatto yuzlab joulni tashkil qiladi. nasos energiyasini sarflash kerak. Ammo ko'pincha bunday yuqori to'lov ham to'liq oqlanadi - miqdorni yo'qotish orqali biz sifatga ega bo'lamiz. Xususan, lazer nurining kogerentligi, yo'nalishini keyingi fokuslash bilan birga juda kichik hajmda, masalan, diametri 0,1 mm bo'lgan sharga va jarayonning vaqt ichida siqilishi, ya'ni. juda qisqa impulsli nurlanish katta energiya zichligini olish imkonini beradi. Bu 1-jadvalni eslatadi. Jadvaldan ko'rinib turibdiki, fokuslangan yuqori quvvatli lazer nurida energiya konsentratsiyasi normal zichlikdagi materiyani to'liq yo'q qilish, to'liq konvertatsiya qilish uchun rekord qiymatdan atigi ming marta kam. massani energiyaga aylantiradi. Lazer kuchining ortishi ba'zilari bilan bog'liq umumiy muammolar , birinchi navbatda, ishlaydigan suyuqlikning xususiyatlari bilan, ya'ni radiatsiya tug'ilgan moddaning o'zi. Ammo impulsli, takroriy impulsli va cw lazerlarga xos muammolar ham mavjud. Masalan, impulsli lazerlar uchun muhim muammolardan biri juda qisqa impulslarning kuchli yorug'lik maydonida optik elementlarning barqarorligidir. Cw va takroriy impulslar uchun issiqlikni yo'qotish muammosi juda muhim, chunki bu lazerlar yuqori o'rtacha quvvatni rivojlantiradi. Uzoq portlash rejimida ishlaydigan lazer uchun impuls quvvati bir pulsning energiyasi vaqt ichida qanchalik jamlanganligini va bir soniya davom etgan bir qator impulslar tomonidan bajarilgan ish haqida o'rtacha ko'rsatadi. Masalan, agar lazer soniyasiga 1 ms davomiylik va har birida 1 J energiya bilan 20 ta impuls bersa, u holda impuls kuchi 1 kVt, o'rtacha quvvat esa 20 Vt bo'ladi. Lazerlarning barcha turlari juda oddiy energiya ko'rsatkichlari bilan boshlangan va ko'pincha turli yo'llar bilan yaxshilangan. Xususan, birinchi impulsli lazer erkin ishlash rejimida ishladi - unda lazer nurlanishining ko'chkisi o'z-o'zidan paydo bo'ldi va qo'zg'alish tugagandan so'ng yana o'z-o'zidan to'xtadi. Puls bugungi me'yorlarga ko'ra uzoq vaqt davom etdi va bu nisbatan past impuls kuchini aniqladi. Bir necha yil o'tgach, ular rezonatorga Kerr xujayrasi yoki boshqa shunga o'xshash elementni kiritib, Q-ko'chirish usuli bilan avlodni boshqarishni o'rgandilar, bu esa uning o'zgarishini o'zgartiradi. optik xususiyatlar ... Oddiy holatda hujayra yopiq, shaffof emas va bo'shliqda lazerli ko'chki paydo bo'lmaydi. Faqat qisqa elektr impuls ta'sirida hujayra ochiladi va ishchi muhitda qisqa lazer zarbasi paydo bo'ladi. Uning davomiyligi lazer oynalari orasidagi yorug'likning o'tish vaqtidan bir necha baravar ko'p bo'lishi mumkin, ya'ni 10-20 ns bo'lishi mumkin. Bu usul impuls davomiyligining kamayishi hisobiga impuls kuchining sezilarli o'sishini ta'minladi. Pikosekundgacha bo'lgan juda qisqa impulslar sinxronizatsiya rejimida yoki aks holda rejimni qulflash rejimida qabul qilinadi. Bu erda rezonatorga maxsus chiziqli bo'lmagan element kiritiladi, u o'zini boshqacha tutadi, nurlanishning turli intensivlikdagi portlashlari uchun bir xilda oqartiriladi va go'yo nanosekundlik yorug'lik impulsidan juda qisqa pikosekundlik intensivlikdagi portlashlarni kesib tashlaydi. Download 0.55 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling