Передача лазерної енергії на космічні відстані
Зараз лазери отримали широке застосування в науці, техніці, побуті. Виникла нова область фізики - нелінійна оптика , в якій вивчається взаємодія потужного лазерного випромінювання з різними речовинами. За рахунок високої при лазерному випромінюванні напруженості електричного поля, що перевищує напруженість внутрішньоатомних електричних полів, відбуваються зміни в електронній оболонці атомів і виникає ряд нових явищ. Деякі з них коротко перераховані нижче.
Лазерний промінь може проникати через речовини, непрозорі для звичайного світла. При цьому можливе явище самофокусировки . Іноді спостерігається збільшення частоти лазерного випромінювання в два-три рази, якщо воно проходить через деякі речовини, наприклад, інфрачервоне випромінювання стає зеленим, частота якого в два рази вище. Таке явище називають генерацією гармонік (другий, третій і т.д.). Воно пояснюється тим, що при взаємодії лазерного випромінювання з атомами речовини можливе об'єднання двох, трьох і більше квантів в один. При подвоєнні частоти ККД досягає 100%. Можливий і зворотний процес: поділ кванта на два нових, причому сума енергій і сума частот отриманих двох квантів дорівнює енергії і частоті вихідного кванта. Обидві нові частоти можна змінювати, але сума їх залишається постійною. Лазерне випромінювання здатне керувати рухом атомів. Взаємодія лазерного випромінювання з атомами речовини викликає появу в спектрі цієї речовини нових ліній, за якими можна судити про деякі, раніше невідомих властивості речовини (нелінійна лазерна спектроскопія).
Важлива область застосування лазерного випромінювання - зв'язок. Для лазерного зв'язку характерна висока спрямованість і величезний діапазон частот, що дозволяє розмістити практично необмежену кількість передач різних видів інформації. За допомогою лазерного променя можна передавати одночасно десятки тисяч телевізійних програм або десятки мільйонів телефонних переговорів. Звичайно, для наземного зв'язку лазерним променем створюються перешкоди у вигляді різних крапельних утворень в атмосфері (дощ, туман, сніг). Наприклад, в густому тумані зв'язок можливий лише на сотні метрів. Таких перешкод немає в космосі, де можлива зв'язок на величезні відстані. На землі лазерна зв'язок без перешкод здійснюється за световодам. Вони являють собою кабелі зі спеціального скла або прозорої пластмаси. Ці речовини мають високу прозорістю і викликають дуже мале загасання лазерного променя. Світловоди цінні тим, що дозволяють економити кольорові метали, з яких робляться звичайні кабелі, і мають масу у багато разів менше, ніж у металевих кабелів.
Крім пристроїв зв'язку лазерне випромінювання використовується в локаторах, які мають більш високу точність, ніж радіолокатори. Лазерні промені застосовуються для точних геодезичних вимірювань, для зварювання та різання різних матеріалів, в тому числі надтвердих. Можливо пробивання лазерним променем отворів. Всі ці операції проводяться з високою точністю. Тому лазерна обробка матеріалів успішно застосовується в технології виготовлення мікросхем. Лазерне випромінювання може також чинити істотний вплив на хімічні реакції.
На використанні лазерного випромінювання заснована голографія - ...
