лощині дзеркал. При правильно підібраному пропущенні дзеркал, точної їх налаштування щодо один одного і щодо поздовжньої осі середовища з інверсної населеністю зворотній зв'язок може виявитися настільки ефективною, що випромінюванням вбік можна буде повністю знехтувати в порівнянні з випромінюванням, що виходить через дзеркала. На практиці це, дійсно, вдається зробити. Таку схему зворотного зв'язку називають оптичним резонатором, і саме цей тип резонатора використовують у більшості існуючих лазерів.
У 1955 р. одночасно і незалежно Н. Г. Басовим і А. М. Прохоровим в СРСР і Ч. Таунсом в США був запропонований принцип створення першого в світі генератора квантів електромагнітного випромінювання на середовищі з інверсної населеністю , в якому вимушене випускання в результаті використання зворотного зв'язку призводило до генерації надзвичайно монохроматичного випромінювання.
Через кілька років, в 1960 р., американським фізиком Т. Мейманом був запущений перший квантовий генератор оптичного діапазону - лазер, у якому зворотній зв'язок здійснювалася за допомогою описаного вище оптичного резонатора, а інверсна населеність збуджувалася в кристалах рубіна, опромінюваних випромінюванням ксеноновим лампи-спалаху. Рубіновий кристал являє собою кристал оксиду алюмінію Аl2О3 з невеликою добавкою = О, 05% хрому. При додаванні атомів хрому прозорі кристали рубіна набувають рожевий колір і поглинають випромінювання в двох смугах ближньої ультрафіолетової області спектра. Всього кристалами рубіна поглинається близько 15% світла лампи-спалаху. При поглинанні світла іонами хрому відбувається перехід іонів в збуджений стан В результаті внутрішніх процесів збуджені іони хрому переходять в основний стан не відразу, а через два порушених рівня. На цих рівнях відбувається накопичення іонів, і при досить потужної спалаху ксеноновим лампи виникає інверсна населеність між проміжними рівнями і основним рівнем іонів хрому. p align="justify"> Торці рубінового стрижня полірують, покривають відбивають інтерференційними плівками, витримуючи при цьому строгу паралельність торців один одному.
При виникненні інверсіїзаселеність рівнів іонів хрому в рубіні відбувається лавинної наростання числа вимушено випущених фотонів, і зворотного зв'язку на оптичному резонаторі, утвореному дзеркалами на торцях рубінового стрижня, забезпечує формування вузькоспрямованого променя червоного світла. Тривалість лазерного імпульсу = 0.0001 с, трохи коротше тривалості спалаху ксеноновим лампи. Енергія імпульсу рубінового лазера близько 1 ДЖ. p align="justify"> За допомогою механічної системи (що обертається дзеркало) або швидкодіючого електричного затвора можна включити зворотний зв'язок (налаштувати одне з дзеркал) у момент досягнення максимальної інверсіїзаселеність і, отже, максимального посилення активного середовища. У цьому випадку потужність індукованого випромінювання буде надзвичайно велика і інверсія населеності зніметься вимушеним випромінюванням за дуже короткий час.
У цьому режимі модульованим добротності резонатора випромінюється гігантський імпульс лазерного випромінювання. Повна енергія цього імпульсу залишиться пріблізітепьно на тому ж рівні, що і в режимі вільної генерації , але внаслідок скорочення в сотні разів тривалості імпульсу також у сотні разів зростає потужність випромінювання, досягаючи значення = 100 000 000 Вт
Відомо, що спрямований вузький промінь світла можна отримати в принципі від будь-якого джерела, поставивши на шляху світлового потоку ряд екранів з маленькими отворами, розташованими на одній прямій. Уявімо собі, що ми взяли нагріте чорне тіло і за допомогою діафрагм отримали промінь світла, з якого за допомогою призми або іншого спектрального приладу виділили промінь з шириною спектру, відповідній ширині спектра лазерного випромінювання. Знаючи потужність лазерного випромінювання, ширину його спектру і кутову розбіжність променя, можна за допомогою формули Планка обчислити температуру уявного чорного тіла, використаного в якості джерела світлового променя, зквівалентного лазерному променю. Цей розрахунок приведе нас до фантастичної цифрі: температура чорного тіла повинна бути порядку десятків мільйонів градусів! Дивну властивість лазерного променю - його висока ефективна температура (навіть при відносно малій середньої потужності лазерного випромінювання або малої енергії лазерного імпульсу) відкриває перед дослідниками великі можливості, що абсолютно нездійсненні без використання лазера. p align="justify"> Лазери розрізняються: способом створення в середовищі інверсної населеності, або, інакше кажучи, способом накачув...
