резонанс середовища, що виявляється в одно-або Багатофотонні поглинанні світла; активна лазерна спектроскопія розсіювання - резонанс, що виявляється в розсіянні світла (комбінаційному, релєєвського, Мандельштама-Бріллюена, гіперкомбінаціонном, гіперрелеевском і т.п.). Оптичний відгук середовища на вплив хвиль накачування і зондуючого випромінювання може бути когерентним (пов'язаним з наведеної нелінійної оптичної поляризацією середовища) або некогерентним (пов'язаним з оптично-індукованим обуренням заселеність рівнів енергії), відповідно розрізняють когерентну і некогерентного активну лазерну спектроскопію.
Активна лазерна спектроскопія називається стаціонарної або нестаціонарної залежно від того, досліджується усталений (стаціонарний) або несталий (перехідний, нестаціонарний) оптичний відгук середовища. В останньому випадку для порушення і зондування середовища використовуються короткі лазерні імпульси, тривалість яких менше характерних часів встановлення і релаксації досліджуваних збуджених станів середовища.
За допомогою зондуючого випромінювання можна вивчати модуляцію оптичних характеристик середовища (модуляційний варіант активної лазерної спектроскопії), що спричинюється випромінюванням накачування; крім того, завдяки обуренню середовища накачуванням можуть з'являтися нові спектральні або просторові компоненти зондуючого випромінювання, на їх дослідженні заснований генераційний варіант активної лазерної спектроскопії. Різні способи збудження і зондування, застосовувані в активної лазерної спектроскопії, наведено на рис. на прикладі дворівневої системи.
Одним з методів активної лазерної спектроскопії є когерентна спектроскопія комбінаційного розсіювання світла. За допомогою активної лазерної спектроскопії вдається вирішувати завдання, недоступні іншим методам спектроскопії поглинання або розсіювання світла, значно збільшити інформативність оптичної спектроскопії, підвищити відношення сигнал/шум на виході традиційних спектрометрів, поліпшити їх спектральне, просторове і тимчасовий дозвіл.
2.
Види лазерів і їх застосування
По режиму роботи лазери можна розділити на імпульсні і безперервного дії . По виду активного середовища лазери діляться на газові, рідинні , напівпровідникові та твердотільні . За способом накачування: лазери з оптичним накачуванням, газорозрядні лазери, хімічні лазери, іжекціонние, лазери і з електронною накачуванням.
Для всіх лазерів характерні наступні особливості випромінювання:
1) велика тимчасова і просторова когерентність. Час когерентності П„ становить 10 -3 с, що відповідає довжині когерентності
;
2) сувора монохроматичність:;
3) велика щільність потоку енергії;
4) дуже мале кутове розбіжність у пучку (від 5 В· 10 -4 радіан до 4 В· 10 -2 радіан).
Коефіцієнт корисної дії лазерів змінюється від 0,01% (для гелій-неонового лазера) до 75% (для лазера на склі з неодимом).
Потужність безперервного випромінювання лазерів змінюється від 10 -3 Вт (гелій-неоновий лазер) до 10 5 Вт (Газодинамический лазер на CO 2 ). Потужність імпульсного випромінювання змінюється від 10 Вт (напівпровідникові лазери) до 10 13 Вт (лазери на склі з неодимом).
Особливості лазерного випромінювання знаходять найрізноманітніше застосування. Здатність лазера концентрувати світлову енергію в просторі, часу і вузькому спектральному інтервалі може бути використана двояко:
1) нерезонансне вплив потужних світлових потоків на речовину в безперервному і імпульсному режимах (Лазерна обробка матеріалів), використання потужних лазерів для вирішення проблеми термоядерного синтезу;
2) резонансне вплив на атоми, молекули і молекулярні комплекси, що викликають процеси фотодиссоціації, фотоіонізації, фотохімічні реакції.
нерезонансних, тепловий вплив лазерного випромінювання, використовуване в лазерної технології обробки матеріалів, спрощує операцію отримання отворів у твердих, крихких, тугоплавких матеріалах. Наприклад, лазерна технологія ефективна при виготовленні алмазних фільєр - робочого інструменту машин для волочіння дроту: через отвір в філь'єрі простягається обробляється матеріал. Лазерна технологія використовується для різання матеріалу, нанесення малюнка на його поверхню, освіта потрібного мікрорельєфу на ній. Лазерне зварювання дозволяє з'єднати метали і сплави, що не зварюються звичайним способом.
Зокрема, в медицині (хірургії) лазерний промінь у ряді випадків з успіхом використовується в якості хірургічного скальпеля. В офтальмології лазерним променем прикріплюють відшарувалася сітківку ока. Зазначимо, що в медицині використовують і резонансне вплив лазерного променя на тканини організму, зокрема, малопотужне випромінювання ге...
