Читать онлайн «Гелий-неоновый лазер и усиление электромагнитного излучения: Методические указания к лабораторной работе»

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ Лабораторная работа 3. 3 В. Ф. Климкин Гелий-неоновый лазер и усиление электромагнитного излучения Введение В 1954 г. Н. Г. Басовым и А. М. Прохоровым в Физическом институте АН СССР им. П. Н. Лебедева (г. Москва) и Ч. Г. Таунсом с сотрудниками в Колумбийском университете (США) были разработаны теоретические основы квантовых генераторов, и был создан первый молекулярный квантовый генератор электромагнитного излучения на пучке молекул аммиака с длиной волны λ ~ 1 см (молекулярный генератор СВЧ-диапазона или мазер). Этот год можно считать годом рождения квантовой электроники. Несколько позже, в 1957 г. , Н. Примерно в это же время появились и первые идеи создания квантовых генераторов электромагнитного излучения в оптическом диапазо- не (А. Л. Шавлов и Ч. Г. Таунс, 1958 г. ). В 1960 г. в США Т. Мейманом был разработан первый опти- ческий квантовый генератор (лазер) на кристалле рубина, дающий излучение в видимой области спектра. Первый газовый лазер (на смеси гелия и неона) был создан в 1961 г. в США А. Джаваном с сотрудниками. В 1962–1963 гг. в США и СССР были разработаны первые полупроводниковые лазе- ры. В настоящее время создано большое число различных типов оптических квантовых генераторов (ОКГ), работающих на различных длинах волн. Высокая мощность, временная и пространственная когерентность, направленность излучения спо- собствовали широкому применению лазеров. Например, в технике (обработка материалов), медицине (хирургические операции), биологии, химии (управление химическими реакциями), в физических исследованиях (лазерный термоядерный синтез, спектроскопия, лазерная диагностика) и др. Пред- ставляется перспективным создание на основе лазеров эффективных систем световой связи (передача информации, телевизионных изображений), локации (более точное измерение расстояний), элемен- тов вычислительной техники. Появление лазеров способствовало также бурному развитию гологра- фии. Создание мощных лазеров привело к обнаружению новых физических явлений, лежащих в ос- нове нелинейной оптики. За фундаментальные исследования в области квантовой электроники, приведшие к созданию квантовых генераторов и усилителей нового типа, Н. Г. Басову и А. М. Прохорову совместно с Ч. Та- унсом в 1964 г. была присуждена Нобелевская премия по физике. Следует отметить, что явление вынужденного или индуцированного излучения атомов под воздействием света было введено в рассмотрение А.