Теория лазеров

Хотя оптический прибор, именуемый лазером или оптическим квантовым генератором, был изобретен только в 1960 г., к настоящему времени уже опубликованы тысячи работ, посвященных теории, практическим приложениям и возможным применениям в будущем. Число исследователей, занимающихся этим вопросом, очень велико, особенно в США, и на исследования уже израсходованы значительные суммы, часть из которых пошла на разработку неосуществимых проектов.

Лазер представляет собой новый вид источника света с совершенно особыми свойствами. Свет, который он излучает, отличается необычайной яркостью, сосредоточен в очень резко ограниченном интервале длин волн и в очень высокой мере когерентен; кроме того, он может быть сжат в очень узкий параллельный пучок. Когда мы говорили об интерференции, мы упомянули, что волновой фронт бывает приблизительно когерентным, когда волна исходит из малого отверстия. Хотя излучение такого источника более или менее когерентно, но интенсивность его очень мала. Большая яркость лазера в сочетании с высокой когерентностью и параллельностью испускаемого луча открыла совершенно новые перспективы, и можно сказать, что лазеры — это путь к осуществлению подлинной революции в использовании света.

Слово лазер — LASER — образовано из первых букв слов полного английского наименования Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (усиление света путем вынужденной эмиссии излучения). Действие лазера основано на квантовых процессах, называемых инверсией населенности в. оптической накачкой. Познакомимся сначала с инверсией населенности, описывающей состояние атомов газа или твердого тела в определенных условиях возбуждения.

Когда в условиях инверсии населенности уровней электрон переходит на нижний уровень, испуская фотон, то последний, проходя через вещество, по сути дела, проходит через множество окружающих его возбужденных атомов и способен вызвать излучение фотола у какоголибо из них (подробнее - читать далее)