Научная Петербургская Академия

: Лазер

: Лазер

Глава четвертая ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРОВ

Прежде всего следует отметить, что исследования взаимодействия лазерного

излучения с веществом представляют исключительно большой научный

интерес. Лазеры находят широкое применение в современных физических,

химических и биологических исследованиях, имеющих фундаментальный

характер.

Ярким примером могут служить исследования в области нелинейной оптики.

Как уже отмечалось, лазерное излучение, обладающее достаточно высокой мощностью,

может обратимо изменять физические характеристики вещества, что приводит к

различ- , иым нелинейно-оптическим явлениям.

Лазер дает возможность осуществлять сильную концентрацию световой мощности в

пределах весьма узких частотных интервалов: при этом возможна также плавная

перестройка частоты. Поэтому лазеры широко применяются для получения и

исследования оптических спектров веществ. Лазерная спектроскопия

отличается исключительно высокой степенью точности (высоким разрешением). Лазеры

позволяют также осуществлять избирательное возбуждение тех или иных состояний

атомов и молекул, избирательный разрыв определенных химических связей. В

результате оказывается возможным инициирование конкретных химических

реакций, управление развитием этих реакций, исследование их кинетики.

Пикосекундные лазерные импульсы дали начало исследованиям целого ряда

быстропротекающих процессов в веществе и, в частности, в биологических

структурах. Отметим, например, фундаментальные исследования процессов

фотосинтеза. Эти процессы весьма сложны и, к тому же, протекают крайне

быстро — в пикосекундной временной шкале. Использование сверхкоротких световых

импульсов дает уникальную возможность проследить за развитием подобных

процессов и даже моделировать отдельные их звенья.

Роль лазеров в фундаментальных научных исследованиях исключительно велика. Более

подробная беседа на эту тему потребовала бы, однако, рассмотрения ряда

специальных вопросов, а также соответствующей подготовки читателя. Поэтому,

говоря ниже о применениях лазеров, сосредоточим внимание лишь на чисто

практических применениях и, в частности, промышленных применениях.

При обсуждении практических применений лазеров обычно выделяют два направления.

Первое направление связывают с применениями, в которых лазерное излучение

(как правило, достаточно высокой мощности) используется для целенаправленного

воздействия на вещество. Сюда относят лазерную обработку материалов (например,

сварку, термообработку, резку, пробивание отверстий), лазерное разделение

изотопов, применения лазеров в медицине и т. д. Второе направление

связывают с так называемыми информативными применениями лазеров — для передачи

и обработки информации, для осуществления контроля и измерений.

Рассмотрим наиболее важные практические применения лазеров. При этом везде

будем обращать основное внимание не столько на конкретные технические

устройства и системы, сколько на принципиальные вопросы, связанные с тем или

иным применением лазеров и лазерных систем.



(C) 2009