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.
|
|
|