Крылов К.И., Прокопенко В.Т., Тарлыков В.А. Основы лазерной техники (1990) (1151950)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Лопуиеено Государсоиеннмм номитмпом СССР по народному обравованию в качестве учебноео пособии для студентчи приборостроителанмк спеииалыимтей вузов Ленинград "Машиностроением Ленинградское отделение 1990 ББК 31.86-5-01 К85 УДК 621.375.826 (075.8) Р е ц а н з е н т ы: д-р техн. наук проф. Е, Н. Котлнков н кафедра приборов н метадон контроля качества н лазерной техники СЗПН В учебном пособия наложены основы работы лазеров. Подробно рассмотрена работа пассавнын злементоз, приведены вероятностный метод описания пропессов н полуклассяческая теория лазеров. Основное внимание уделено описанию различных таков лазеров: газовых, жидкостных, твердотельных и полупроводниковых.

Рассмотрены приборы управления лазерным излучением, свойства лазерного излучения к нелинейно-оптические явления. 2302030400 — 012 033 (01) — 00 ББК 31.30-3-01 15ВИ 5-2!7-00899-7 © К. И. Крвслов, В. Т. Прокопенко, В. А. Тарлнаков, 1990 Крвзлов К. И. н др. К85 Основм лазерной техники: Учеб. пособие дли студентов приборостроительных нпец. вузов~К. И. Крылов, В. Т. Прокопенко, В. А. Тарлнзков. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-нне, 1990.

— 316 с.: нл. 15В51 5-217-00899-7 ПР ЕДИ СЛО ВИ Е В настоящее время многие высшие учебные заведения нашей страны ведут подготовку специалистов по оптике лазеров, квантовой электронике, применению лазеров в промышленности и технике. Это связано с тем, что, во-первых, разработка физических 'основ работы лазеров является предметом многих самостоятельных направлений в физике и технике, таких, как нелинейная оптика, когерентная оптика, квантовая электроника, адаптивная оптика, лазерная спектроскопия, теория резонаторов, термоядерный синтез и другие.

Во-вторых, современные достижения лазерной техники позволяют создавать высокоэффективные приборы и системы на основе лазеров, используемые во всем мире в самых различных областях промышленности. Лазеры применяются при обработке и сварке металлов, полупроводников, раскрое тканей, хирургических операциях, в медицине, системах связи, локации, оптоэлектронике и других областях. Полный перечень занял бы ., много места и вряд ли был полным, поскольку области применения лазеров постоянно увеличиваются. Несмотря на широкое внедрение различных аспектов лазерной оптики, техники и технологии в учебные планы и программы подготовки специалистов, в СССР не издавались учебные пособия , по основам лазерной техники.

Исключением является «Курс лекций по квантовой электроникеэ Н. В. Карлова, выпущенный издательством «Наука» в 1983 году. Этот курс состоит из двух частей. В первой части рассматриваются физические основы квантовой электроники, а во второй — активные среды наяболее распространенных лазерных систем. Изложение основ лазерной техники, включающих описание пассивных элементов лазеров, способы измерения параметров лазерного излучения, рассмотрения приборов управления излучением лазеров, применение лазеров, практически ие затронуто в этом курсе.

Кроме того, часть материала к настоящему времени фактически устарела, Также следует отметить, что составители программ курсов, читаемых по основам лазерной техники в вузах страны, вынуждены пользоваться в основном переводной литературой, в которой отечественная лазерная техника освещена слабо. В связи с этим появилась необходимость написания краткого учебного пособия по лазерной технике, в котором в сравнительно простой, но в достаточно строгой форме были бы изложены основные прияципы работы лазеров, рассмотрены основные их типы и режимы работы, основные свойства излучения, приборы управления лазерным лучом, а также возможности применения лазеров. ~ ° 3 В основе курса лежит ряд учебных программ Ленинградского инзтитута точной механики н оптики, читаемых на протяжении ряда лет студентам и слушателям повышения квалификации, получающим образование по профилю оптических специальностей.

Курс рассчитан на подготовленных читателей. Для его понимания требуется звание курса общен физики и дополнительных курсов по оптике и физике по программам технических вузов. Дело в том, что лазерная техника зародилась на основе квантовой теории излучения, радиофизики н классической оптики, содержание которых составило основной ее фундамент.

Дальнейшее развитие потребовало включения в этот перечень необходимых сведений из области строения вещества и взаимодействия излучения с веществом. Все это привело к необходимости того, чтобы приступающий к изучению лазерной техники уже обладал знаниями, превосходящими содержание общего курса физики, обычно излагаемого в технических вузах. Поэтому вузы, осуществляющие специализированную подготовку в области лазерной техники, предусматривают изучение некоторых разделов теоретической физики, включающих в себя электродинамику, статистическую физику, квантовую механику и физику твердого тела. Прн ознакомлении студентов с лазерной техникой в неспециализированных вузах, з таких, как приборостроительные, зти разделы теоретической физики студентам не излагаются.

Поскольку предполагается, что данное учебное пособие будет использоваться и студентами зтнх вузов, возникла необходимость непосредственного включения некоторых основных положений таких разделов, как электромагнитная теория света, зонная теория полупроводников, элементарные процессы при электрическом разряде в газах, н других„ органически связывая нх изложение с рассмотрением вопросов, яепосрелственно относящихся к лазерам.

Эти разделы по возможноств представлены в объеме, не загромождающем учебное пособие излишним материалом, но в то же время необходимом для углубленного понимания процессов в лазерах и при нх применении. Материал учебного пособия может быть использован в качестве самостоятельного курса по основам лазерной техники. Части материала могут быть включены а специализированные курсы по оснонам физики лазеров н кван~овей электроники, читаемых студентам старших курсов, аспирантам и научно-техническим работникам, специализирующихся в области лазерного приборостроения, разработки лазерных систем н оптики.

Авторы выражают глубокую благодарность коллегам, принявшим участие в обсуждении учебного пособия, в процессе которого были высказаны полезные советы, а также техническому нерсоналу„оказавших большую помощь в оформлении руконнсн. Авторы заранее благодарны всем, кто пришлет свои замечания, советы и пожелания по адресу; 191065, Ленинград, ул. Дзержинского, 10, Ленинградское отделение нзд-ва ~Мзшнностроеннез. вввдвнив в квйнтовж элвктронику Глава1 хь опонтднкоБ к выкуждннноБ ИЗЛУЧБНИБ Все окружающие иас тела состоят из элементарных частиц (атомов) или из групп определенным образом объединенных атомов (молекул).

Любая молекула состоит нз совокупности электронов и атомных ядер, движение и взаимное расположение которых определяют значение внутренней энергии молекулы. Каждый атом или молекула может обладать различными, ио вполне определенными значениями энергии„т. е. находиться в том или другом энергетическом состоянии. Иначе говоря, их внутренняя энергия квантоваиа„вели построить диаграмму, откладывая по вертикали значение энергии атома *, то каждому значению его энергии будет соответствовать свой уровень.

н диаграмма состояний атома будет представлена рядом вполне определенных дискретных энергетических уровней. Одним из методов нахождения возможных значений энергии является решение уравнения Шредингера Ььр +-"-„~~ (Š— (У)~р = О, (1.1) где Š— полная энергия частицы с массой т, находящейся в силовом поле с потенциальной энергией (1, являющейся функцией координат; Ь вЂ” постоянная Планка, равная 6,625.10-ее Дж/с; ф — волновая функция координат н времени, непрерывная, конечная и однозначная во всех точках пространства. При этом оказывается, что решения уравнения (1.Ц могут быть только при определенных значениях энергии Е, и избранных функциях ьро Возможные значения энергии обычно называются собственными значениями энергия, а соответствующие нм функции — собственными функциями.

Величина ффе = )фв! определяет вероятность нахождения частицы в данной точке пространства. Например, для частицы, движущейся в параболической потенциальной яме (линейный гармонический осциллятор), возможные знзчеяпн энергий, найденные нз решения уравнения (1.1), отличаются друг от друга на одну и ту же величину ЛЕ (рис. ! .1).

Волновые же функции ьр, соответствующие различным значениям энергии, существенно различны. Диаграмма ее состояний представляется рядом вполне определенных дискретных, эквиди- Р " " * " Р ' " ГР г" Е. наложенное, если не судет сделано сиецнальныт оговорок, относится также н н молекуле. » Уравнение Шредингера для самого простата атома водорода, состоящего нз протона в одного электрона, находящегося а поле ядра, ввиду того что в данном случае (/ = — е'/г, имеет следующий вид: »'Е Ь»Р+ ЗЯ;е ~Е + "" ) тР 0 (1,2) Простейшим решением (1.2) являет. ся тр (г) = е — ", где а = пт»е//тт, при з — Е, =гпе"/(2Ь»).

Характеристики

Тип файла DJVU

Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.

Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.

Список файлов книги