Слово «лазер» - аббревиатура, образованная из начальных букв английской фразы Light amplification by stimulated emission of radiation - усиление света за счет создания стимулированного излечения. Следовательно, лазер или оптический квантовый генератор - это генератор электромагнитного излучения оптического диапазона, основанный на использовании вынужденного (стимулированного) излучения. Идея о возможности использования неравновесных квантовых систем была впервые высказана еще в 1951 г. советским физиком В. А. Фабрикантом и его сотрудниками. Практически наименование «лазер» используется не только при генерации электромагнитного излучения видимого диапазона, но и для частот, лежащих в ближнем и дальнем инфракрасном, ультрафиолетовом и даже в рентгеновском диапазонах. Основополагающие работы в области квантовой электроники были отмечены присуждением Нобелевской премии по физике академикам А. М. Прохорову и Н. Г. Басову и американскому ученому Ч. Таунсу.
Лазер как техническое устройство состоит из трех основных элементов: активной среды, системы накачки и соответствующего резонатора. В зависимости от характера активной среды лазеры подразделяются на следующие типы: твердотельные, (на кристаллах или стеклах), газовые, лазеры на красителях, химические, полупроводниковые и др. В качестве резонатора обычно используют плоскопараллельные зеркала, с высоким коэффициентом отражения, между которыми размещается активная среда. Накачка, т. е. перевод атомов активной среды на верхний уровень, обеспечивается или посредством мощного источника света, или электрическим разрядом.
|
|
Основными техническими характеристиками лазеров являются: длина волны (l), мкм; ширина линии излучения (sl); интенсивность излучения лазеров, определяемая по величине энергии (Ww) или мощности (Ри) выходного пучка и выражаемая в джоулях (Дж) или ваттах (Вт); длительность импульса (tu) - измеряется в секундах (с); частота повторения импульсов F, измеряемая в герцах (Гц).
Классификация лазеров. В основу классификации лазеров, приведенной в «Санитарных нормах и правилах устройства и эксплуатации лазеров» (1981), положена степень опасности лазерного излучения для обслуживающего персонала. По этой классификации лазеры разделены на 4 класса:
класс 1 (безопасные) - выходное излучение не опасно для глаз;
класс 2 (малоопасные) - опасно для глаз прямое или зеркально отраженное излучение;
класс 3 (среднеопасные) - опасно для глаз прямое, зеркально, а также диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности, и (или) для кожи прямое или зеркально отраженное излучение;
|
|
класс 4 (высокоопасные) - опасно для кожи диффузно отраженное излучение на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.
Классификация определяет специфику воздействия излучения на орган зрения и кожу. В качестве ведущих критериев при оценке степени опасности генерируемого лазерного излучения приняты величина мощности (энергии), длина волны, длительность импульса и экспозиция облучения.
Существует классификация лазеров по физико-техническим параметрам, при этом учитывается агрегатное состояние активного рабочего вещества (твердое, жидкое, газообразное), характер генерации (импульсный, непрерывный), способ накачки активного вещества (оптический, электрический, химический и др.).