Главная  Усиленная люминесценция 

[0] [1] [ 2 ] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48]

гетеролазеров, обладающих более низким по сравнению с лазерами на р - rt-переходах (гомол азе-рами) порогом и работающих в непрерывном режиме при комнатной и более высоких температурах.

С момента появления первого лазера на рубине началось и продолжается бурное развитие квантовой электроники. Получена генерация на большом количестве новых объектов. К ним относятся кристаллы, стекла, пластмассы, жидкости, пары металлов, полупроводники и т. д. Генерируют пары воды, обычный воздух и плазма. Создан класс лазеров, в которых используются энергетические переходы предварительно ионизованных атомов-ионные лазеры. Вынужденное излучение является свойством не отдельно избранных соединений, а характерно для подавляющего большинства газообразных, жидких и твердых веществ. Невозможность получения генерации на определенных объектах следует рассматривать скорее не как правило, а как исключение.

Лазеры весьма разнообразны по своему устройству, размерам, мощности, спектральным и пространственно-временным характеристикам. Труба газового лазера может быть длиною несколько метров, а размеры лазерного диода составляют обычно доли миллиметра. Для возбуждения генерации используется оптическая накачка, электрический разряд в газах, пучок быстрых электронов, инжекционный ток, химические реакции, электрический пробой


БОГДАНКЕВИЧ Олег Владимирович - доктор физико - математических наук, профессор, заведующий кафедрой Московского физико-технического института, начальник отдела оптоэлектро-ники Всесоюзного научно-исследовательского центра по изучению свойств поверхности и вакуума Госстандарта. Родился 25 апреля 1928 г. в Москве. В 1952 г. окончил Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова. С 1953 по 1975 г. работал в Физическом институте им. П. Н. Лебедева АН СССР. В 1964 г. вместе с Н. Г. Басовым и А. Г. Девятковым создал первый лазер на основе

CdS с возбужденным пучком быстрых электронов. В 1966 г. совместно с Н. Г. Басовым н А. С. Насибовым предложил новый принцип лазерного проекционного телевидения. Исследовал повреждение зеркал резонатора при электронном возбуждении.

твердых тел (электрическое поле). А генерацию в рентгеновской области получают с помощью взрывов атомных бомб. Излучение полупроводниковых лазеров всех типов охватывает широкий диапазон электромагнитных волн от ближнего ультрафиолета с к = 0,32 мкм (сульфид цинка ZnS) до далекой инфракрасной области с Х = 200 мкм (p-Ge), примыкающей к коротким радиоволнам, полученным радиотехническими способами.

Реализованы различные временные режимы генерации: непрерывная генерация, импульсная свободная генерация микросекундной длительности, генерация в режиме модулированной добротности резонатора (наносекундные длительности), генерация в режиме синхронизации мод (пикосекундные импульсы). Лазер в сочетании с лазерным усилителем позволяет получать импульсы излучения длительностью несколько десятков фемтосекунд (1 фс = 10~с), что сравнимо с периодом световых колебаний.

Фантастическое сокращение длительности генерации сопровождается таким же невероятно большим увеличением мощности. Например, при энергии импульса 100 Дж мощность достигает 20 миллиардов ватт, что соответствует мощности Братской ГЭС. Правда, ГЭС постоянно имеет такую мощность, а лазер только несколько миллиардных долей секунды.

Исключительно ценными свойствами лазерного излучения является его высокая степень монохро-



матичности, когерентности и малый угол расходимости. Невообразимо велика спектральная интенсивность излучения лазера. Так, маломощный гелий-неоновый лазер в спектральном интервале Av = l кГц дает плотность мощности излучения порядка 10~Вт/см. На такой же интфвал в максимуме излучения Солнца (>о = 0,5 мкм) приходится 10" Вт/см, т. е. в 10 тысяч раз меньше. Температура поверхности Солнца 6000 °С. Чтобы получить требуемую плотность мощности излучения от абсолютно черного тела, следовало бы его нагреть примерно до 10°С.

Успешно ведутся работы по созданию, изучению свойств и применению лазеров. Во всем мире ежегодно в открытой печати появляется около семи тысяч публикаций по лазерам. Поэтому невозможно перечислить все даже самые крупные достижения в этой области.

Большой вклад в развитие квантовой электроники внесли и вносят советские, в том числе белорусские, ученые. Родоначальники квантовой электроники академики Н. Г. Басов, А. М. Прохоров вместе с американским ученым Ч. Таунсом в 1964 г. удостоены Нобелевской премии. Широкое международное признание получили работы Ж. И. Алферова и его сотрудников по гетеролазерам. Высокими правительственными наградами отмечены достижения по лазерам многих групп ученых и специалистов Москвы, Ленинграда, Минска, Киева и других научных центров. В 1972 г., в частности, академику АН БССР Б. И. Степа-


АЛФЕРОВ Жорес Иванович - академик, доктор физико - математических наук, лауреат Ленинской премии, Государственной премии СССР, профессор, директор Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе АН СССР, профессор Ленинградского электротехнического института. Родился 15 марта 1930 г. в г. Витебске. В 1952 г. окончил Ленинградский электротехнический институт. С 1952 г. работает в Физико-техническом институте АН СССР. Работы в области физики полупроводников, полупроводниковой и квантовой электроники, технической физики. Принимал

участие в создании первых отечественных транзисторов, фотодиодов, мощных германиевых выпрямителей. Открыл явление сверхинжекцин в гетеро-структурах. Создал «идеальные» полупроводниковые гетероструктуры на основе AlGaAs, внес выдающийся вклад в разработку инжекционных лазеров на гетерострукту-рах.

Экспериментальная реализация плавных и резких гетероструктур в Системе AlAs-GaAs, близких по свойствам к идеальным моделям, открытие в этих структурах эффективной инжекции и эффекта «сверхинжекции» послужили основой создания большого числа приборов, в которых гетеро-структура используется в качестве главного активного элемента

Ж. И. Алферов


Рис. В2. Лазерная технологическая установка «Квант»

нову и его сотрудникам А. Н. Руби-нову, В. А. Мостовникову присуждена Государственная премия СССР за цикл работ по исследованию явления оптической генерации в растворах сложных органических соединений и созданию на их основе (практически одновременно с учеными США и ФРГ) нового типа лазеров с плавно перестраиваемой частотой излучения в видимой и ближней инфракрасной областях спектра.

Широки и разнообразны применения мазеров и лазеров в науке, технике, медицине.

Первый мазер вследствие высокой стабильности частоты генерации сразу же стал применяться как высокоразрешающий спектроскоп и стандарт частоты. На его основе созданы эталоны длины и времени. (Например, погрешность сверхточных мазерных часов не более 1 с за 300 лет.)

Парамагнитные усилители сантиметрового диапазона на рубине характеризуются исчезающе низким коэффициентом шума. Поэтому на их основе созданы высоко-



чувствительные устройства, позволяющие принимать и усиливать слабые сигналы космических объектов, проводить радиолокацию планет и устанавливать сверхдальнюю радиосвязь.

Благодаря малой угловой расходимости и высокой монохроматичности лазерного луча его можно сфокусировать на площадке размером в тйсячные доли миллиметра и создать высокую концентрацию лучистой энергии. Это используется для промышленной обработки металлов (сверление, резание, сваривание). Лазер позволяет получить круглые отверстия диаметром 5 мкм в любом самом твердом материале, включая алмаз. Созданы лазерные станки для получения субмикронных отверстий в алмазных фильерах.

Применение лазеров в промышленности открывает новые возможности для автоматизации механических процессов и увеличения скорости обработки металлов. В отличие от других инструментов лазерный луч не изнашивается, не вносит загрязнений, может применяться в труднодоступных местах, в том числе в закрытых объемах.

В СССР и США проводятся опыты по получению управляемых термоядерных реакций в лазерных реакторах. В установке «Дельфин» 256 лучей от лазеров на неодимо-вом стекле фокусируются на микросфере, содержащей жидкий дейтерий и тритий. Зарегистрировано большое число нейтронов, указывающих на возникновение термоядерных реакций.


ЕЛИСЕЕВ Петр Георгиевич - доктор физико-математических наук, лауреат Государственной премии СССР, профессор, руководитель научной группы Физического института им. П. Н. Лебедева АН СССР (ФИАН). Родился 3 февраля 1936 г. в Москве. В 1959 г. окончил Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова. С 1963 г. работает в ФИАН. Участвовал в создании первых отечественных инжекционных лазеров на основе бинарных полупроводниковых соединений и их твердых растворов, а также гетеролазеров на основе твердых соединений InQaAsP, QaAlSbAs, InQaSbAs.

Внес значительный вклад в получение одномодовой и одночастотной генерации инжекционных лазеров. Автор или соавтор ряда крупных монографий и обзоров по полупроводниковым лазерам.

Среди множества приборов и устройств квантовой электроники инжекционный лазер занимает особое место. (...) он экономичен, компактен, имеет высокое быстродействие, кроме того, допускает перестройку частоты и пригоден для интеграции с другими полупроводниковыми приборами в монолитных схемах

П. Г. Елисеев

При изготовлении интегральных схем возникает необходимость производить термообработку пластин, сваривать детали схемы или удалять металлические покрытия с диэлектрической подложки. Лазерная установка позволяет не только строго дозировать количество, например, удаляемого покрытия в нужном месте, но и делать это путем пропускания луча через прозрачную подложку.

Оптические локаторы и дальномеры были в числе первых приборов, в которых нашло применение лазерное излучение. В земных условиях радиус действия оптических дальномеров составляет 10... 15 км, точность измерения ± 1 м. В космосе дальность увеличивается до тысяч и миллионов километров. Советские ученые надежно приняли сигналы лазера, отраженные от Луны, и уточнили расстояние до нашего естественного спутника. Разработаны системы, позволяющие производить картографирование морского дна и слепую посадку самолетов в сложных метеорологических условиях.

Лазеры постепенно вытесняют некогерентные источники света в измерительной технике, где используется интерференция света,- при точном измерении длин, показателей преломления и однородности деталей. Высокая точность обеспечивается при измерениях как малых, так и больших конструкций типа синхрофазотрона, космических кораблей и радиотелескопов. Высокая направленность лазерного излучения исполь-



[0] [1] [ 2 ] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48]

0.0008