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.
|
