000627

112 имеет много названий. Физической основой ла- зера служит превращение спонтанного излуче- ния в вынужденное или стимулированное излу- чение. names given to what is essentially the same pro- cess. Laser start via spontaneous emission, then during continuous operation work by stimulated emission. 19.12. Стимулированное излучение. Про- цесс, при котором влетающий фотон определен- ной частоты взаимодействует с возбужденным электроном атома или молекулы и возвращает- ся на низкий уровень энергии. Освобожденная энергия передается электромагнитному полю, создавая новый фотон с фазой, частотой, поля- ризацией и направлением движения, которые идентичны фотонам падающей волны. Это из- лучение отличается от спонтанного излучения и лежит в основе действия лазера или мазера. 19.12. Stimulated emission  is the process by which an incoming photon of a specific frequency can interact with an excited atomic electron (or oth- er excited molecular state), causing it to drop to a lower energy level. The liberated energy transfers to the electromagnetic field, creating a new photon with a phase, frequency, polarization, and direc- tion of travel that are all identical to the photons of the incident wave. This is in contrast to spontane- ous emission, and which is at the heart of a laser or maser. 19.13. Лазер. Термин «лазер» возник из аб- бревиатуры «усиление света за счет стимули- рованного излучения радиации». Он представ- ляет собой электронное устройство, преобразу- ющее энергию в энергию узкого, интенсивного когерентного видимого или инфракрасного све- та, возникающего при стимулированном излу- чении с частотой f, определяемой из hf = E up – E low , где E up – энергия верхнего уровня возбужденных атомов и E low – энергия низкого уровня. Стиму- лирующие и испускаемые фотоны идентичны во всех отношениях и в совокупности образуют ла- зерное излучение. 19.13. Laser. The term «laser» originated as an acronym for «light amplification by stimulated emission of radiation». Laser is an electron device that converts input power into a very narrow, intense beam of coherent visible or infrared light. Laser light arises by stimulated emission. That is, radiation of a frequency given by hf = E up – E low can cause an atom to undergo a transition from an upper energy level E up to a lower energy level E low , with a photon of frequency f being emitted. The stimulating and the emitted photons are identical in every respect and combine to form laser light. 19.14. Свойства лазерного излучения. Ла- зерный свет, как свет от обычной лампочки, из- лучается, когда атомы переходят от одного кван- тового состояния к состоянию более низкой энергии. Однако, содействие атомов производит свет с несколькими особыми характеристиками: 1. Он высоко монохроматичен. Свет от лампоч- ки накаливания имеет непрерывный диапазон длин волн и не может быть столь монохроматичным. 2. Он высоко когерентен. Отдельные волны могут быть длиной в несколько сотен киломе- тров. Длина когерентности света обычной лам- пы меньше, чем один метр. 3. Он имеет высокую направленность, т.е. мало рассеивается. Например, на лунной по- верхности лазерный луч создает пятно с диаме- тром несколько километров. 4. Он хорошо фокусируется. Луч света, сосре- доточенный на малом пятне имеет большую ин- тенсивность. Пятно может быть настолько малым, что его интенсивностью составит 10 17 Вт/см 2 . 19.14. Properties of laser radiation. Laser light, like the light from an ordinary light bulb, is emit- ted when atoms make a transition from one quantum state to a quantum state of lower energy. However, the atoms of laser act together to produce light with several special characteristics: 1. It is highly monochromatic. Light from an incan- descent light bulb is spread over a continuous range of wavelengths and is certainly not monochromatic. 2. It is highly coherent. Individual long waves can be several hundred kilometers long. The coher- ence length emitted by a light bulb is typically less than a meter. 3. It is highly directional . A laser beam spreads very little. For example, a laser pulse generates a spot on the Moon’s surface with a diameter of a few kilometers. 4. It can be sharply focused. The light beam that can be focused to the smaller spot will have the great- er intensity at that spot. For laser light, the focused spot can be so small that an intensity of 10 17 W/cm 2 .