При прохождении света через вещество поток может не только ослабляться, но и усиливаться при определенных условиях. Приборы в которых реализуются эти условия называются квантовыми генераторами. Квантовые генераторы, излучающие в диапазоне видимого света, называются лазерами (усиление света индуцированным излучением).
Если атомы рабочего вещества находятся в возбужденном состоянии с энергией Е2, то в основное состояние с энергией Е1 они могут перейти спонтанно, при этом излучив световой квант hν=Е2–Е1. Переход 2→1 может произойти и индуцированно под воздействием проходящего потока излучения. Переход 1→2 возможен только при поглощении фотона. При спонтанном излучении фотон имеет произвольное направление импульса. Фотон индуцированного излучения имеет то же направление, что и фотон, вызвавший его появление. Кроме этого эти фотоны когерентны.
Усиление проходящего потока излучения возможно только при инверсной заселенности уровней, т.е. число частиц с Е2, N2 должно быть больше N1. Исходя из распределения Больцмана, это возможно только при отрицательной абсолютной температуре, т.е. Т<0. Эта возможность реализуется различным образом в разных типах генераторов.
В настоящее время в качестве рабочего тела служат газы, жидкости, твердые тела, в том числе полупроводники.
Лазерное излучение характеризуется строгой монохроматичностью, высокой временной и пространственной когерентностью, большой интенсивностью и узостью пучка.
Лазеры в настоящее время используются везде, нет ни одной отрасли хозяйства, где бы не использовались лазеры (обработка тугоплавких материалов, операции с помощью лазерных скальпелей, передача информации, получение высокотемпературной плазмы, лазерные микроскопы, голография, обработка растений и семян, разделение атомов, зондирование атмосферы и т.д.).
Поможем написать любую работу на аналогичную тему