реферат бесплатно, курсовые работы
 
Главная | Карта сайта
реферат бесплатно, курсовые работы
РАЗДЕЛЫ

реферат бесплатно, курсовые работы
ПАРТНЕРЫ

реферат бесплатно, курсовые работы
АЛФАВИТ
... А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

реферат бесплатно, курсовые работы
ПОИСК
Введите фамилию автора:


Лазеры

видимой части спектра, а волны 1,15 и 3,39 мкм - в инфракрасной.

При пропускании тока через гелий-неоновую смесь газов электронным

ударом атомы гелия возбуждаются до состояний 23S и 22S, которые являются

метастабильными, поскольку переход в основное состояние из них запрещен

квантово-механическими правилами отбора. При прохождении тока атомы

накапливаются на этих уровнях. Когда возбужденный атом гелия сталкивается с

невозбужденным атомом неона, энергия возбуждения переходит к последнему.

Этот переход осуществляется очень эффективно вследствие хорошего совпадения

энергии соответствующих уровней. Вследствие этого на уровнях 3S и 2S неона

образуется инверсная заселенность относительно уровней 2P и 3P, приводящая

к возможности генерации лазерного излучения. Лазер может оперировать в

непрерывном режиме. Излучение гелий-неонового лазера линейно поляризовано.

Обычно давление гелия в камере составляет 332 Па, а неона — 66 Па.

Постоянное напряжение на трубке около 4 кВ. Одно из зеркал имеет

коэффициент отражения порядка 0,999, а второе, через которое выходит

лазерное излучение, — около 0,990. В качестве зеркал используют

многослойные диэлектрики, поскольку более низкие коэффициенты отражения не

обеспечивают достижения порога генерации.

С02-лазер с замкнутым объемом. Молекулы углекислого газа, как и другие

молекулы, имеют полосатый спектр, обусловленный наличием колебательных и

вращательных уровней энергии. Используемый в CO2 - лазере переход дает

излучение с длиной волны 10,6 мкм, т. е. лежит в инфракрасной области

спектра. Пользуясь колебательными уровнями, можно несколько варьировать

частоту излучения в пределах примерно от 9,2 до 10,8 мкм. Энергия молекулам

CO2 передается от молекул азота N2, которые сами возбуждаются электронным

ударом при прохождении тока через смесь.

N2 CO2

(001)

10,6 мкм

9,6 мкм

(100)

(020)

(010)

Рис. 5. Схема энергетических уровней в CO2-лазере

Возбужденное состояние молекулы азота N2 является метастабильным и

отстоит от основного уровня на расстоянии 2318 см -1, что весьма близко к

энергетическому уровню (001) молекулы CO2 (рис. 5). Ввиду метастабильности

возбужденного состояния N2 при прохождении тока число возбужденных атомов

накапливается. При столкновении N2 с CO2 происходит резонансная передача

энергии возбуждения от N2 к CO2. Вследствие этого возникает инверсия

заселенностей между уровнями (001), (100), (020) молекул CO2. Обычно для

уменьшения заселенности уровня (100), который имеет большое время жизни,

что ухудшает генерацию при переходе на этот уровень, добавляют гелий. В

типичных условиях смесь газов в лазере состоит из гелия (1330 Па), азота

(133 Па) и углекислого газа (133 Па).

При работе CO2 - лазера происходит распад молекул CO2 на СО и О,

благодаря чему активная среда ослабляется. Далее СО распадается на С и О, а

углерод осаждается на электродах и стенках трубки. Всё это ухудшает работу

СO2-лазера. Чтобы преодолеть вредное действие этих факторов в закрытую

систему добавляют пары воды, которые стимулируют реакцию

СО + О ® CO2.

Используются платиновые электроды, материал которых является

катализатором для этой реакции. Для увеличения запаса активной среды

резонатор соединяется с дополнительными емкостями, содержащими CO2, N2, Не,

которые в необходимом количестве добавляются в объём резонатора для

поддержания оптимальных условий работы лазера. Такой закрытый CO2-лазер, в

состоянии работать в течение многих тысяч часов.

Проточный СО2-лазер. Важной модификацией является проточный СО2-лазер,

в котором смесь газов CO2, N2, Не непрерывно прокачивается через резонатор.

Такой лазер может генерировать непрерывное когерентное излучение мощностью

свыше 50 Вт на метр длины своей активной среды.

Безызлучательные

переходы

2

Лазер 1,06 мкм

1

Рис. 6. Неодимовый лазер

Неодимовый лазер. На рис. 6 показана схема так называемого неодимового

лазера. Название может ввести в заблуждение. Телом лазера является не

металл неодим, а обычное стекло с примесью неодима. Ионы атомов неодима

беспорядочно распределены среди атомов кремния и кислорода. Накачка

производятся лампами-молниями. Лампы дают излучение в пределах длин волн от

0,5 до 0,9 мкм. Возникает широкая полоса возбужденных состояний. Совершенно

условно она изображена пятью черточками. Атомы совершают безызлучательные

переходы на верхний лазерный уровень. Каждый переход дает разную энергию,

которая превращается в колебательную энергию всей «решетки» атомов.

Лазерное излучение, т.е. переход на пустой нижний уровень, помеченный

цифрой 1, имеет длину волны 1,06 мкм.

Показанный пунктиром переход с уровня 1 на основной уровень «не

работает». Энергия выделяется в виде некогерентного излучения.

Т-лазер. Во многих практических приложениях важную роль играет СO2-

лазер, в котором рабочая смесь находится под атмосферным давлением и

возбуждается поперечным электрическим полем (Т-лазер). Поскольку электроды

расположены параллельно оси резонатора, для. получения больших значений

напряженности электрического поля в резонаторе требуются сравнительно

небольшие разности потенциалов между электродами, что дает возможность

работать в импульсном режиме при атмосферном давлении, когда концентрация

CO2 в резонаторе велика. Следовательно, удается получить большую мощность,

достигающую обычно 10 МВт и больше в одном импульсе излучения

продолжительностью менее 1 мкс. Частота повторения импульсов в таких

лазерах составляет обычно несколько импульсов в минуту.

Газодинамические лазеры. Нагретая до высокой температуры (1000—2000 К)

смесь CO2 и N2 при истечении с большой скоростью через расширяющееся сопло

сильно охлаждается. Верхний и нижний энергетический уровни при этом

термоизолируются с различной скоростью, в результате чего образуется

инверсная заселенность. Следовательно, образовав на выходе из сопла

оптический резонатор, можно за счет этой инверсной заселенности

генерировать лазерное излучение. Действующие на этом принципе лазеры

называются газодинамическими. Они позволяют получать очень большие мощности

излучения в непрерывном режиме.

Лазеры на красителях. Красители являются очень сложными молекулами, у

которых сильно выражены колебательные уровни энергии. Энергетические уровни

в полосе спектра располагаются почти непрерывно. Вследствие

внутримолекулярного взаимодействия молекула очень быстро (за времена

порядка 10-11—10-12 с) переходит безызлучательно на нижний энергетический

уровень каждой полосы. Поэтому после возбуждения молекул через очень

короткий промежуток времени на нижнем уровне полосы Е1 сосредоточатся все

возбужденные молекулы. Они далее имеют возможность совершить излучательный

переход на любой из энергетических уровней нижней полосы. Таким образом,

возможно излучение практически любой частоты в интервале, соответствующем

ширине нулевой полосы. А это означает, что если молекулы красителя взять в

качестве активного вещества для генерации лазерного излучения, то в

зависимости от настройки резонатора можно получить практически непрерывную

перестройку частоты генерируемого лазерного излучения. Поэтому на

красителях создаются лазеры с перестраиваемой частотой генерации. Накачка

лазеров на красителях производится газоразрядными лампами или излучением

других лазеров,

Выделение частот генерации достигается тем, что порог генерации

создается только для узкой области частот. Например, положения призмы и

зеркала подбираются так, что в среду после отражения от зеркала благодаря

дисперсии и разным углам преломления возвращаются лишь лучи с определенной

длиной волны. Только для таких длин волн обеспечивается лазерная генерация.

Вращая призму, можно обеспечить непрерывную перестройку частоты излучения

лазера на красителях. Генерация осуществлена со многими красителями, что

позволило получить лазерное излучение не только во всем оптическом

диапазоне, но и на значительной части инфракрасной и ультрафиолетовой

областей спектра.[5]

Глава II. Практическое использование оптических квантовых генераторов.

2.1 Применение лазерного луча в промышленности и технике

Оптические квантовые генераторы и их излучение нашли применение во

многих отраслях промышленности. Так, например, в индустрии наблюдается

применение лазеров для сварки, обработки и разрезания металлических и

диэлектрических материалов и деталей в приборостроении, машиностроении и в

текстильной промышленности.

Начиная с 1964 года малопроизводительное механическое сверление

отверстий стало заменяться лазерным сверлением. Термин лазерное сверление

не следует понимать буквально. Лазерный луч не сверлит отверстие: он его

пробивает за счет интенсивного испарения материала в точке воздействия.

Пример такого способа сверления - пробивка отверстий в часовых камнях,

которая сейчас уже является обычным делом. Для этой цели применяются

твердотельные импульсные лазеры, например, лазер на стекле с неодимом.

Отверстие в камне (при толщине заготовки около 0,1 - 0.5 мм.) пробивается

серией из нескольких лазерных импульсов, имеющих энергию около 0,1 - 0,5

Дж. и длительностью около 10-4 с. Производительность установки в

автоматическом режиме составляет 1 камень в секунду, что в 1000 раз выше

производительности механического сверления.

Лазер используется и при изготовлении сверхтонких проволок из меди,

бронзы, вольфрама и других металлов. При изготовлении проволок применяют

технологию протаскивания (волочения) проволоки сквозь отверстия очень

малого диаметра. Эти отверстия (или каналы волочения) высверливают в

материалах, обладающих особо высокой твердостью, например, в сверхтвердых

сплавах. Наиболее тверд, как известно, алмаз. Поэтому лучше всего

протягивать тонкую проволоку сквозь отверстия в алмазе (алмазные фильеры).

Только они позволяют получить проволоку диаметром всего 10 мкм. Однако, на

механическое сверление одного отверстия в алмазе требуется 10 часов(!).

Зато совсем нетрудно пробить это отверстие серией из нескольких мощных

лазерных импульсов. Как и в случае с пробивкой отверстий в часовых камнях,

для сверления алмаза используются твердотельные импульсные лазеры.

Лазерное сверление широко применяется при получении отверстий в

материалах, обладающих повышенной хрупкостью. В качестве примера можно

привести подложки микросхем, изготовленные из глиноземной керамики. Из-за

высокой хрупкости керамики механическое сверление выполняется на “сыром”

материале. Обжигают керамику уже после сверления. При этом происходит

некоторая деформация изделия, искажается взаимное расположение высверленных

отверстий. При использовании “лазерных сверл” можно спокойно работать с

керамическими подложками, уже прошедшими обжиг.

Интересно применение лазера и как универсального паяльника.

Предположим, что внутри электронно-лучевой трубки произошла авария -

перегорел или оборвался какой-нибудь провод, нарушился контакт. Трубка

вышла из строя. Казалось бы, поломка неисправима, ведь ЭЛТ представляет

собой устройство, все внутренние компоненты которого находятся в вакууме,

внутри стеклянного баллона, и никакому паяльнику туда не проникнуть.

Однако, лазерный луч позволяет решать и такие задачи. Направляя луч в

нужную точку и должным образом фокусирую его, можно осуществить сварочную

работу.[3]

Лазеры с плавной перестройкой частоты служат основой для спектральных

приборов с исключительно высокой разрешающей силой. Например, пусть

требуется исследовать спектр поглощения какого-либо вещества. Измерив

величину лазерного потока, падающего на изучаемый объект, и прошедшего

через него, можно вычислить значение коэффициента поглощения. Перестраивая

частоту лазерного излучения, можно, следовательно, определить коэффициент

поглощения как функцию от длины волны. Разрешающая способность этого метода

совпадает, очевидно, с шириной линии лазерного излучения, которую можно

сделать очень малой. Ширина линии, равная, например, 10-3 см-1 обеспечивает

такую же разрешающую способность, как и дифракционная решётка с рабочей

поверхностью 5 м., а изготовление таких решёток представляет собой почти

неразрешимую задачу.

Лазеры позволили осуществить светолокатор, с помощью которого

расстояние до предметов измеряется с точностью до нескольких миллиметров.

Такая точность недоступна для радиолокаторов.

В настоящее время в мире существует несколько десятков лазерных

локационных систем. Многие из них уже имеют космическое значение. Они

осуществляют локацию Луны и геодезических искусственных спутников Земли. В

качестве примера можно назвать лазеро-локационную систему Физического

института имени П. Н. Лебедева. Погрешность измерения при использовании

данной системы составляет 40 см.

Проведение таких исследований организуется для того, чтобы поточнее

узнать расстояние до Луны в течение некоторого периода времени, например, в

течение года. Исследуя графики, описывающие изменение этого расстояния со

временем, ученые получают ответы на ряд вопросов, имеющих научную важность.

Импульсные лазерные локаторы сегодня применяются не только в

космонавтике, но и в авиации. В частности, они могут играть роль научных

измерителей высоты. Лазерный высотомер применялся также в космическом

корабле “Аполлон” для фотографирования поверхности Луны.

Впрочем, у оптических лазерных систем есть и свои слабые стороны.

Например, не так просто при помощи остронаправленного луча лазера

обнаружить объект, так как время обзора контролируемой области пространства

оказывается слишком большим. Поэтому оптические локационные системы

используются вместе с радиолокационными. Последние обеспечивают быстрый

обзор пространства, обнаруживают цель, а затем оптическая система измеряет

параметры цели и осуществляет слежение за ней.[8]

Большой интерес представляют последние разработки в области создания

телевизора на основе лазерных технологий. Согласно ожиданиям специалистов,

такой телевизор должен отличаться сверхвысоким качеством изображения.

Стоит также отметить использование лазеров в уже давно известных

принтерах высокого качества или лазерных принтерах. В этих устройствах

лазерное излучение используется для создания на специальном

светочувствительном барабане скрытой копии печатаемого изображения.[1]

2.2 Применение лазеров в медицине

В медицине лазерные установки нашли свое применение в виде лазерного

скальпеля. Его использование для проведения хирургических операций

определяют следующие свойства:

Он производит относительно бескровный разрез, так как одновременно с

рассечением тканей он коагулирует края раны “заваривая” не слишком крупные

кровеносные сосуды;

Лазерный скальпель отличается постоянством режущих свойств. Попадание на

твердый предмет (например, кость) не выводит скальпель из строя. Для

механического скальпеля такая ситуация стала бы фатальной;

Лазерный луч в силу своей прозрачности позволяет хирургу видеть оперируемый

участок. Лезвие же обычного скальпеля, равно как и лезвие электроножа,

всегда в какой-то степени загораживает от хирурга рабочее поле;

Лазерный луч рассекает ткань на расстоянии, не оказывая никакого

механического воздействия на ткань;

Лазерный скальпель обеспечивает абсолютную стерильность, ведь с тканью

взаимодействует только излучение;

Луч лазера действует строго локально, испарение ткани происходит только в

точке фокуса. Прилегающие участки ткани повреждаются значительно меньше,

чем при использовании механического скальпеля;

Как показала клиническая практика, рана от лазерного скальпеля почти не

болит и быстрее заживляется.

Практическое применение лазеров в хирургии началось в СССР в 1966 году

в институте имени А. В. Вишневского. Лазерный скальпель был применен в

операциях на внутренних органах грудной и брюшной полостей. В настоящее

время лазерным лучом делают кожно-пластические операции, операции пищевода,

желудка, кишечника, почек, печени, селезенки и других органов. Очень

заманчиво проведение операций с использованием лазера на органах,

содержащих большое количество кровеносных сосудов, например, на сердце,

печени.[8]

2.2.1 Лазер в офтальмологии

В настоящее время интенсивно развивается новое направление в медицине -

лазерная микрохирургия глаза. Исследования в этой области ведутся в

Одесском Институте глазных болезней имени В. П. Филатова, в Московском НИИ

микрохирургии глаза и во многих других “глазных центрах” стран содружества

Первое применение лазеров в офтальмологии было связано с лечением

отслоения сетчатки. Внутрь глаза через зрачок посылаются световые импульсы

от рубинового лазера (энергия импульса 0,01 - 0,1 Дж, длительность порядка

- 0,1 с.) Они свободно проникают сквозь прозрачное стекловидное тело и

поглощаются сетчаткой. Фокусируя излучение на отслоившемся участке,

последнюю “приваривают” к глазному дну за счет коагуляции. Операция

проходит быстро и совершенно безболезненно.

Вообще, из наиболее серьезных заболеваний глаза, приводящих к слепоте,

выделяют пять. Это глаукома, катаракта, отслоение сетчатки, диабетическая

ретинопатия и злокачественная опухоль. Сегодня все эти заболевания успешно

лечатся при помощи лазеров, причем только для лечения опухолей разработано

и используется три метода:

1. Лазерное облучение - облучение опухоли расфокусированным лазерным лучом,

приводящее к гибели раковых клеток, потери ими способности к размножению

2. Лазерная коагуляция - разрушение опухоли умеренно сфокусированным

излучением.

3. Лазерная хирургия - наиболее радикальный метод. Заключается в иссечении

опухоли вместе с прилегающими тканями сфокусированным излучением.[8]

2.3 Лазерные технологии - средство записи и обработки информации

В настоящее время лазерные технологии активно используются как средство

записи и обработки больших объёмов информации. И здесь следует отметить

появление принципиально нового вида носителя информации - компакт-диска.

Как мы знаем, в аудио- и видеокассетах, которые до недавнего времени были,

пожалуй, самым распространённым средством сохранения данных, использовались

магнитные явления. В компакт-диске же применён другой подход.

Сам диск (в иностранной литературе - CD-ROM) представляет собой

пластину круглой формы, на одной стороне которого нанесена маркировка

диска. Другая же сторона является рабочей и на первый взгляд она абсолютно

гладкая. Однако, это не так, так как если бы это было так, то ни о каком

сохранении информации не могло бы идти и речи. Внутри специального

устройства рабочая поверхность диска как бы сканируется лазерным лучом

небольшой мощности (как правило 0,14 мВт при длине волны 790 нм.). При

таком сканировании определяется, что находится внутри пятна лазерного луча

- углубление или нет? Не вдаваясь в компьютерную технику можно только

сказать, что наличие углубления (или пита) соответствует логической

единице, а во всех компьютерных технологиях используются только два

состояния - НОЛЬ и ЕДИНИЦА. Далее используя специальные таблицы можно

расшифровать последовательность этих нулей и единиц и получить исходную

информацию.

Запись таких дисков производится также при помощи лазеров, но здесь

речь идёт о гораздо большей мощности лазера.

Благодаря тому, что выжигание питов на поверхности диска производится

при помощи лазера, можно достичь очень большой плотности записи информации,

так как диаметр лазерного луча, а следовательно и пита очень мал.

Другое направление в сохранении информации - голография - метод,

позволяющий сохранить информацию о внешнем виде любого объёмного тела с

очень высокой точностью.[1]

Глава III. Голография.

3.1 Возникновение голографии.

Метод фотографирования, используемый для сохранения изображения

предметов, известен уже довольно долгое время и сейчас это самый доступный

способ получения изображения объекта на каком-либо носителе (фотобумага,

фотоплёнка). Однако информация, содержащаяся в фотографии весьма

ограничена. В частности, отсутствует информация о расстояниях различных

частей объекта от фотопластинки и других важных характеристиках. Другими

словами, обычная фотография не позволяет восстановить полностью тот

волновой фронт, который на ней был зарегистрирован. В фотографии содержится

более или менее точная информация об амплитудах зафиксированных волн, но

полностью отсутствует информация о фазах волн.

Голография позволяет устранить этот недостаток обычной фотографии и

записать на фотопластинке информацию не только об амплитудах падающих на

неё волн, но и о фазах, то есть полную информацию. Волна, восстановленная с

помощью такой записи, полностью идентична первоначальной, содержит в себе

всю информацию, которую содержала первоначальная волна. Поэтому метод был

назван голографией, то есть методом полной записи волны.

Для того, чтобы осуществить этот метод в световом диапазоне, необходимо

иметь излучение с достаточно высокой степенью когерентности. Такое

излучение можно получить при помощи лазера. Поэтому только после создания

лазеров, дающих излучение с высокой степенью когерентности, удалось

практически осуществить голографию.

Идея голографии была выдвинута еще в 1920 году польским физиком М.

Вольфке (1883-1947), но была забыта. В 1947 году независимо от Вольфке идею

голографии предложил и обосновал английский физик Д. Габор, удостоенный за

это в 1971 году Нобелевской премии.[3]

3.2 Способы голографирования

Говоря о процессе создания голографического изображения, необходимо

выделить этапы голографирования:

Регистрация как амплитудных, так и фазовых характеристик волнового поля,

отраженного объектом наблюдения. Эта регистрация происходит на

фотопластинках, которые называют голограммами.

Извлечение из голограммы информации об объекте, которая на ней

зарегистрирована. Для этого голограмму просвечивают световым пучком.

Для осуществления этих этапов на практике существует несколько

способов. Наиболее распространенные из них - метод плоской волны и метод

встречных пучков.

Запись голограммы с помощью плоской волны.

2

2 2

4

3 3

1

3

4

П

1 4 1

МИ

ДИ

а

б

Рис. 7. Схема записи голограммы методом плоской волны

а - запись голограммы (1 - объект наблюдения; 2- волновой фронт (плоская

волна); 3 - зеркало; 4 - фотопластинка); б - восстановление изображения (П

- фотопластинка; ДИ - действительное изображение; МИ - мнимое изображение)

Стандартная интерференционная картина получается при интерференции

когерентных световых волн. Таким образом для регистрации фазовых

соотношений в волновом поле, которое получается в результате отражения

волны объектом наблюдения, необходимо, чтобы объект был освещен

монохроматическим и когерентным в пространстве излучением. Тогда и поле,

рассеянное объектом в пространстве, будет обладать этими свойствами.

Если добавить к исследуемому полю, создаваемому объектом,

вспомогательное поле той же частоты, например, плоскую волну (её обычно

называют опорной волной), то на всём пространстве, где обе волны

пересекаются, образуется сложное, но стационарное распределение областей

взаимного усиления и ослабления волн, то есть стационарная

интерференционная картина, которую уже можно зафиксировать на

фотопластинке.

Принципиальная схема установки для голографирования по данному методу

приведена на рис.7(а)

Восстановление голограммы, записанной методом плоской волны.

Для того, чтобы восстановить голографическое изображение, уже

записанное на голограмму, последнюю необходимо осветить тем же лучом

лазера, который был использован при записи. Восстановление проводится по

приведенной выше схеме (рис. 7(б))

Изображение объекта формируется в результате дифракции света на

неоднородных почернениях голограммы. В направлении 1-1 распространяется

волновое поле, формирующее без помощи объектива действительное изображение

объекта (ДИ). В направлении 2-2 восстанавливается волновое поле, рассеянное

объектом. Это поле соответствует мнимому изображению объекта (МИ)

Световой пучок 3-3 и немного расходящийся пучок 4-4 не несут информации

об объекте наблюдения, и, следовательно, не участвуют в восстановлении

голографического изображения.

Голографирование методом встречных световых пучков.

В 1962 году советским ученым Ю. Н. Денисюком был предложен метод

получения голографических изображений, являющийся развитием практически уже

тогда не применявшегося способа цветной голографии Липпмана.

Голографиравание по методу встречных световых пучков проходит по схеме,

изображенной на рис. 8 Объект наблюдения 1 освещается сквозь фотопластинку

(она вполне прозрачна для света даже в непроявленном состоянии). Стеклянная

подложка фотопластинки 2 покрыта фотоэмульсией 3 с толщиной слоя около 15 -

20 мкм.

Отраженное от объекта волновое поле распространяется назад по направлению к

слою фотоэмульсии. Идущий навстречу этой волне исходный световой пучок от

лазера 4 выполняет роль опорной волны. Именно поэтому данный метод получил

название метода встречных пучков.

Интерференция волн, возникающая в толще фотоэмульсии вызывает ее слоистое

почернение, которое регистрирует распределение как амплитуд, так и фаз

волнового поля, рассеянного объектом наблюдения. На рис. 8 слои почернения

показаны в виде системы дуг.

На голографии по методу встречных световых пучков основана цветная

голография. Чтобы уяснить принцип действия цветной голографии нужно

напомнить, в каких случаях человеческий глаз воспринимает изображение

цветным, а не черно-белым.

4

2

3

1

Рис. 8. Голографирование по методу Денисюка

Опыты по физиологии зрения показали, что человек видит изображение

цветным или более менее близким к натуральной окраске объекта, если оно

воспроизводится минимум в трех цветах, например, в синем, красном и

зеленом. Совмещение этих цветов осуществляется при самой примитивной

цветной репродукции, выполняемой методом литографии (для

высокохудожественных репродукций используется 10 - 15 красочная печать)

Учитывая особенности человеческого восприятия, чтобы восстановить

цветное изображение объекта, необходимо сам объект осветить при записи

голограммы одновременно или последовательно лазерным излучением трех

спектральных линий, отстоящих по длинам волн достаточно далеко друг от

друга. Тогда в толще фотоэмульсии образуется три системы стоячих волн и,

соответственно, три системы пространственных решеток с различным

распределением почернения.

Каждая из этих систем будет формировать изображение объекта в своем

спектральном участке белого цвета, используемого при восстановлении

изображения. Благодаря этому в отраженном от обработанной голограммы

расходящемся пучке белого света получится цветное изображение объекта, как

результат суперпозиции трех участков спектра, что соответствует минимальным

физиологическим требованиям зрения человека.

Голографирование по методу Денисюка широко используется для получения

высококачественных объемных копий различных предметов, например, уникальных

произведений искусства.[4]

3.3 Применение голографии.

Как уже было указано, первоначальная задача голографии заключалась в

получении объёмного изображения. С развитием голографии на толстослойных

пластинах возникла возможность создания объёмных цветных фотографий. На

этой базе исследуются пути реализации голографического кино, телевидения и

т. д.

Один из методов прикладной голографии, именуемый голографической

интерферометрией, нашел очень широкое распространение. Суть метода в

следующем. На одну фотопластинку последовательно регистрируются две

интерференционные картины, соответствующие двум разным, но мало

отличающимся состояниям объекта, например, при деформации. При

просвечивании такой “двойной” голограммы образуются, очевидно, два

изображения объекта, измененные относительно друг друга в той же мере, что

и объект в двух его состояниях. Восстановленные волны, формирующие эти два

изображения, когерентны, интерферируют, и на новом изображении наблюдаются

интерференционные полосы, которые и характеризуют изменение состояния

объекта.

В другом варианте голограмма изготавливается для какого-то

определенного состояния объекта. При просвечивании ее объект не удаляется и

производится его повторное освещение, как на первом этапе голографирования.

Тогда опять получается две волны, одна формирует голографическое

изображение, а другая распространяется от самого объекта. Если теперь

происходят какие-то изменения в состоянии объекта (в двух последовательных

волнами возникает разность сравнении с тем, что было во время

экспонирования голограммы), то между указанными хода, и изображение

покрывается интерференционными полосами.

Описанный способ применяется для исследования деформаций предметов, их

вибраций, поступательного движения и вращений, неоднородности прозрачных

объектов и т. п. На рис.9 приведена фотография изображения шарикового

подшипника, сжатого в патроне токарного станка. Интерференционная картина

наглядно свидетельствует о различии деформаций при двух значениях силы

сжатия, о чем говорят два положения стрелки тензометра (левая часть

рисунка), зарегистрированные во время экспозиций. напряжений в теле,

крутильные моменты, распределение температур и т. д. Голография может

применяться для обеспечения точности обработки деталей.

Интересно применение голографии в качестве носителя информации. Часто

необходимо получить объемное изображение предмета, которого еще не

существует, и следовательно, нельзя получить голограмму такого предмета

оптическими методами. В этом случае голограмма рассчитывается на ЭВМ

(цифровая голограмма) и результаты расчета соответствующим образом

переносятся на фотопластинку. С полученной таким способом машинной

голограммы объемное изображение предмета восстанавливается обычным

оптическим способам. Поверхность предмета, полученного по машинной

голограмме, используется как эталон, с которым методами голографической

интерференции производится сравнение поверхности реального предмета,

изготовляемого соответствующими инструментами. Голографическая

интерферометрия позволяет произвести сравнение поверхности изготовленного

предмета и эталона с чрезвычайно большой точностью до долей длины волны.

Это дает возможность изготовлять с такой же большой точностью очень сложные

поверхности, которые было бы невозможно изготовить без применения цифровой

голографии и методов голографической интерферометрии. Само собой

разумеется, что для сравнения эталонной поверхности с изготовляемой не

обязательно восстанавливать оптическим способом машинную голограмму. Можно

снять голограмму предмета, перевести ее на цифровой язык ЭВМ и сравнить с

цифровой голограммой. Оба эти пути в принципе эквивалентны.

Особенности голограмм как носителей информации делают весьма

перспективными разработки по созданию голографической памяти, которая

характеризуется большим объемом, надежностью, быстротой считывания и т.

д.[3]

Заключение

Лазеры решительно и притом широким фронтом вторгаются в нашу

действительность. Они необычайно расширили наши возможности в самых

различных областях - обработке металлов, медицине, измерении, контроле,

физических, химических и биологических исследованиях. Уже сегодня лазерный

луч овладел множеством полезных и интересных профессий. Во многих случаях

использование лазерного луча позволяет получить уникальные результаты.

Можно не сомневаться, что в будущем луч лазера подарит нам новые

возможности, представляющиеся сегодня фантастическими.

Мы уже начали привыкать, что “лазер все может”. Подчас это мешает

трезво оценить реальные возможности лазерной техники на современном этапе

ее развития. Неудивительно, что чрезмерные восторги по поводу возможностей

лазера иногда сменяются некоторым охлаждением к нему. Все это, однако, не

может замаскировать основной факт - с изобретением лазера человечество

получило в свое распоряжение качественно новый, в высокой степени

универсальный, очень эффективный инструмент для повседневной,

производственной и научной деятельности. С годами этот инструмент будет

все более совершенствоваться, а вместе с этим будет непрерывно расширяться

и область применения лазеров.

Список литературы

1. Айден К. Аппаратные средства PC: перевод с нем. - Санкт-Петербург.: BHV

- СПб, 1996. - 544 с.

2. Китайгородский А. И. Физика для всех: Фотоны и ядра. - М.: Наука, 1982 -

208 с.

3. Ландсберг Г. С. Оптика. - М.: Наука, 1976. - 928 с.

4. Ландсберг Г. С. Элементарный учебник физики. - М.: Наука, 1986. - Т.3. -

656 с.

5. Матвеев А. Н. Оптика. - М.: Высшая школа, 1985. - 351 с.

6. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б. Физика. - М.: Просвещение, 1998. - 254 с.

7. Сивухин В. А. Общий курс физики. Оптика. - М.: Наука, 1980. - 752 с.

8. Тарасов Л. В. Лазеры. Действительность и надежды. - М. Наука, 1985. -

176 с.

Автор Kurt Hectic

Страницы: 1, 2


реферат бесплатно, курсовые работы
НОВОСТИ реферат бесплатно, курсовые работы
реферат бесплатно, курсовые работы
ВХОД реферат бесплатно, курсовые работы
Логин:
Пароль:
регистрация
забыли пароль?

реферат бесплатно, курсовые работы    
реферат бесплатно, курсовые работы
ТЕГИ реферат бесплатно, курсовые работы

Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, сочинения, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое.


Copyright © 2012 г.
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.