Свойства лазерного излучения

Ученые доказали, что при использовании обычного источника света (солнца, электрической лампы, дуги) его излучение невозможно сфокусировать фокусирующим устройством (каким бы оно совершенным не было) и получить в фокусе плотность энергии большую, чем у поверхности источника, т.е. яркость луча в фокусе не может быть больше яркости первоначального источника.

Обычные источники света имеют в видимой области широкий спектр частот излучения (длины волн лежат в пределах l=0.4¸0.76 мкм). Известно, что угол преломления луча зависит от длины волны, поэтому лучи с различной длиной волны фокусируются не в точке, а в фокусной области вдоль оси фокусирующего устройства.

Луч лазера отличается высокой монохроматичностью. Ширина линии излучения составляет 10^-6¸10^-10, что позволяет сфокусировать луч лазера в точечном объеме пространства.

Луч лазера имеет значительную спектральную яркость. Обычные источники света независимо от их температуры, не могут излучать больше, чем идеальный излучатель (АЧТ) при той же температуре. Например, солнце имеет такую же яркость, как и АЧТ с Т=6000°С и плотность энергии 70 Вт/мм². Но эта энергия распределена в широком диапазоне длин волн. Луч лазера может иметь яркость, соответствующую температуре источника Т=10¹⁹ °С.

Излучение лазера имеет высокую направленность. Обычные источники света излучают свет во все стороны. Плотность потока в луче такого источника убывает пропорционально квадрату расстояния от источника. На выходе лазера получают практически параллельный луч. Ширина расходящегося луча определяется отношением , где d - диаметр торца рабочего тела лазера.

Лазерный луч имеет высокую степень когерентности. Это излучение является пространственно когерентным, потому что все волновые фронты плоские и перпендикулярны направлению распространения волны. Это излучение когерентно и во времени, т.е. все волны имеют практически одну и ту же фазу. Чем выше степень когерентности излучения, тем до меньших размеров пятна оно может быть сфокусировано.

Благодаря рассмотренным свойствам излучения лазер можно сфокусировать на малую площадку и получить плотность энергии Вт/мм².