ЗАЩИТА ОТ ЛАЗЕРНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Природа, особенности и источники лазерного излучения

Слово «лазер» – распространенное название оптического квантового генератора (ОКГ). Лазер (ОКГ) – источник оптического когерентного излучения, характеризующийся высокой направленностью и большой плотностью энергии.

Использование лазеров связано с их уникальными свойствами: монохроматичностью излучения (строго одной длины волны), когерентностью (все источники излучения испускают электромагнитные волны в одной фазе), высокой несущей частотой излучений (10¹⁴—10¹⁶ Гц), способностью излучения концентрироваться в очень узком луче с малым углом расхождения. Лазеры получили широкое применение в научных исследованиях (физика, химия, биология), в практической медицине (хирургия – стерильное и бескровное рассечение и разрушение тканей, офтальмология – микрохирургия при операциях сетчатки глаза и глаукоме), в различных отраслях промышленности, например, при сварке тугоплавких металлов и сплавов, обработке сверхтвердых материалов, неразрушающем контроле. Лазеры позволяют осуществлять оптическую связь и локацию, используются в авиации при посадке самолетов.

По типу активной среды различают: газовые лазеры, жидкостные лазеры и твердотельные лазеры. Основными элементами любого лазера являются: рабочее вещество (монокристалл, стекло с активными примесями, полупроводниковые материалы, газы и их смеси, растворы органических красителей, пары металлов), оптический резонатор из параллельных зеркал, источник энергии накачки (яркие лампы, вспышки для твердого рабочего вещества и постоянное либо переменное электрическое поле – для газообразного рабочего вещества), блок электропитания и система охлаждения. Принцип действия лазера основан на использовании вынужденного (стимулированного) электромагнитного излучения, получаемого от рабочего вещества. Под действием внешнего источника энергии (энергии накачки) в рабочем веществе часть атомов возбуждается, т. е. переходит в высшее энергетическое состояние. Рабочее вещество помещают в резонатор из двух параллельных зеркал, который служит для вывода максимальной энергии генерации из ОКГ.

Основные энергетические параметры лазерного излучения: энергия излучения Е (Дж), энергия импульса Е_и (Дж), мощность излучения P (Вт), плотность энергии излучения W_p (Дж/см ), плотность мощности излучения W_E (Вт/см²). Временные параметры излучения: длительность импульса τ (с), частота повторения импульсов f (Гц), длина волны λ, (нм).