Cтудентам и школьникам книги квантовая электроника, лазеры. Байбородин Ю

Свет использовался для лечения разнообразных болезней испокон веков. Древние греки и римляне часто «принимали солнце» в качестве лекарства. И список болезней, которые приписывалось лечить светом, был достаточно велик.
Настоящий рассвет фототерапии пришелся на 19 век - с изобретением электрических ламп появились новые возможности. В конце XIX столетия красным светом пытались лечить оспу и корь, помещая пациента в специальную камеру с красными излучателями. Также различные «цветовые ванны» (то есть свет различных цветов) успешно применялись для лечения психических заболеваний. Причём лидирующую позицию в области светолечения к началу двадцатого столетия занимала Российская Империя.
В начале шестидесятых годов появились первые лазерные медицинские устройства. Сегодня лазерные технологии применяются практически при любых заболеваниях.
1. Физические основы применения лазерной техники в медицине

1.1 Принцип действия лазера

Основой лазеров служит явление индуцированного излучения, существование которого было постулировано А. Эйнштейном в 1916 г. В квантовых системах, обладающих дискретными уровнями энергии, существуют три типа переходов между энергетическими состояниями: индуцированные переходы, спонтанные переходы и безызлучательные релаксационные переходы. Свойства индуцированного излучения определяют когерентность излучения и усиления в квантовой электронике. Спонтанное излучение обусловливает наличие шумов, служит затравочным толчком в процессе усиления и возбуждения колебаний и вместе с безызлучательными релаксационными переходами играет важную роль при получении и удержании термодинамически неравновесного излучающего состояния.
При индуцированных переходах квантовая система может переводиться из одного энергетического состояния в другое как с поглощением энергии электромагнитного поля (переход с нижнего энергетического уровня на верхний), так и с излучением электромагнитной энергии (переход с верхнего уровня на нижний).
Свет распространяется в виде электромагнитной волны, в то время как энергия при испускании излучения и поглощении сконцентрирована в световых квантах, при этом при взаимодействии электромагнитного излучения с веществом, как было показано Эйнштейном в 1917 г., наряду с поглощением и спонтанным излучением возникает вынужденное (индуцированное) излучение, которое образует основу для разработки лазеров.
Усиление электромагнитных волн за счет вынужденного излучения или инициирование самовозбуждающихся колебаний электромагнитного излучения в диапазоне сантиметровых волн и тем самым создание прибора, названного мазером (microwave amplification by stimulated emission of radiation), было реализовано в 1954 г. По предложению (1958 г.) распространить этот принцип усиления на значительно более короткие световые волны в 1960 г. был разработан первый лазер (light amplification by stimulated emission of radiation).
Лазер является источником света, с помощью которого может быть получено когерентное электромагнитное излучение, которое известно нам из радиотехники и техники сверхвысоких частот, а также в коротковолновой, в особенности инфракрасной и видимой, областях спектра.
1.2 Типы лазеров

Существующие типы лазеров можно классифицировать по нескольким признакам. Прежде всего по агрегатному состоянию активной среды: газовые, жидкостные, твердотельные. Каждый из этих больших классов разбивается на более мелкие: по характерным особенностям активной среды, типу накачки, способу создания инверсии и т.д. Например, из твердотельных довольно четко выделяется обширный класс полупроводниковых лазеров, в которых наиболее широко используется инжекционная накачка. Среди газовых выделяют атомарные, ионные и молекулярные лазеры. Особое место среди всех прочих лазеров занимает лазер на свободных электронах, в основе работы которого лежит классический эффект генерации света релятивистскими заряженными частицами в вакууме.
1.3 Характеристики лазерного излучения

Излучение лазера отличается от излучения обычных источников света следующими характеристиками:
- высокой спектральной плотностью энергии;
- монохроматичностью;
- высокой временной и пространственной когерентностью;
- высокой стабильностью интенсивности лазерного излучения в стационарном режиме;
- возможностью генерации очень коротких световых импульсов.
Эти особые свойства излучения лазера обеспечивают ему разнообразнейшие применения. Они определяются главным образом принципиально отличным от обычных источников света процессом генерации излучения за счет вынужденного излучения.
Основными характеристиками лазера являются: длина волны, мощность и режим работы, который бывает непрерывным либо импульсным.
Лазеры находят широкое применение в медицинской практике и прежде всего в хирургии, онкологии, офтальмологии, дерматологии, стоматологии и других областях. Механизм взаимодействия лазерного излучения с биологическим объектом ещё изучен не до конца, но можно отметить, что имеют место либо тепловые воздействия, либо резонансные взаимодействия с клетками тканей .
Лазерное лечение безопасно, оно очень актуально для людей с аллергией на медицинские препараты.
2. Механизм взаимодействия лазерного излучения с биотканями

2.1 Виды взаимодействия

Важное для хирургии свойство лазерного излучения - способность коагулировать кровенасыщенную (васкуляризованную) биоткань.
В основном, коагуляция происходит за счет поглощения кровью лазерного излучения, ее сильного нагрева до вскипания и образования тромбов. Таким образом, поглощающей мишенью при коагуляции могут быть гемоглобин или водная составляющая крови. Это означает, что хорошо коагулировать биоткань будет излучение лазеров в области оранжево-зеленого спектра (КТР-лазер, на парах меди) и инфракрасных лазеров (неодимовый, гольмиевый, эрбиевый в стекле, СО 2 -лазер).
Однако, при очень высоком поглощении в биоткани, как, например, у эрбиевого гранатового лазера с длиной волны 2,94 мкм, лазерное излучение поглощается на глубине 5 - 10 мкм и может вообще не достигнуть объекта воздействия - капилляра.
Хирургические лазеры делятся на две большие группы: абляционные (от лат. ablatio - «отнятие»; в медицине - хирургическое удаление, ампутация) и неабляционные лазеры. Абляционные лазеры ближе к скальпелю. Необляционные лазеры действуют по другому принципу: после обработки какого-то объекта, например, бородавки, папилломы или гемангиомы, таким лазером, этот объект остаётся на месте, но через какое-то время в нём проходит серия биологических эффектов и он отмирает. На практике это выглядит так: новообразование мумифицируется, засыхает и отпадает.
В хирургии применяются CO 2 -лазеры непрерывного действия. Принцип основан на тепловом воздействии. Преимущества лазерной хирургии состоят в том, что она является бесконтактной, практически бескровной, стерильной, локальной, даёт гладкое заживление рассечённой ткани, а отсюда хорошие косметические результаты.
В онкологии было замечено, что лазерный луч оказывает разрушающее действие на опухолевые клетки. Механизм разрушения основан на термическом эффекте, вследствие которого возникает разность температур между поверхностными и внутренними частями объекта, приводящая к сильным динамическим эффектам и разрушению опухолевых клеток.
Сегодня также очень перспективно такое направление, как фотодинамическая терапия. Появляется множество статей о клиническом применении данного метода. Суть его состоит в том, что в организм пациента вводят специальное вещество - фотосенсибилизатор . Это вещество избирательно накапливается раковой опухолью. После облучения опухоли специальным лазером происходит серия фотохимических реакций с выделением кислорода, который убивает раковые клетки.
Одним из способов воздействия лазерным излучением на организм является внутривенное лазерное облучение крови (ВЛОК), которое в настоящее время успешно используется в кардиологии, пульмонологии, эндокринологии, гастроэнтерологии, гинекологии, урологии, анестезиологии, дерматологии и других областях медицины. Глубокая научная проработка вопроса и прогнозируемость результатов способствуют применению ВЛОК как самостоятельно, так и в комплексе с другими методами лечения.
Для ВЛОК обычно используют лазерное излучение в красной области спектра
(0,63 мкм) мощностью 1,5-2 мВт. Лечение проводят ежедневно или через день; на курс от 3 до 10 сеансов. Время воздействия при большинстве заболеваний 15-20 мин за сеанс для взрослых и 5-7 мин для детей. Внутривенная лазерная терапия может быть осуществлена практически в любом стационаре или поликлинике. Преимуществом амбулаторной лазеротерапии является уменьшение возможности развития внутрибольничной инфекции, создается хороший психоэмоциональный фон, позволяя больному на протяжении длительного времени сохранять работоспособность, проводя при этом процедуры и получая полноценное лечение.
В офтальмологии лазеры применяют как для лечения, так и для диагностики. С помощью лазера производят приварку сетчатки глаза, сварку сосудов глазной сосудистой оболочки. Для микрохирургии по лечению глаукомы служат аргоновые лазеры, излучающие в сине-зелёной области спектра. Для коррекции зрения давно и успешно используются эксимерные лазеры.
В дерматологии с помощью лазерного излучения лечат многие тяжёлые и хронические заболевания кожи, а также выводят татуировки. При облучении лазером активируется регенеративный процесс, происходит активация обмена клеточных элементов .
Основной принцип применения лазеров в косметологии заключается в том, что свет воздействует только на тот объект или вещество, которое поглощает его. В коже свет поглощается особыми веществами - хромофорами. Каждый хромофор поглощает в определенном диапазоне длин волн, например, для оранжевого и зеленого спектра это гемоглобин крови, для красного спектра - меланин волос, а для инфракрасного спектра - клеточная вода.
При поглощении излучения происходит преобразование энергии лазерного луча в тепло на том участке кожи, который содержит хромофор. При достаточной мощности лазерного луча это приводит к тепловому разрушению мишени. Таким образом, с помощью лазера можно селективно воздействовать, например, на корни волос, пигментные пятна и другие дефекты кожи.
Однако вследствие переноса тепла происходит нагревание и соседних областей, даже если они содержат мало светопоглощающих хромофоров. Процессы поглощения и переноса тепла зависят от физических свойств мишени, глубины залегания и ее размера. Поэтому в лазерной косметологии важно тщательно подбирать не только длину волны, но и энергию, и длительность лазерных импульсов.
В стоматологии лазерное излучение является наиболее эффективным физиотерапевтическим средством лечения пародонтоза и заболеваний слизистой оболочки полости рта.
Лазерный луч применяется вместо иглоукалывания. Преимущества применения лазерного луча состоит в том, что отсутствует контакт с биологическим объектом, а, следовательно, процесс протекает стерильно и безболезненно при большой эффективности.
Световодные инструменты и катетеры для лазерной хирургии предназначены для доставки мощного лазерного излучения к месту проведения оперативного вмешательства при открытых, эндоскопических и лапароскопических операциях в урологии, гинекологии, гастроэнтерологии, общей хирургии, артроскопии, дерматологии. Позволяют осуществлять резание, иссечение, абляцию, вапоризацию и коагуляцию тканей при проведении хирургических операций в контакте с биотканью или в бесконтактном режиме применения (при удалении торца волокна от биоткани). Вывод излучения может осуществляться как с торца волокна, так и через окошко на боковой поверхности волокна. Могут использоваться как в воздушной (газовой), так и водной (жидкой) среде. По отдельному заказу для удобства пользования катетеры комплектуются легкосъёмной ручкой - держателем световода.
В диагностике лазеры применяются для обнаружения различных неоднородностей (опухолей, гематом) и измерения параметров живого организма. Основы диагностических операций сводятся к пропусканию через тело пациента (либо один из его органов) лазерного луча и по спектру или амплитуде прошедшего или отражённого излучения выводят диагноз. Известны методы по обнаружению раковых опухолей в онкологии, гематом в травматологии, а также по измерению параметров крови (практически любых, от артериального давления до содержания сахара и кислорода).
2.2 Особенности лазерного взаимодействия при различных параметрах излучения

Для целей хирургии луч лазера должен быть достаточно мощным, чтобы нагревать биоткань выше 50 - 70 °С, что приводит к ее коагуляции, резанию или испарению. Поэтому в лазерной хирургии, говоря о мощности лазерного излучения того или иного аппарата, оперируют цифрами, обозначающими единицы, десятки и сотни Вт.
Хирургические лазеры бывают как непрерывные, так и импульсные, в зависимости от типа активной среды. Условно их можно разделить на три группы по уровню мощности.
1. Коагулирующие: 1 - 5 Вт.
2. Испаряющие и неглубоко режущие: 5 - 20 Вт.
3. Глубоко режущие: 20 - 100 Вт.
Каждый тип лазера в первую очередь характеризуется длиной волны излучения. Длина волны определяет степень поглощения лазерного излучения биотканью, а, значит, и глубину проникновения, и степень нагрева как области хирургического вмешательства, так и окружающей ткани.
Учитывая, что вода содержится практически во всех типах биоткани, можно сказать, что для хирургии предпочтительно использовать такой тип лазера, излучение которого имеет коэффициент поглощения в воде более 10 см -1 или, что то же самое, глубина проникновения которого не превышает 1 мм.
Другие важные характеристики хирургических лазеров,
определяющие их применение в медицине:
· мощность излучения;
· непрерывный или импульсный режим работы;
· способность коагулировать кровенасыщенную биоткань;
· возможность передачи излучения по оптическому волокну.
При воздействии лазерного излучения на биоткань сначала происходит ее нагрев, а затем уже испарение. Для эффективного разрезания биоткани нужно быстрое испарение в месте разреза с одной стороны, и минимальный сопутствующий нагрев окружающих тканей с другой стороны.
При одинаковой средней мощности излучения короткий импульс нагревает ткань быстрее, чем непрерывное излучение, и при этом распространение тепла к окружающим тканям минимально. Но, если импульсы имеют низкую частоту повторения (менее 5 Гц), то непрерывный разрез провести сложно, это больше похоже на перфорацию. Следовательно, лазер предпочтительно должен иметь импульсный режим работы с частотой повторения импульсов более 10 Гц, а длительность импульса - минимально возможную для получения высокой пиковой мощности.
На практике оптимальная выходная мощность для хирургии находится в диапазоне от 15 до 60 Вт в зависимости от длины волны лазерного излучения и области применения.
3. Перспективные лазерные методы в медицине и биологии

Развитие лазерной медицины идет по трем основным ветвям: лазерная хирургия, лазерная терапия и лазерная диагностика. Уникальные свойства лазерного луча позволяют выполнять ранее невозможные операции новыми эффективными и минимально инвазивными методами.
Растет интерес к немедикаментозным методам лечения, включая физиотерапию. Нередко возникают ситуации, когда необходимо проводить не одну физиопроцедуру, а несколько, и тогда пациенту приходиться переходить из одной кабины в другую, несколько раз одеваться и раздеваться, что создает дополнительные проблемы и потерю времени.
Многообразие методик терапевтического воздействия требует применения лазеров с различными параметрами излучения. Для этих целей служат различные излучающие головки, которые содержат один или несколько лазеров и электронное устройство сопряжения сигналов управления от базового блока с лазером.
Излучающие головки подразделяются на универсальные , позволяющие использовать их как наружно, (с использованием зеркальных и магнитных насадок), так и внутриполостно с использованием специальных оптических насадок; матричные , имеющие большую площадь излучения и применяющиеся поверхностно, а также специализированные . Различные оптические насадки позволяют доставлять излучение к требуемой зоне воздействия.
Блочный принцип позволяет применять широкий спектр лазерных и светодиодных головок, обладающих различными спектральными, пространственно-временными и энергетическими характеристиками, что, в свою очередь, поднимает на качественно новый уровень эффективность лечения за счет сочетанной реализации различных методик лазерной терапии. Эффективность лечения определяется прежде всего эффективными методиками и аппаратурой, которая обеспечивает их реализацию. Современные методики требуют возможность выбора различных параметров воздействия (режим излучения, длина волны, мощность) в широком диапазоне. Аппарат лазерной терапии (АЛТ) должен обеспечивать эти параметры, их достоверный контроль и отображение и вместе с тем быть простым и удобным в управлении.
4. Лазеры, применяемые в медицинской технике

4.1 CO 2 -лазеры

CO 2 -лазер , т.е. лазер, излучающей составляющей активной среды которого является углекислый газ CO 2 , занимает особое место среди всего многообразия существующих лазеров. Этот уникальный лазер отличается прежде всего тем, что для него характерны и большой энергосъем, и высокий КПД. В непрерывном режиме получены огромные мощности - в несколько десятков киловатт, импульсная мощность достигла уровня в несколько гигаватт, энергия импульса измеряется в килоджоулях. КПД CO 2 -лазера (порядка 30%) превосходит КПД всех лазеров. Частота следования в импульсно-периодическом режиме может составить несколько килогерц. Длины волн излучения CO 2 -лазера находятся в диапазоне 9-10 мкм (ИК-диапазон) и попадают в окно прозрачности атмосферы. Поэтому излучение CO 2 -лазера удобно для интенсивного воздействия на вещество. Кроме того, в диапазон длин излучения CO 2 -лазера попадают резонансные частоты поглощения многих молекул.
На рисунке 1 показаны нижние колебательные уровни основного электронного состояния вместе с условным представлением формы колебаний молекулы CO 2 .
Рисунок 1 - Нижние уровни молекулы CO2
Цикл лазерной накачки CO 2 -лазера в стационарных условиях выглядит следующим образом. Электроны плазмы тлеющего разряда возбуждают молекулы азота, которые передают энергию возбуждения несимметричному валентному колебанию молекул CO 2 , обладающему большим временем жизни и являющемуся верхним лазерным уровнем. Нижним лазерным уровнем обычно является первый возбужденный уровень симметричного валентного колебания, сильно связанный резонансом Ферми с деформационным колебанием и поэтому быстро релаксирующий вместе с этим колебанием в столкновениях с гелием. Очевидно, что тот же канал релаксации эффективен в том случае, когда нижним лазерным уровнем является второй возбужденный уровень деформационной моды. Таким образом, CO 2 -лазер - это лазер на смеси углекислого газа, азота и гелия, где CO 2 обеспечивает излучение, N 2 - накачку верхнего уровня, а He - опустошение нижнего уровня.
CO 2 -лазеры средней мощности (десятки - сотни ватт) конструируются отдельно в виде относительно длинных труб с продольным разрядом и продольной прокачкой газа. Типичная конструкция такого лазера показана на рисунке 2. Здесь 1 - разрядная трубка, 2 - кольцевые электроды, 3 - медленное обновление среды, 4 - разрядная плазма, 5 - внешняя трубка, 6 - охлаждающая проточная вода, 7,8 - резонатор.
Рисунок 2 - Схема CO2 -лазера с диффузионным охлаждением

Продольная прокачка служит для удаления продуктов диссоциации газовой смеси в разряде. Охлаждение рабочего газа в таких системах происходит за счет диффузии на охлаждаемую снаружи стенку разрядной трубки. Существенной является теплопроводность материала стенки. С этой точки зрения целесообразно применение труб из корундовой (Al 2 O 3) или бериллиевой (BeO) керамик.
Электроды делают кольцевыми, не загораживающими путь к излучению. Джоулево тепло выносится теплопроводностью к стенкам трубки, т.е. используется диффузионное охлаждение. Глухое зеркало делают металлическим, полупрозрачное - из NaCl, KCl, ZnSe, AsGa.
Альтернативой диффузионному служит конвекционное охлаждение. Рабочий газ с большой скоростью продувают через область разряда, и джоулево тепло выносится разрядом. Применение быстрой прокачки позволяет поднять плотности энерговыделения и энергосъема.
CO 2 -лазер в медицине применяется почти исключительно как «оптический скальпель» для резания и испарения во всех хирургических операциях. Режущее действие сфокусированного лазерного пучка основано на взрывном испарении внутри- и внеклеточной воды в области фокусировки, благодаря чему разрушается структура материала. Разрушение ткани приводит к характерной форме краев раны. В узко ограниченной области взаимодействия температура 100 °С превышается лишь тогда, когда достигнуто обезвоживание (испарительное охлаждение). Дальнейшее повышение температуры приводит к удалению материала путем обугливания или испарения ткани. Непосредственно в краевых зонах образуется из-за плохой в общем случае теплопроводности тонкое некротическое утолщение толщиной 30-40 мкм. На расстоянии 300-600 мкм уже не образуется повреждение ткани. В зоне коагуляции кровеносные сосуды диаметром до 0,5-1 мм спонтанно закрываются.
Хирургические устройства на основе CO 2 -лазера в настоящее время предлагаются в достаточно широком ассортименте. Наведение лазерного луча в большинстве случаев осуществляется с помощью системы шарнирно установленных зеркал (манипулятора), оканчивающейся инструментом со встроенной фокусирующей оптикой, которым хирург манипулирует в оперируемой области.
4.2 Гелий-неоновые лазеры

В гелий-неоновом лазере рабочим веществом являются нейтральные атомы неона. Возбуждение осуществляется электрическим разрядом. В чистом неоне создать инверсию в непрерывном режиме трудно. Эта трудность, носящая достаточно общий для многих случаев характер, обходится введением в разряд дополнительного газа - гелия, выполняющего функцию донора энергии возбуждения. Энергии двух первых возбужденных метастабильных уровней гелия (рисунок 3) довольно точно совпадают с энергиями уровней 3s и 2s неона. Поэтому хорошо реализуются условия резонансной передачи возбуждения по схеме
Рисунок 3 - Схема уровней He-Ne лазера

При правильно выбранных давлениях неона и гелия, удовлетворяющих условию
, (1)
можно добиться заселения одного или обоих уровней 3s и 2s неона, значительно превышающего таковое в случае чистого неона, и получить инверсию населенностей.
Опустошение нижних лазерных уровней происходит в столкновительных процессах, в том числе и в соударениях со стенками газоразрядной трубки.
Возбуждение атомов гелия (и неона) происходит в слаботочном тлеющем разряде (рисунок 4). В лазерах непрерывного действия на нейтральных атомах или молекулах для создания активной среды чаще всего используется слабоионизированная плазма положительного столба тлеющего разряда. Плотность тока тлеющего разряда составляет 100-200 мА/см 2 . Напряженность продольного электрического поля такова, что число возникающих на единичном отрезке разрядного промежутка электронов и ионов компенсирует потери заряженных частиц при их диффузии к стенкам газоразрядной трубки. Тогда положительных столб разряда стационарен и однороден. Электронная температура определяется произведением давления газа на внутренний диаметр трубки. При малых электронная температура велика, при больших - низка. Постоянство величины определяет условия подобия разрядов. При постоянной плотности числа электронов условия и параметры разрядов будут неизменны, если неизменно произведение. Плотность числа электронов в слабоионизированной плазме положительного столба пропорциональна плотности тока.
Для гелий-неонового лазера оптимальные значения, равно как и парциальный состав газовой смеси, несколько отличны для различных спектральных областей генерации.
В области 0,63 мкм самой интенсивной из линий серии - линии (0,63282 мкм) соответствует оптимальное Тор·мм.
Рисунок 4 - Конструктивная диаграмма He-Ne лазера

Характерными значениями мощности излучения гелий-неоновых лазеров следует считать десятки милливатт в областях 0,63 и 1,15 мкм и сотни в области 3,39 мкм. Срок службы лазеров ограничивается процессами в разряде и исчисляется годами. С течением времени в разряде происходит нарушение состава газа. Из-за сорбции атомов в стенках и электродах происходит процесс «жестчения», падает давление, меняется отношение парциальных давлений He и Ne.
Наибольшая кратковременная стабильность, простота и надежность конструкции гелий-неонового лазера достигаются при установке зеркал резонатора внутрь разрядной трубки. Однако при таком расположении зеркала сравнительно быстро выходят из строя за счет бомбардировки заряженными частицами плазмы разряда. Поэтому наибольшее распространение получила конструкция, в которой газоразрядная трубка помещается внутрь резонатора (рисунок 5), а ее торцы снабжаются окнами, расположенными под углом Брюстера к оптической оси, обеспечивая тем самым линейную поляризацию излучения. Такое расположение имеет целый ряд преимуществ - упрощается юстировка зеркал резонатора, увеличивается срок службы газоразрядной трубки и зеркал, облегчается их смена, появляется возможность управления резонатором и применения дисперсионного резонатора, выделения мод и т.п.
Рисунок 5 - Резонатор He-Ne лазера

Переключение между полосами генерации (рисунок 6) в перестраиваемом гелий-неоновом лазере обычно обеспечивается за счет введения призмы, а для тонкой перестройкой линии генерации обычно используется дифракционная решетка.
Рисунок 6 - Использование призмы Литроу
4.3 И А Г-лазеры

Трехвалентный ион неодима легко активирует многие матрицы. Из них самыми перспективными оказались кристаллы иттрий-алюминиевого граната Y 3 Al 5 O 12 (ИАГ) и стекла. Накачка переводит ионы Nd 3+ из основного состояния 4 I 9/2 в несколько относительно узких полос, играющих роль верхнего уровня. Эти полосы образованы рядом перекрывающихся возбужденных состояний, их положения и ширины несколько меняются от матрицы к матрице. Из полос накачки быстрая передача энергии возбуждения на метастабильный уровень 4 F 3/2 (рисунок 7).
Рисунок 7 - Энергетические уровни трехвалентных редкоземельных ионов
Чем ближе к уровню 4 F 3/2 расположены полосы поглощения, тем выше КПД генерации. Достоинством кристаллов ИАГ является наличие интенсивной красной линии поглощения.
Технология роста кристаллов основана на методе Чохральского, когда ИАГ и присадка плавятся в иридиевом тигле при температуре около 2000 °С с последующим выделением части расплава из тигля с помощью затравки. Температура затравки несколько ниже температуры расплава, и при вытягивании расплав постепенно кристаллизуется на поверхности затравки. Кристаллографическая ориентировка закристаллизовавшегося расплава воспроизводит ориентировку затравки. Выращивание кристалла осуществляется в инертной среде (аргон или азот) при нормальном давлении с малой добавкой кислорода (1-2%). Как только кристалл достигает нужной длины его медленно остужают для предотвращения разрушения из-за термических напряжений. Процесс роста занимает от 4 до 6 недель и проходит под компьютерным управлением.
Неодимовые лазеры работают в широком диапазоне режимов генерации, от непрерывного до существенно импульсного с длительностью, достигающей фемтосекунд. Последняя достигается методом синхронизации мод в широкой линии усиления, характерной для лазерных стекол.
При создании неодимовых, как, впрочем, и рубиновых, лазеров реализованы все характерные методы управления параметрами лазерного излучения, разработанные квантовой электроникой. В дополнение к так называемой свободной генерации, продолжающейся в течение практически всего времени существования импульса накачки, широкое распространение получили режимы включаемой (модулированной) добротности и синхронизации (самосинхронизации) мод.
В режиме свободной генерации длительность импульсов излучения составляет 0,1…10 мс, энергия излучения в схемах усиления мощности составляет около 10 пс при использовании для модуляции добротности электрооптических устройств. Дальнейшее укорочение импульсов генерации достигается применением просветляющихся фильтров как для модуляции добротности (0,1…10 пс), так и для синхронизации мод (1…10 пс).
При воздействии интенсивного излучения Nd-ИАГ-лазера на биологическую ткань образуются достаточно глубокие некрозы (коагуляционный очаг). Эффект удаления ткани и тем самым режущее действие, незначительны по сравнению с действием CO 2 -лазера. Поэтому Nd-ИАГ-лазер применяется преимущественно для коагуляции кровотечения и для некротизирования патологически измененных областей ткани почти во всех областях хирургии. Поскольку к тому же передача излучения возможна через гибкие оптические кабели, то открываются перспективы применения Nd-ИАГ-лазера в полостях тела.
4.4 Полупроводниковые лазеры

Полупроводниковые лазеры испускают в УФ-, видимом или ИК-диапазонах (0,32…32 мкм) когерентное излучение; в качестве активной среды применяются полупроводниковые кристаллы.
В настоящее время известно свыше 40 пригодных для лазеров различных полупроводниковых материалов. Накачка активной среды может осуществляться электронными пучками или оптическим излучением (0,32…16 мкм), в p -n -переходе полупроводникового материала электрическим током от приложенного внешнего напряжения (инжекция носителей заряда, 0,57…32 мкм).
Инжекционные лазеры отличаются от всех других типов лазеров следующими характеристиками:
- высоким КПД по мощности (выше 10%);
- простотой возбуждения (непосредственное преобразование электрической энергии в когерентное излучение - как в непрерывном, так и в импульсном режимах работы);
- возможностью прямой модуляции электрическим током до 10 10 Гц;
- крайне незначительными размерами (длина менее 0,5 мм; ширина не более 0,4 мм; высота не более 0,1 мм);
- низким напряжением накачки;
- механической надежностью;
- большим сроком службы (до 10 7 ч).
4.5 Эксимерные лазеры

Эксимерные лазеры , представляющие собой новый класс лазерных систем, открывают для квантовой электроники УФ диапазон. Принцип действия эксимерных лазеров удобно пояснить на примере лазера на ксеноне (нм). Основное состояние молекулы Xe 2 неустойчиво. Невозбужденный газ состоит в основном из атомов. Заселение верхнего лазерного состояния, т.е. создание возбужденной устойчивости молекулы происходит под действием пучка быстрых электронов в сложной последовательности столкновительных процессов. Среди этих процессов существенную роль играют ионизация и возбуждение ксенона электронами.
Большой интерес представляют эксимеры галоидов инертных газов (моногалогенидов благородных газов), главным образом потому, что в отличие от случая димеров благородных газов соответствующие лазеры работают не только при электронно-пучковом, но и при газоразрядном возбуждении. Механизм образования верхних термов лазерных переходов в этих эксимерах во многом неясен. Качественные соображения свидетельствуют о большей легкости их образования по сравнению со случаем димеров благородных газов. Существует глубокая аналогия между возбужденными молекулами, составленными из атомов щелочного материала и галогена. Атом инертного газа в возбужденном электронном состоянии похож на атом щелочного металла и галогена. Атом инертного газа в возбужденном электронном состоянии похож на атом щелочного металла, следующий за ним в таблице Менделеева. Этот атом легко ионизуется, так как энергия связи возбужденного электрона мала. В силу высокого сродства к электрону галогена этот электрон легко отрывается и при столкновении соответствующих атомов охотно перепрыгивает на новую орбиту, объединяющую атомы, осуществляя тем самым так называемую гарпунную реакцию.
Наиболее распространены следующие типы эксимерных лазеров: Ar 2 (126,5 нм), Kr 2 (145,4 нм), Xe 2 (172,5 нм), ArF (192 нм), KrCl (222,0 нм), KrF (249,0 нм), XeCl (308,0 нм), XeF (352,0 нм).
4.6 Лазеры на красителях

Отличительной особенностью лазеров на красителях является возможность работы в широком длин волн от ближнего ИК до ближнего УФ, плавная перестройка длины волны генерации в диапазоне шириной в несколько десятков нанометров с монохроматичностью, достигающей 1-1,5 МГц. Лазеры на красителях работают в непрерывном, импульсном и импульсно-периодическом режимах. Энергия импульсов излучения достигает сотен джоулей, мощность непрерывной генерации - десятков ватт, частота повторения сотен герц, КПД десятков процентов (при лазерной накачке). В импульсном режиме длительность генерации определяется длительностью импульсов накачки. В режиме синхронизации мод достигается пикосекундный и субпикосекундный диапазоны длительностей.
Свойства лазеров на красителях определяются свойствами их рабочего вещества органических красителей. Красителями принято называть сложные органические соединения с разветвленной системой сложных химических связей, обладающие интенсивными полосами поглощения в видимой и ближней УФ областях спектра. Окрашенные органические соединения содержат насыщенные хромофорные группы типа NO

NEW. В.П. Вейко, Е.А. Шахно Сборник задач по лазерным технологиям. 2007 год. 67 стр. pdf. 1.5 Мб.
Учебное пособие содержит условия задач по лазерным технологиям для самостоятельной работы студентов, а также необходимые теоретиче-ские сведения и примеры решения. Рассмотрены вопросы, как общие для различных технологий (характеристики технологических лазеров и лазер-ного излучения, оптические схемы лазерной обработки, основные физиче-ские процессы), так и относящиеся к конкретным лазерным технологиям (резка, сверление отверстий, термоупрочнение, сварка, обработка пленоч-ных элементов). В приложении даны основные теплофизические и оптиче-ские свойства некоторых материалов.

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

NEW. Аллас А.А. Лазерная пайка в производстве радиоэлектронной аппаратуры. 2007 год. 134 стр. pdf. 4.6 Мб.
В монографии рассмотрены вопросы оптимизации технологических режимов лазерной пайки с учетом свойств припойных паст для получения высокопрочных паяных соединений. Работа может быть использована как учебное пособие, восполняющее недостаток учебно-методической литературы по лазерной технике и лазерным технологиям. Оно посвящено новому направлению лазерной технологии – лазерной пайке изделий радиоэлектронной техники.
Учебное пособие является дополнительным материалом по курсам «Физико-технические основы лазерной технологии» и «Лазерное оборудование, автоматизация и контроль технологических процессов». В пособии рассмотрены физико-технические особенности формирования паяных соединений повышенной надежности в процессе автоматизированной лазерной пайки интегральных микросхем на печатные платы. Рекомендовано УМО по образованию в области приборостроения и оптотехники в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, по специальности 200201 – «Лазерная техника и лазерные технологии» и специальности 200200 – «Оптотехника».

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Абильсиитов (редактор) и др. Технологические лазеры. Том 1. 1991 год. 432 стр. djvu. 10.3 Мб.
Справочник содержит сведения о принципах работы технологических лазеров и лазерных автоматизированных технологических комплексов, методах их расчёта, проектирования и конструирования.

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Аблеков В.К., Денисов Ю.Н., Любченко Ф.Н. Справочник по газодинамическим лазерам. 1982 год. 168 стр. djvu. 2.7 Мб.
Систематизированы материалы справочного характера, применяемые при разработках и конструировании газодинамических лазеров (ГДЛ). Даны примеры конструкционных решений и некоторые сведения о свойствах веществ, применяемых в ГДЛ, таблицы близких уровней молекул, служащие для выбора рабочих смесей, квантовомеханические характеристики газов со сведениями о кинетике колебательного обмена и релаксации. Изложены некоторые сведения об источниках тепловой энергии для ГДЛ, используемых соплах, диффузорах, резонаторах и газодинамических окнах. Приведены расчетные формулы, таблицы и графики.
Справочник предназначен для инженеров и научных работников, занимающихся разработкой и использованием газодинамических лазеров.

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

АХМАНОВ С. А., ВЫСЛОУХ В. А., ЧИРКИН А. С. Оптика фемтосекуидных лазерных импульсов. 1988. год. 312 стр. djvu. 4.4 Мб.
Дан обзор современного состояния волновой оптики сверхкоротких нмпульсов. Особый акцент сделан на новых задачах, связанных с распространением предельно коротких импульсов. Изложены основы фурье-оптикн коротких волновых пакетов, распространяющихся в линейных диспергирующих средах. Рассмотрены нелинейные взаимодействия и самовоздействия фемтосекундных лазерных импульсов, компрессия фемтосекундных импульсов и возможности управления их формой. Значительное внимание уделено физике формирования и взаимодействия оптических солитонов. Обсуждены основные тенденции развития фемтосекундных лазерных систем. Для научных работников, а также аспирантов и студентов, специализирующихся в области квантовой электроники, нелинейной и волоконной оптики, спектроскопии.

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Ю.А. Ананьев. Оптические резонаторы и лазерные пучки. 1990 год. 265 стр. djvu. 3.8 Мб.
На основе кратко изложенных общих законов прохождения когерентных световых пучков через оптические системы широкого класса рассмотрены процессы формирования когерентного излучения в оптических резонаторах; проанализированы факторы, определяющие пространственную структуру лазерного излучения; даны рекомендации по выбору типа и параметров резонаторов; приведены сведения о различных методах воздействия на характеристики излучения путем видоизменения резонаторов и внесения в них дополнительных элементов. Основное внимание уделено способам повышения пространственной когерентности излучения и уменьшения его расходимости.
Для специалистов, занимающихся разработкой и применением лазеров всех типов, а также теорией оптических систем и вопросами дифракции. Может быть рекомендована студентам оптических специальностей.

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Бредерлов Г., Филл Э., Витте К.. Мощный йодный лазер. 1985 год. 158 стр. djvu. 1.9 Мб.
Мощные лазеры предназначаются для нагрева вещества до сверхвысоких температур, при которых возможно протекание реакции термоядерного синтеза. Такое направление в квантовой электронике возникло в результате развития исследований по проблеме, которую называют лазерным термоядерным синтезом. В книге рассмотрены вопросы спектроскопии, физико-химической кинетики плотных газов, подвергаемых фотолизу с целью возбуждения избранных продуктов реакции; преобразования энергии возбужденной среды в мощные короткие импульсы остронаправленного излучения; анализируются результаты практического использования мощного йодного лазера.

Скачать

П.А. Бохан и др. Лазерное разделение изотопов ватомарных полях. 2004. год. 208 стр. djvu. 1.8 Мб.
Описаны различные подходы к проблеме лазерного разделения изотопов в атомарных парах. Приведены результаты исследований фотоионизационного и фотохимического методов на основе когерентного изотопно-селективного двухфотонного возбуждения атомов как в коллинеарных, так и во встречных пучках излучения. Проведено детальное компьютерное моделирование подобных процессов. Предложен метод получения изотопически измененных продуктов с использованием реакций селективно-возбужденных атомов в долгоживущих состояниях. Большое внимание в книге уделено описанию лазерного разделительного комплекса и отдельных его элементов. Книга предназначена научным сотрудникам, инженерам, аспирантам и студентам.

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Ю.А. Быковский, В.Н Неволин. Лазерная масс-спектрометрия. 1985 год. 128 стр. djvu. 2,8 Мб.
Описаны физические основы и aппapaтурное обеспечение высокочувствительного и универсапьноrо метода элементноrо анализа твёрдых веществ - лазерной масс-спектрометрии. Рассмотрены аналитические возможности метода при использовании eгo в различных областях науки и пpoизводства.
Для научных и инженерно-технических работников и технологов, cnециализирующихся в области физики твёрдого тела, материаловедения, разработки и использования современных методов анализа вещества, а также для специалистов, использующих современные методы анализа вещества в геологии, медицине, биологии, криминалистике и т.д.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Брюннер В., Юнге К. Справочник по лазерной технике. 1991 год. 544 стр. djvu. 7.0 Мб.
В книге три раздка: 1. Короткоое введение по физике э-м. волн. ". 2 Типпы всевозможных лазеров. 3. Применение лазеров во всех областях науки т техники.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Быков В. П. Лазерная электродинамика. Элементарные и когерентные процессы при взаимодействии лазерного с веществом. 2006 год. 381 стр. djvu. 3.1 Мб.
В предлагаемой книге рассмотрены две основные темы - элементарные излучательные процессы, связанные с начальными этапами возникновения лазерного излучения, и коллективные явления, связанные с формированием когерентности, а также с генерацией различных макроскопических квантовых состояний излучения.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Быков, Силичев. Лазерные резонаторы. 2004 год, 320 стр. Размер 2.8 Мб. djvu.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Байбородин. Основы лазерной техники. 190 двойных стр. djvu. 4.2 Мб. В учебнике в сжатой форме излагаются основной математический аппарат формализма квантовой теории, вопросы когерентности, интерференции и поляризации вынужденного излучения. Рассматриваются принцип действия, характеристики и основные процессы в квантовых приборах. Приводятся методики инженерного расчета элементов схем и конструкции различных лазеров, усилителей и устройств управления лазерным излучением. Помещен обширный материал по применению квантовых приборов в системах измерения углов, скоростей и расстояний, а также в голографии и лазерной интерферометрии, когерентной и интегральной оптике.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Борейшо. Лазеры: устройство и действие. 215 стр. djvu. 5.1 Мб. Учебное пособие Мех. инст. СПб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Вакуленко В.М. Источники питания лазеров. 1980 год. 104 стр. djvu. 1.1 Мб.
Рассмотрены электрические схемы, предназначенные для обеспечения работы лазерных излучателей в непрерывном и импульсном режимах. Основное внимание уделено вопросам построения источников питания твердотельных и тазовых лазеров. Описаны схемы зарядных устройств, систем управления и их функциональных узлов, обладающих повышенной помехозащищенностью и точностью срабатывания, а также практические схемы источников питания с указанием особенностей их проектирования и эксплуатации.
Книга рассчитана на широкий круг специалистов, занимающихся разработкой и эксплуатацией лазеров.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

В.П. Вейко. Технологические лазеры и лазерное излучение. 2007 год. 52 стр. PDF. 1,8 Мб.
Учебное пособие содержит необходимые сведения о технологических лазерах и параметрах лазерного излучения. Приведены критерии выбора технологических лазеров для реализации теплового воздействия лазерного излучения. Указаны основные типы технологических лазеров.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Виттеман В. Лазер на углекислом газе. 1990 год. 360 стр. djvu. 4.0 Мб.
Монография известного нидерландского специалиста посвящена газоразрядным СО2-лазерам, нашедшим широкое применение в науке и технике. Автор подробно рассматривает основы физики этих лазеров как в непрерывном, так и в импульсном режиме, а также связанные с этим вопросы молекулярной физики, газовой кинетики, процессы возбуждения и релаксации и т. д. В книге представлено большое количество численных значений физических постоянных, а также приведены точные спектроскопические данные по изотопам CO2. Для научных работников, инженеров и специалистов, занимающихся разработкой и применением СО2-лазеров, а также аспирантов и студентов.

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н., Мисюров А.И. Технические процессы лазерной обработки. 2006 год. 664 стр. djvu. 15.6 Мб.
Рассмотрены теоретические основы лазерной обработки и обобщены аналитические и численные методы анализа физических процессов при воздействии лазерного излучения на различные материалы. Представлены технологии лазерной термической и химико-термической обработки, легирования, оплавления, наплавки, сварки, резки и других высокоэффективных процессов лазерной обработки. Изложены особенности лазерных технологических процессов в микроэлектронике, определяющих подходы к нанотехнологиям в современном производстве. Большое внимание уделено перспективным направлениям лазерной обработки. Показано, что наряду с повышением производительности и качеством процесса достигаются новые результаты, обеспечивающие реализацию технологии изготовления современных деталей и конструкций.
Для студентов высших технических учебных заведений машиностроительных специальностей.

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Григорьянц А. Г., Казарян М. А., Лябин Н. А. Лазеры на парах меди: конструкция, характеристики и применения. 2005. 312 стр. djvu. 4.8 Мб.
Освещаются важнейшие этапы создания и исследования промышленных отпаянных лазеров на парах меди с мощностью излучения 1-100 Вт. Изучена работа отпаянных активных элементов на парах меди в смеси неона и водорода. Большое внимание уделено конструктивным особенностям отдельных узлов лазерных трубок. Указаны важные направления современного приборостроения на основе таких лазеров для многочисленных применений в науке, технологии и медицине.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Грибковский. Полупроводниковые лазеры. Учебнное пособие. 150 двойных стр. Размер 2.8 Мб. djvu

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

ГУРЗАДЯН и др. НЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСКИЕ КРИСТАЛЛЫ. СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ В КВАНТОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКЕ. Справочник. 160 стр. djvu. 2.8 Мб.
Приводится справочный материал по нелинейно-оптическим свойствам одноосных и двухосных кристаллов, используемых для преобразования частоты в лазерных устройствах. Рассмотрены такие типичные применения, как генерация второй гармоники, гене- генерация суммарных и разностных частот, параметрическая генерация и др. Приводятся формулы для расчета направлений синхронизма, эффективной нелинейности кристалла и КПД преобразователей ча- частоты.
Для инженерно-технических работников, специализирующихся в области квантовой электроники.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Глаубер. Оптическая когерентность и статистика фотонов. 190 стр. djvu. 1.7 Мб. Книга является введением в квантовую оптику. Надо знать связь между квантовым гармоническим осциллятором и квантованием полей. Остальное объясняется по ходу изложения.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Дмитриев, Тарасов. Прикладная физическая оптика: Генераторы второй гармоники и параметрические генераторы света. Книга является продожением предыдущей монографии Тарасова. 180 стр. djvu. Размер 3.8 Мб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Делоне. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. Книга написана на основе лекций, читавшихся автором студентам Физтеха. djvu. Размер 4.2 Мб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Делоне Н.Б. Атом в сильном поле лазерного излучении. 2002. 64 стр. djv. 900 Kб.
Кратко излагается физика процесса взаимодействия света большой интенсивности с атомом. Основное внимание уделено многофотонным переходам и возмущению связанных электронных состояний под действием света. Рассматривается вопрос о возможности существования атома как связанной системы в переменном поле излучения сверхатомной интенсивности.
Для учащихся старших классов школ с углубленным изучением физики и студентов младших курсов университетов.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Делоне, Крайнов. Нелинейная ионизация атомов лазерным пучком. 2001. 310 стр. Размер 3.8 Мб. djvu

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Демтрёдер В. Лазерная спектроскопия. Основные принципы и техника эксперимента.1985год. 608 стр. djvu. 10.2 Мб.
Книrа представляет собой наиболее полное в мировой литературе руководство по современной лазерной спектроскопии. В ней описаны практически все существующие методы линейной и нелинейной спектроскопии, современные спектральные приборы, приемники света и разнообразные типы лазеров, способы получения перестраиваемоrо Korepeнтнoro излучения. Изложение принципиальных основ каждоrо из методов дополняется прпмерами конкретных схем эксперимента, а также анализом области применения. Для научных работников, инженеров, а также аспирантов и студентов старших курсов, специализирующихся в различных областях, rде используются лазерные методы измерений. .

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

0. Звелто. Принципы лазеров. 1990 год. 280 стр. djvu. 25.0 Мб.
Написанная известным итальянским физиком и педагогом книга учебного характера представляет собой существенно дополненное и переработанное издание книги «Принципы лазеров> («Мир>, 1984). В ней рассматриваются физические основы действия различных современных лазеров (С02-лазеров, рентгеновских, лазеров на свободных электронах и т. д.). Каждая глава снабжена задачами.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Г. М. Зверев, Ю. Д. Голяев, Е. А. Шалаев, А. А. Шокин. Лазеры на алюмоиттриевом гранате с неодимом. 1985 год. 144 стр, djvu. 4.6 Мб.
Кратко изложена теория рассматриваемых лазеров в основных режимах генерации. Основное внимание уделено выводу и анализу инженерных уравнений для оценки основных параметров излучения лазеров. Рассмотрены основные элементы лазеров и области их применения. Для инженерно-технических работников, связанных с разработкой и применением приборов квантовой электроники.

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Ф. Качмарек. Введение в физику лазеров. 1981 год. 540 стр. djvu. 24.0 Мб.
В монографии рассмотрены основные физические представления о механизмах лазерного излучения, описано устройство и приведены характеристики различных типов лазеров. Значительное внимание уделено генерации высших гармоник, параметрическим и многофотонным процессам и другим явлениям, сопровождающим прохождение лазерного излучения через вещество. Кратко рассмотрены вопросы самофокусировки, электрического пробоя в лазерном пучке, голографии, создания высокотемпературной плазмы.
Предназначена для широкого круга научных работников, инженеров и техников, связанных в своей работе с получением и использованием лазерного излучения, а также для аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

К.И. Крылов, В.Т. Прокопенко, В.А. Тарлыков. Основы лазерной техники. Уч. пособие. 1990 год. 317 стр. pdf. 18.6 Мб.
В учебном пособии изложены основы работы лазеров. Подробно рассмотрена работа пассивных элементов, приведены вероятностный метод описания процессов и полуклассическая теория лазеров. Основное внимание уделено описанию различных типов лазеров: газовых, жидкостных, твердотельных и полупроводниковых. Рассмотрены приборы управления лазерным излучением, свойства лазерного излучения и нелинейно-оптические явления.

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Козинцев, Белов, Орлов и др. Основы импульсной лазерной локации. 4 изд. 2006 г. 510 стр. 9.8 Мб. djvu.
Изложены физические основы импульсной лазерной локации. Приведены сведения об оптических свойствах земной атмосферы, отражающих свойствах земной и морской поверхностей и объектов локации. Описаны эффекты, возникающие при распространении лазерных пучков в атмосфере. Рассмотрены методы расчета лазерных сигналов на трассе с отражением от неровной земной и взволнованной морской поверхностей, от светоотражателей и от объектов сложной формы. Описаны помехи в системах лазерной локации. Изложены теоретические основы приема лазерных сигналов. Приведены примеры лазерных локационных систем различного назначения и описаны их основные элементы.
Для студентов технических вузов, обучающихся по направлению "Оптотехника", а также для научных работников и инженеров приборостроительного профиля.

М. Кардона, редактор. Рассеяние света в твердых телах. 1979 год. 392 стр. djvu. 4.1 Мб.
Коллективная монография, отдельные главы которой написаны видными зарубежными учеными, выходит в серии «Проблемы прикладной физики». Поспящена бурно развивающейся области квантовой оптики - лазерной спектроскопии комбнаашонного рассеяния света н в особенности физике процессов неупругого рассеяния света в полупроводниках. Киага будет попезва как теоретикам, так и экспериментаторам, работающим а этой области, э также физикам п инженерам, заиянаюшимся прикладными задачами квантовой электроники и разработкой новых приборов.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Кейси, Паниш. Лазеры на гетероструктурах. В 2-х томах. 1981 год. djvu.
Том 1. 298 стр. 2.5 Мб. Основные принципы.
Лазеры на гетероструктурах - наиболее важная разновидность инжекционных лазеров, привлекающая все большее внимание специалистов благодаря перспективам их широкого применения в системах оптической связи, в вычислительной технике, голографии и других областях.
Том 1 монографий американских специалистов содержит обзор фундаментальных физических явлений, на которых основана работа гетеролазеров.
Том 2. 362 стр. 4.0 Мб. От материалов для гетероструктур до изготовления т характеристик лазнров.
Том 2 монографии американских специалистов посвящён практической реализации гетеролазеров, их эксплуатационным параметрам, а также используемым полупроводниковым материалам и технологии получения гетероструктур.
Для научных работников, инженеров, аспирантов, студентов соответствующих специальностей

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать 1 . . . . . . . . . . . . . . .Скачать 2

Кондиленко и др. Физика лазеров. В книге рассмотрены основные физические представления о прцессах формирования лазерного излучения и параметрах, влияющих на его работу и характер излучения. djvu. 230 стр. Размер 4.8 Мб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Н.В. Карлов. Лекции по квантовой электронике (27 лекций). Курс читался для студентов Физтеха. Размер 9.6 Мб. djvu.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Клименко. Голография сфокусированных изображений и спектл - интерферометрия. djvu. 320 стр. Размер 3.3 Мб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Коротеев, Шумай. Физика мощного лазерного излучения. 310 стр. djvu. 7.8 Мб.
Рассмотрен круг проблем, составляющих специфику физики вазимодействия высокоинтенсивного когерентного электромагнитного излучения с веществом. Изложены основные методы теоретического и экспериментального исследования этих проблем, дан обзор результатов таких исследований. Показаны возможности использования идей и методов современной лазерной физики и нелинейной оптики для диагностики вещества, а также в других облас- областях науки и техники.
Для студентов и аспирантов физических специальностей вузов, слушателей спецотделений по переподготовке кадров в области лазерной физики, техники и технологии.

Содержание (htm). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

В.И. Козинцев, М.Л. Белов, В.М. Орлов. Основы импульсной лазерной локации. 2006 год. 510 стр. djvu. 10.2 Мб.
Изложены физические основы импульсной лазерной локации. Приведены сведения об оптических свойствах земной атмосферы, отражающих свойствах земной и морской поверхностей и объектов локации. Описаны эффекты, возникающие при распространении лазерных пучков в атмосфере. Рассмотрены методы расчета лазерных сигналов на трассе с отражением от неровной земной и взволнованной морской поверхностей, от светоотражателей и от объектов сложной формы. Описаны помехи в системах лазерной локации. Изложены теоретические основы приема лазерных сигналов. Приведены примеры лазерных локационных систем различного назначения и описаны их основные элементы. Содержание учебного пособия соответствует курсу лекций, который читают авторы в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Для студентов технических вузов, обучающихся по направлению «Оптотехника», а также для научных работников и инженеров приборостроительного профиля.

Удалено по требованию правообладателей

Кузьминов Ю.С. Сегнетоэлектрические кристаллы для управления лазерным излучением. 1982. год. 400 стр. djvu. 5.4 Мб.
В настоящей книге приведены сегнетоэлектрические, электро оптические и нелинейно оптические свойства широкого класса кристаллов щелочноземельных ниобатов и тангалатов, которые применяются или найдут применение дчя управления лазерным излучением В книге также освещены физико-химические аспекты технологии выращивания монокристаллов этих соединений. Показана зависимость сегЯетоэлектрических и оптических свойств этих материалов от состава и нарушения стехиометрии, которое происходит в процессе выращивания монокристаллов или термоэлектрической обработки. Рассмотрены вопросы теории нелинейно-оптических свойств кислородно октаэдрических сегнеюэлектриков.

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Лиюселл. Излучение и шумы в квантовой электронике. djvu. 390 стр. Размер 3.4 Мб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Лазеры. В одном RAR архиве несколько файлов с описанием устройства и принципа действия наиболее применяеиых лазеров. Написаны разными авторами, известными учеными. Размер 340 Кб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Либенсон, Яковлев, Шандыбина. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. Часть 1. Механизмы поглощения и диссипации энергии в веществе. ИТМО 2005 год. 85 стр. PDF. 1.4 Мб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Магунов. Лазерная термометрия твердых тел. По-простому, бесконтактные измерения температуры твердых тел 310 стр. Размер 4.9 Мб. djvu.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Мак-Даниэль, У. Нигэн. Газовые лазеры. 1986 год. 551 стр. djvu. 6.0 Мб.
Коллективная монография, написанная ведущими американскими специалистами и посвященная актуальным проблемам физики газовых лазеров. Главное внимание уделено вопросам повышения кпд, мощности и улучшению других параметров этих лазеров. Дается подробный анализ влияния отрицательных ионов на характеристики активных сред. Излагаются теория неравновесного состояния газа, лежащая в основе кинетической модели СО лазера и широкого класса химических лазеров, а также теории ион-ионной и электрон-ионной рекомбинаций. Описываются физические аспекты мощных лазерных усилителей на CO2. Большое внимание уделено эксимерным лазерам и связанным с ними вопросам (спектроскопии эксимерных молекул, модельным представлениям механизмов образования и разрушения верхнего лазерного уровня, экспериментальным исследованиям электроразрядных лазеров, npoцecсам поглощения УФ излучения, разрядам высокого давления с предыонизацией, анализу устойчивости разрядов, используемых для накачки).
Справочное руководство для научных работников и инженеров, специализирующихся в области атомной и молекулярной физики, квантовой электроники с спектроскопии, а также для студентов и аспирантов.

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

МАК А.А., СОМС Л.Н., ФРОМЗЕЛЬ В.А., ЯШИН В.Е. Лазеры на неодимовом стекле. 1990 год. 288 стр. djvu. 4.2 Мб.
Рассмотрены физика процессов и свойства одного из наиболее распространенных типов лазеров - лазеров на неодимовом стекле. С единых позиций проанализирован комплекс вопросов, касающихся лазеров на неодимовом стекле, - свойства активной среды, энергетика и КПД лазеров, формирование диаграммы направленности, спектральные и временные характеристики излучения. Изложены методы построения лазерных систем с большой пиковой мощностью, физические предпосылки и пути реализации предельных характеристик излучения лазеров на неодимовом стекле. Для физиков-исследователей, инженеров, аспирантов и студентов, специализирующихся в области физики лазеров и лазерной техники.

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Мэйтлэнд А., Дани М. Введение в физику лазеров. 1978 год. 408 стр. djvu. 5.3 Мб.
В книге, служащей вводным курсом основ лазерной физики, подробно изложены вопросы теории взаимодействия излучения с веществом, элементы теории резонаторов и волновых пучков. Обстоятельно освещены физические принципы, лежащие в основе работы газовых лазеров, в частности, гается теория Лэмба. Дано описание понятии когерентности и модовой структуры излучения, обсуждаются способы селекции мод в квантовых генераторах.
Весь необходимый дополнительный материал для изучения Курса приведен в приложениях.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Одулов С.Г., Соскин М.С., Хижняк А.И. Лазеры на динамических решетках. Оптические генераторы на четырехволновом смешении. 1990 год. 272 стр. djvu. 3.9 Мб.
Изложена физика процесса усиления света, основанного на перераспределении интенсивности двух или нескольких когерентных световых пучков в результате самодифракции на записываемой ими динамической голографической решетке. На основе теории квазивырожденного четырехволнового смешения описаны свойства оптических генераторов, использующих этот тип усиления и способных генерировать пучки с исправленным либо обращенным волновым фронтом. Проведено детальное обсуждение результатов по их реализации, исследованию и использованию в волоконной связи, гироскопах, в системах обработки информации, ассоциативной памяти и др.
Для научных работников, инженеров-исследователей, аспирантов и студентов, специализирующихся в области квантовой электроники, нелинейной оптики, голографии, физики конденсированного состояния.

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

P. Пантел, Г. Путхоф. ОСНОВЫ КВАНТОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ. 190 стр. djvu. 4.4 Мб.
Предлагаемая вниманию читателей книга известных американских физиков Р. Пантела и Г. Путхофа - это по существу фундаментальный учебник монографического характера, общность изложения материала в котором позволит ему надолго сохранить актуальность. Для книги характерен единый, последовательный подход к множеству проблем, включая последние достижения, относящиеся к нелинейной оптике, полупроводниковым лазерам, а также изучению процессов взаимодействия излучения с веществом.
По уровню изложения и охваченному материалу книга представляет интерес для широкого круга физиков и инженеров, связанных с исследованиями и практическими разработками в области квантовой электроники, и, несомненно, будет полезна студентам старших курсов, аспирантам и преподавателям физико-технических вузов и университетов.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Пихтин А.Н. Оптическая и квантовая электроника. 2001 год. 574 стр. djvu. 25.0 Мб.
В книге изложены физические основы оптической электроники, включая процессы взаимодействия электромагнитного излучения с веществом, оптические явления в твердых телах, а также принципы работы, особенности и основные характеристики приборов и методов квантовой электроники и оптоэлектроники.
Для студентов вузов, обучающихся по направлению "Электроника и микроэлектроника".

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Петрушкин, Самарцев. Лазерное охлаждение твердых тел. 2004 год. 225 стр. djvu. 2.1 Мб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Ровинский Р.Е. МОЩНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЛАЗЕРЫ. 2005 год. 103 стр. doc в архиве 450 Кб.
Книга написана на основе курса лекций, читавшихся автором в течение нескольких лет студентам 5-го курса Московского института радиотехники, электроники и автоматики (МРЭА), специализировавшихся по лазерным устройствам. Автор в рамках НПО «Астрофизика» принимал личное участие в решении многих вопросов, относящихся к разработке и повышению мощности СО2 лазеров, в работах, связанных с созданием систем оптической накачки твердотельных лазеров, в исследованиях процессов взаимодействия мощного лазерного излучения с конструктивными материалами, что нашло свое отражение в предлагаемой читателю книге. Книга может служить учебным пособием для студентов, специали¬зирующихся по лазерным специальностям, но она представляет интерес и для специалистов, работающих в соотвтствующих научных и технических приложениях. В конце приложен список дополнитель¬ной литературы, относящейся к рассматриваемым в книге проблемам и рекомендуе¬мых автором тем читателям, которые желают углубить свои знания по отдельным затронутым вопросам.
Для студентов, аспирантов, преподавателей, инженеров и научных работников, применяющих лазеры в своих исследованиях.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Рождествина, редактор. Основы импульсной лазерной локации. 2006 год, 510 стр. Размер 2.8 Мб. djvu.

Удалено по требованию правообладателей

Стенхольм. Основы лазерной спектроскопии. 155 двойных стр. Размер 1.5 Мб. djvu

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Тарасов Л.В. Введение в квантовую оптику. Уч. пособие. 2-е изд. 2008 год. 308 стр. pdf. 13.9 Мб.
В настоящей книге дано систематизированное изложение вопросов, вводящих в квантовую оптику. Рассмотрены фотонные представления о природе света; эти представления применены к объяснению различных оптических явлений, включая фотоэффект, люминесценцию, нелинейно-оптические явления. Анализируются одно- и многофотонные процессы взаимодействия света с веществом на уровне элементарных актов, состояния квантованного поля излучения, вопросы оптической когерентности.
Пособие предназначено для студентов физико-математических и инженерно-технических специальностей высших учебных заведений.

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Тарасов. Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения. Лазеры, резонаторы, динамика процессов. djvu. Размер 5.2 Мб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Б.Ф. Федоров. ЛАЗЕРЫ. Основы работы и применение. 1988 год. 191 стр. djvu. 2.0 Мб.
Рассмотрены принципы работы и устройство различных типов оптических квантовых генераторов (лазеров). Рассказано о применении лазеров в науке и технике, а также в военном деле (по материалам открытой зарубежной печати).
Изложение по сложности - общая физика.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Херман. Й., Вильгельми Б. Лазеры сверхкоротких световых импульсов. 1986 год. 368 стр. djvu. 3.8 Мб.
В книге известных ученых нз ГДР дано изложение принципов работы и теории лазеров для генерации сверхкоротких сотовых импульсов, методов пикосекундных измерений и идей пикосекундиой спектроскопии. Рассматриваются как традиционные, так н новейшне методы генерации сверхкоротких импульсов, в частности системы с синхронной иакачкой, компрессоры на основе волоконных световодов, системы со сталкивающимися импульсами в лазерах на красителях. Дан обзор методов спектроскопии быстропротекающих процессов по работам самого последнего времени.
Книга является первой в мировой литературе монографией по этому кругу вопросов, может служить справочным и учебным пособием. Для специалистов по квантовой электронике, а также химиков, биологов и инженеров, аспирантов, студентов.

. . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Х. Хора. Физика лазерной плазмы. 1986 год. 273 стр. djvu. 3.7 Мб.
Посвящена систематическому рассмотрению основных физических процессов в плотной горячей плазме, создаваемой при облучении твердых мишеней интенсивным лазерным излучением. Изложены основы микроскопической теории, кинетической теории и гидродинамикиплазмы, проанализированы уравнения ее состояния и движения, даны примеры численного моделирования поведения плазмы. Рассмотрены взаимодействие" лазерного излучения с плазмой, особенности сжатия плазмы лазерным излучением.
Для научных работников и инженеров, а также для студентов и аспирантов инженерно-физических специальностей.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

А. Ярив. Введение в оптическую электронику. 1984 год. 398 стр. djvu. 4.8 Мб.
Фактически рассмотрены все темы от оптики до излучения атомами. Отличие от других книг - она учебник, а не научная монография.
Для студентов, аспирантов, преподавателей, инженеров и научных работников, применяющих лазеры в своих исследованиях.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Скачать

Springer Справочник лазеров и оптики. 2007 год. 1342 стр. стр. PDF. 52.3 Мб.
Справочник лазеров и оптики обеспечивает быстрый, современный, всеобъемлющий и авторитетный охват широких областей оптики и лазеров. Он предназначен для повседневного использования в офисе или лаборатории и предлагает пояснительный текст, данные и ссылки, необходимые для тех, кто работает с помощью лазеров и оптических приборов.
Язык английский.