Фізичні основи застосування лазерної техніки у медицині.

Світло використовувалося для лікування різноманітних хвороб споконвіку. Стародавні греки і римляни часто «приймали сонце» як ліки. І перелік хвороб, які приписувалося лікувати світлом, був досить великий.
Справжній світанок фототерапії припав на 19 століття – з винаходом електричних ламп з'явилися нові можливості. Наприкінці XIX століття червоним світлом намагалися лікувати віспу та кір, поміщаючи пацієнта у спеціальну камеру з червоними випромінювачами. Також різні «колірні ванни» (тобто світло різних кольорів) успішно застосовувалися на лікування психічних захворювань. Причому лідируючу позицію у сфері світлолікування до початку ХХ століття займала Російська Імперія.
На початку шістдесятих років з'явилися перші медичні лазерні пристрої. Сьогодні лазерні технології застосовуються практично за будь-яких захворювань.
1. Фізичні основи застосування лазерної техніки у медицині

1.1 Принцип дії лазера

Основою лазерів служить явище індукованого випромінювання, існування якого було постулировано А. Ейнштейном в 1916 р. У квантових системах, що мають дискретні рівні енергії, існують три типи переходів між енергетичними станами: індуковані переходи, спонтанні переходи і безвипромінювальні релаксаційні. Властивості індукованого випромінювання визначають когерентність випромінювання та посилення в квантовій електроніці. Спонтанне випромінювання обумовлює наявність шумів, служить затравним поштовхом у процесі посилення і порушення коливань і разом з безвипромінювальними релаксаційними переходами відіграє важливу роль при отриманні та утриманні термодинамічно нерівноважного випромінюючого стану.
При індукованих переходах квантова система може переводитися з одного енергетичного стану до іншого як з поглинанням енергії електромагнітного поля (перехід з нижнього енергетичного рівня на верхній), так і з випромінюванням електромагнітної енергії (перехід з верхнього рівня на нижній).
Світло поширюється у вигляді електромагнітної хвилі, у той час як енергія при випромінюванні випромінювання та поглинанні сконцентрована у світлових квантах, при цьому при взаємодії електромагнітного випромінювання з речовиною, як було показано Ейнштейном в 1917 р., поряд з поглинанням і спонтанним випромінюванням виникає ) випромінювання, що утворює основу розробки лазерів.
Посилення електромагнітних хвиль за рахунок вимушеного випромінювання або ініціювання коливань електромагнітного випромінювання, що самозбуджуються, в діапазоні сантиметрових хвиль і тим самим створення приладу, названого мазером(microwave amplification by stimulated emission of radiation), було реалізовано 1954 р. За пропозицією (1958 р.) поширити цей принцип посилення значно більш короткі світлові хвилі 1960 р. було розроблено перший лазер(Light amplification by stimulated emission of radiation).
Лазер є джерелом світла, за допомогою якого може бути отримано когерентне електромагнітне випромінювання, яке відоме нам з радіотехніки та техніки надвисоких частот, а також у короткохвильовій, особливо інфрачервоній та видимій областях спектру.
1.2 Типи лазерів

Існуючі типи лазерів можна класифікувати за кількома ознаками. Насамперед по агрегатному стану активного середовища: газові, рідинні, твердотільні. Кожен із цих великих класів розбивається більш дрібні: по характерним особливостям активного середовища, типу накачування, способу створення інверсії тощо. Наприклад, з твердотільних досить чітко виділяється великий клас напівпровідникових лазерів, у яких найширше використовується інжекційне накачування. Серед газових виділяють атомарні, іонні та молекулярні лазери. Особливе місце серед інших лазерів займає лазер на вільних електронах, в основі роботи якого лежить класичний ефект генерації світла релятивістськими зарядженими частинками у вакуумі.
1.3 Характеристики лазерного випромінювання

Випромінювання лазера відрізняється від випромінювання звичайних джерел світла такими характеристиками:
- Високою спектральною щільністю енергії;
- монохроматичність;
- високою тимчасовою та просторовою когерентністю;
- високою стабільністю інтенсивності лазерного випромінювання у стаціонарному режимі;
- Можливість генерації дуже коротких світлових імпульсів.
Ці особливі властивості випромінювання лазера забезпечують йому різноманітні застосування. Вони визначаються головним чином принципово відмінним від звичайних джерел світла процесом генерації випромінювання з допомогою вимушеного випромінювання.
Основними характеристиками лазера є: довжина хвилі, потужність і режим роботи, який буває безперервним чи імпульсним.
Лазери знаходять широке застосування в медичній практиці і насамперед у хірургії, онкології, офтальмології, дерматології, стоматології та інших галузях. Механізм взаємодії лазерного випромінювання з біологічним об'єктом ще не до кінця вивчений, але можна відзначити, що мають місце або теплові впливи, або резонансні взаємодії з клітинами тканин.
Лазерне лікування безпечне, воно дуже актуальне для людей з алергією на медичні препарати.
2. Механізм взаємодії лазерного випромінювання з біотканинами

2.1 Види взаємодії

Важлива для хірургії властивість лазерного випромінювання - здатність коагулювати кровонасичену (васкуляризовану) біотканину.
В основному, коагуляціявідбувається за рахунок поглинання кров'ю лазерного випромінювання, її сильного нагріву до закипання та утворення тромбів. Таким чином, поглинаючою мішенню при коагуляції може бути гемоглобін або водна складова крові. Це означає, що добре коагулювати біотканину буде випромінювання лазерів в області оранжево-зеленого спектру (КТР-лазер, на парах міді) та інфрачервоних лазерів (неодимовий, гольмієвий, ербієвий у склі, 2-лазер).
Однак, при дуже високому поглинанні в біотканині, як, наприклад, у гранатового ербієвого лазера з довжиною хвилі 2,94 мкм, лазерне випромінювання поглинається на глибині 5 - 10 мкм і може взагалі не досягти об'єкта впливу - капіляра.
Хірургічні лазери поділяються на дві великі групи: абляційні(від лат. ablatio - «відібрання»; в медицині - хірургічне видалення, ампутація) та неабляційнілазери. Абляційні лазери ближче до скальпеля. Необляційні лазери діють за іншим принципом: після обробки якогось об'єкта, наприклад, бородавки, папіломи або гемангіоми, таким лазером цей об'єкт залишається на місці, але через якийсь час у ньому проходить серія біологічних ефектів і він відмирає. На практиці це виглядає так: новоутворення муміфікується, засихає та відпадає.
У хірургії застосовуються CO2-лазери безперервної дії. Принцип ґрунтується на тепловій дії. Переваги лазерної хірургії полягають у тому, що вона є безконтактною, практично безкровною, стерильною, локальною, дає гладке загоєння розсіченій тканині, а звідси добрі косметичні результати.
В онкології було помічено, що лазерний промінь має руйнівну дію на пухлинні клітини. Механізм руйнування заснований на термічному ефекті, внаслідок якого виникає різниця температур між поверхневими та внутрішніми частинами об'єкта, що призводить до сильних динамічних ефектів та руйнування пухлинних клітин.
Сьогодні також дуже перспективний такий напрямок, як фотодинамічна терапія. З'являється безліч статей щодо клінічного застосування даного методу. Суть його полягає в тому, що в організм пацієнта вводять спеціальну речовину. фотосенсибілізатор. Ця речовина вибірково накопичується раковою пухлиною. Після опромінення пухлини спеціальним лазером відбувається серія фотохімічних реакцій із кисню, який вбиває ракові клітини.
Одним із способів впливу лазерним випромінюванням на організм є внутрішньовенне лазерне опромінення крові(ВЛОК), яке в даний час успішно використовується в кардіології, пульмонології, ендокринології, гастроентерології, гінекології, урології, анестезіології, дерматології та інших галузях медицини. Глибоке наукове опрацювання питання та прогнозованість результатів сприяють застосуванню ВЛОК як самостійно, так і в комплексі з іншими методами лікування.
Для ВЛОК зазвичай використовують лазерне випромінювання в червоній області спектру
(0,63 мкм) потужністю 1,5-2 мВт. Лікування проводять щодня чи через день; на курс від 3 до 10 сеансів. Час дії при більшості захворювань 15-20 хв за сеанс для дорослих та 5-7 хв для дітей. Внутрішньовенна лазерна терапія може бути здійснена практично в будь-якому стаціонарі чи поліклініці. Перевагою амбулаторної лазеротерапії є зменшення можливості розвитку внутрішньолікарняної інфекції, створюється хороше психоемоційне тло, дозволяючи хворому протягом тривалого часу зберігати працездатність, проводячи при цьому процедури та отримуючи повноцінне лікування.
В офтальмології лазери застосовують як лікування, так діагностики. За допомогою лазера роблять приварювання сітківки ока, зварювання судин очної судинної оболонки. Для мікрохірургії з лікування глаукоми служать аргонові лазери, що випромінюють у синьо-зеленій області спектра. Для корекції зору давно та успішно використовуються ексімерні лазери.
У дерматології за допомогою лазерного випромінювання лікують багато важких та хронічних захворювань шкіри, а також виводять татуювання. При опроміненні лазером активується регенеративний процес, відбувається активація обміну клітинних елементів.
Основний принцип застосування лазерів у косметології полягає в тому, що світло впливає тільки на той об'єкт чи речовину, яка поглинає його. У шкірі світло поглинається особливими речовинами – хромофорами. Кожен хромофор поглинає у певному діапазоні довжин хвиль, наприклад, для помаранчевого та зеленого спектру це гемоглобін крові, для червоного спектру – меланін волосся, а для інфрачервоного спектру – клітинна вода.
При поглинанні випромінювання відбувається перетворення енергії лазерного променя тепло на тій ділянці шкіри, який містить хромофор. За достатньої потужності лазерного променя це призводить до теплового руйнування мішені. Таким чином, за допомогою лазера можна селективно впливати, наприклад, коріння волосся, пігментні плями та інші дефекти шкіри.
Однак внаслідок перенесення тепла відбувається нагрівання та сусідніх областей, навіть якщо вони містять мало світлопоглинаючих хромофорів. Процеси поглинання та перенесення тепла залежать від фізичних властивостей мішені, глибини залягання та її розміру. Тому в лазерній косметології важливо ретельно підбирати не лише довжину хвилі, а й енергію та тривалість лазерних імпульсів.
У стоматології лазерне випромінювання є найбільш ефективним фізіотерапевтичним засобом лікування пародонтозу та захворювань слизової оболонки порожнини рота.
Лазерний промінь застосовується замість акупунктури. Переваги застосування лазерного променя у тому, що немає контакти з біологічним об'єктом, отже, процес протікає стерильно і безболісно за великої ефективності.
Світловодні інструменти та катетери для лазерної хірургії призначені для доставки потужного лазерного випромінювання до місця проведення оперативного втручання при відкритих, ендоскопічних та лапароскопічних операціях в урології, гінекології, гастроентерології, хірургії, артроскопії, дерматології. Дозволяють здійснювати різання, висічення, абляцію, вапоризацію та коагуляцію тканин при проведенні хірургічних операцій у контакті з біотканиною або безконтактному режимі застосування (при видаленні торця волокна від біотканини). Виведення випромінювання може здійснюватися як з торця волокна, так і через віконце на бічній поверхні волокна. Можуть використовуватися як у повітряному (газовому), так і водному (рідкому) середовищі. За окремим замовленням для зручності користування катетери комплектуються легкознімною ручкою - тримачем світловода.
У діагностиці лазери застосовуються виявлення різних неоднорідностей (пухлин, гематом) і вимірювання параметрів живого організму. Основи діагностичних операцій зводяться до пропускання через тіло пацієнта (чи його органів) лазерного променя і з спектру чи амплітуді минулого чи відбитого випромінювання виводять діагноз. Відомі методи виявлення ракових пухлин в онкології, гематом в травматології, а також з вимірювання параметрів крові (практично будь-яких, від артеріального тиску до вмісту цукру і кисню).
2.2 Особливості лазерної взаємодії за різних параметрів випромінювання

Для цілей хірургії промінь лазера повинен бути достатньо потужним, щоб нагрівати біотканину вище 50 - 70 ° С, що призводить до її коагуляції, різання або випаровування. Тому в лазерній хірургії, говорячи про потужність лазерного випромінювання того чи іншого апарату, оперують цифрами, що позначають одиниці, десятки та сотні Вт.
Хірургічні лазери бувають як безперервні, і імпульсні, залежно від типу активної середовища. Умовно їх можна поділити на три групи за рівнем потужності.
1. Коагулюючі: 1 – 5 Вт.
2. Випаровують і неглибоко ріжучі: 5 - 20 Вт.
3. Глибоко ріжучі: 20 – 100 Вт.
Кожен тип лазера насамперед характеризується довжиною хвилі випромінювання. Довжина хвилі визначає ступінь поглинання лазерного випромінювання біотканиною, отже, і глибину проникнення, і ступінь нагріву як області хірургічного втручання, і навколишньої тканини.
Враховуючи, що вода міститься практично у всіх типах біотканини, можна сказати, що для хірургії переважно використовувати такий тип лазера, випромінювання якого має коефіцієнт поглинання у воді більше 10 см -1 або, що те саме, глибина проникнення якого не перевищує 1 мм.
Інші важливі характеристики хірургічних лазерів,
визначальні їх застосування у медицині:
· Потужність випромінювання;
· Безперервний або імпульсний режим роботи;
· здатність коагулювати кровонасичену біотканину;
· Можливість передачі випромінювання по оптичному волокну.
При впливі лазерного випромінювання на біотканину спочатку відбувається її нагрівання, а потім уже випаровування. Для ефективного розрізання біотканини потрібне швидке випаровування в місці розрізу з одного боку, і мінімальне супутнє нагрівання навколишніх тканин з іншого боку.
При однаковій середній потужності випромінювання короткий імпульс нагріває тканину швидше, ніж безперервне випромінювання, і при цьому поширення тепла до навколишніх тканин мінімальне. Але якщо імпульси мають низьку частоту повторення (менше 5 Гц), то безперервний розріз провести складно, це більше схоже на перфорацію. Отже, лазер переважно повинен мати імпульсний режим роботи з частотою повторення імпульсів більше 10 Гц, а тривалість імпульсу - мінімально можливу для отримання високої потужності пікової.
На практиці оптимальна вихідна потужність для хірургії знаходиться в діапазоні від 15 до 60 Вт залежно від довжини хвилі лазерного випромінювання та області застосування.
3. Перспективні лазерні методи в медицині та біології

Розвиток лазерної медицини йде за трьома основними гілками: лазерна хірургія, лазерна терапія та лазерна діагностика. Унікальні властивості лазерного променя дозволяють виконувати раніше неможливі операції новими ефективними та мінімально інвазивними методами.
Зростає інтерес до немедикаментозних методів лікування, включаючи фізіотерапію. Нерідко виникають ситуації, коли необхідно проводити не одну фізіопроцедуру, а кілька, і тоді пацієнтові доводиться переходити з однієї кабіни в іншу, кілька разів одягатися та роздягатися, що створює додаткові проблеми та втрату часу.
Різноманітність методик терапевтичного впливу вимагає застосування лазерів із різними параметрами випромінювання. Для цих цілей служать різні випромінюючі головки, які містять один або кілька лазерів та електронне пристрій сполучення сигналів управління від базового блоку з лазером.
Випромінювальні головки поділяються на універсальні, що дозволяють використовувати їх як зовнішньо, (з використанням дзеркальних та магнітних насадок), так і внутрішньопорожнинно з використанням спеціальних оптичних насадок; матричні, що мають велику площу випромінювання і застосовуються поверхнево, а також спеціалізовані. Різні оптичні насадки дозволяють доставляти випромінювання до необхідної зони впливу.
Блоковий принцип дозволяє застосовувати широкий спектр лазерних і світлодіодних головок, що мають різні спектральні, просторово-часові та енергетичні характеристики, що, у свою чергу, піднімає на якісно новий рівень ефективність лікування за рахунок поєднаної реалізації різних методик лазерної терапії. Ефективність лікування визначається насамперед ефективними методиками та апаратурою, яка забезпечує їх реалізацію. Сучасні методики вимагають можливість вибору різних параметрів впливу (режим випромінювання, довжина хвилі, потужність) у широкому діапазоні. Апарат лазерної терапії (АЛТ) повинен забезпечувати ці параметри, їх достовірний контроль та відображення і водночас бути простим та зручним в управлінні.
4. Лазери, що застосовуються у медичній техніці

4.1 CO 2 -лазери

CO 2 -лазер, тобто. лазер, випромінюючої складової активного середовища якого є вуглекислий газ CO 2 займає особливе місце серед всього різноманіття існуючих лазерів. Цей унікальний лазер відрізняється насамперед тим, що для нього характерні і велике енергознімання, і високий ККД. У безперервному режимі отримані величезні потужності - кілька десятків кіловат, імпульсна потужність досягла рівня кілька гігават, енергія імпульсу вимірюється в кілоджоулях. ККД CO 2 -лазера (близько 30%) перевищує ККД всіх лазерів. Частота проходження в імпульсно-періодичному режимі може становити кілька кілогерців. Довжини хвиль випромінювання CO 2 -лазера знаходяться в діапазоні 9-10 мкм (ІЧ-діапазон) та потрапляють у вікно прозорості атмосфери. Тому випромінювання CO 2 -лазера зручне для інтенсивного на речовину. Крім того, в діапазон довжин випромінювання CO2-лазера потрапляють резонансні частоти поглинання багатьох молекул.
На малюнку 1 показані нижні коливальні рівні основного електронного стану разом із умовним поданням форми коливань молекули CO 2 .
Рисунок 1 – Нижні рівні молекули CO2
Цикл лазерного накачування CO 2 -лазера у стаціонарних умовах виглядає наступним чином. Електрони плазми тліючого розряду збуджують молекули азоту, які передають енергію збудження несиметричному валентному коливанню молекул CO 2 , що володіє великим часом життя і є верхнім лазерним рівнем. Нижнім лазерним рівнем зазвичай є перший збуджений рівень симетричного валентного коливання, сильно пов'язаний резонансом Фермі з деформаційним коливанням і тому, що швидко релаксує разом з цим коливанням у зіткненнях з гелієм. Очевидно, що той же канал релаксації ефективний у тому випадку, коли нижнім рівнем лазером є другий збуджений рівень деформаційної моди. Таким чином, CO 2 -лазер - це лазер на суміші вуглекислого газу, азоту та гелію, де CO 2 забезпечує випромінювання, N 2 - накачування верхнього рівня, а He - спустошення нижнього рівня.
CO 2 -лазери середньої потужності (десятки - сотні ват) конструюються окремо у вигляді відносно довгих труб з поздовжнім розрядом і поздовжнім прокачуванням газу. Типова конструкція такого лазера показана на малюнку 2. Тут 1 - розрядна трубка, 2 - кільцеві електроди, 3 - повільне оновлення середовища, 4 - розрядна плазма, 5 - зовнішня трубка, 6 - проточна вода, що охолоджує, 7,8 - резонатор.
Малюнок 2 - Схема CO2-лазера з дифузійним охолодженням

Поздовжнє прокачування служить для видалення продуктів дисоціації газової суміші в розряді. Охолодження робочого газу в таких системах відбувається за рахунок дифузії на стінку розрядної трубки, що охолоджується зовні. Істотною є теплопровідність матеріалу стінки. З цієї точки зору доцільним є застосування труб з корундової (Al 2 O 3) або берилієвої (BeO) керамік.
Електроди роблять кільцевими, які не загороджують шлях до випромінювання. Джоулева тепло виноситься теплопровідністю до стін трубки, тобто. використовується дифузійне охолодження. Глухе дзеркало роблять металевим, напівпрозорим - з NaCl, KCl, ZnSe, AsGa.
Альтернативою дифузійного служить конвекційне охолодження. Робочий газ з великою швидкістю продувають через область розряду, і тепло виноситься джоулеве розрядом. Застосування швидкого прокачування дозволяє підняти щільність енерговиділення та енергознімання.
CO 2 -лазер у медицині застосовується майже виключно як «оптичний скальпель» для різання та випаровування у всіх хірургічних операціях. Ріжуча дія сфокусованого лазерного пучка заснована на вибуховому випаровуванні внутрішньо- та позаклітинної води в області фокусування, завдяки чому руйнується структура матеріалу. Руйнування тканини призводить до характерної форми країв рани. У вузько обмеженій ділянці взаємодії температура 100 °С перевищується лише тоді, коли досягнуто зневоднення (випарне охолодження). Подальше підвищення температури призводить до видалення матеріалу шляхом обвуглювання або випаровування тканини. Безпосередньо у крайових зонах утворюється через погану в загальному випадку теплопровідність тонке некротичне потовщення товщиною 30-40 мкм. З відривом 300-600 мкм не утворюється пошкодження тканини. У зоні коагуляції кровоносні судини діаметром до 0,5-1 мм спонтанно закриваються.
Хірургічні пристрої на основі CO 2 -лазера в даний час пропонуються в широкому асортименті. Наведення лазерного променя в більшості випадків здійснюється за допомогою системи шарнірно встановлених дзеркал (маніпулятора), що закінчується інструментом з вбудованою оптикою, що фокусує, яким хірург маніпулює в оперованій області.
4.2 Гелій-неонові лазери

У гелій-неоновий лазерробочою речовиною є нейтральні атоми неону. Порушення здійснюється електричним розрядом. У чистому неоні створити інверсію у безперервному режимі важко. Ця складність, що має досить загальний для багатьох випадків характер, обходиться введенням у розряд додаткового газу - гелію, що виконує функцію донора енергії збудження. Енергії двох перших збуджених метастабільних рівнів гелію (рисунок 3) досить точно збігаються з енергіями рівнів 3 sі 2 sнеону. Тому добре реалізуються умови резонансної передачі збудження за схемою.
Малюнок 3 - Схема рівнів He-Ne лазера

При правильно вибраних тисках неону та гелію, що задовольняють умові
, (1)
можна домогтися заселення одного або обох рівнів 3 sі 2 sнеону, що значно перевищує таке у разі чистого неону, та одержати інверсію населеностей.
Спустошення нижніх лазерних рівнів відбувається в зіткнених процесах, у тому числі і в зіткненнях зі стінками газорозрядної трубки.
Порушення атомів гелію (і неону) відбувається в слаботочному розряді, що тліє (рисунок 4). У лазерах безперервної дії на нейтральних атомах або молекулах для створення активного середовища найчастіше використовується слабоіонізована плазма позитивного стовпа тліючого розряду. Щільність струму розряду, що тліє, становить 100-200 мА/см 2 . Напруженість поздовжнього електричного поля така, що кількість електронів і іонів, що виникають на одиничному відрізку розрядного проміжку, компенсує втрати заряджених частинок при їх дифузії до стінок газорозрядної трубки. Тоді позитивний стовп розряду стаціонарний і однорідний. Електронна температура визначається добутком тиску газу на внутрішній діаметр трубки. При малих електронна температура велика, при великих – низька. Постійність величини визначає умови подібності до розрядів. При постійній щільності числа електронів умови та параметри розрядів будуть незмінними, якщо незмінний добуток. Щільність числа електронів у слабоіонізованій плазмі позитивного стовпа пропорційна щільності струму.
Для гелій-неонового лазера оптимальні значення, як і парціальний склад газової суміші, дещо відмінні для різних спектральних областей генерації.
В області 0,63 мкм найінтенсивнішої лінії серії - лінії (0,63282 мкм) відповідає оптимальне Тор·мм.
Малюнок 4 – Конструктивна діаграма He-Ne лазера

Характерними значеннями потужності випромінювання гелій-неонових лазерів слід вважати десятки мілліват в областях 0,63 і 1,15 мкм і сотні в області 3,39 мкм. Термін служби лазерів обмежується процесами у розряді та обчислюється роками. З часом у розряді відбувається порушення складу газу. Через сорбцію атомів у стінках та електродах відбувається процес «жорсткості», падає тиск, змінюється відношення парціальних тисків He та Ne.
Найбільша короткочасна стабільність, простота та надійність конструкції гелій-неонового лазера досягаються при встановленні дзеркал резонатора всередину розрядної трубки. Однак за такого розташування дзеркала порівняно швидко виходять з ладу за рахунок бомбардування зарядженими частинками плазми розряду. Тому найбільшого поширення набула конструкція, в якій газорозрядна трубка міститься всередину резонатора (рисунок 5), а її торці забезпечуються вікнами, розташованими під кутом Брюстера до оптичної осі, забезпечуючи тим самим лінійну поляризацію випромінювання. Таке розташування має цілу низку переваг - спрощується юстування дзеркал резонатора, збільшується термін служби газорозрядної трубки та дзеркал, полегшується їх зміна, з'являється можливість керування резонатором та застосування дисперсійного резонатора, виділення мод тощо.
Малюнок 5 - Резонатор He-Ne лазера

Перемикання між смугами генерації (рисунок 6) в гелій-неоновому лазері, що перебудовується, зазвичай забезпечується за рахунок введення призми, а для тонкої перебудовою лінії генерації зазвичай використовується дифракційна решітка.
Малюнок 6 - Використання призми Літроу
4.3 ІАГ-лазери

Тривалентний іон неодиму легко активує багато матриць. З них найперспективнішими виявилися кристали. ітрій-алюмінієвого граната Y 3 Al 5 O 12 (ІАГ) та скла. Накачування перекладає іони Nd 3+ з основного стану 4 I 9/2 у дещо відносно вузьких смуг, що грають роль верхнього рівня. Ці смуги утворені поруч збуджених станів, що перекриваються, їх положення і ширини дещо змінюються від матриці до матриці. Зі смуг накачування швидка передача енергії збудження на метастабільний рівень 4 F 3/2 (малюнок 7).
Рисунок 7 - Енергетичні рівні тривалентних рідкісноземельних іонів
Чим ближче до рівня 4 F 3/2 розташовані смуги поглинання, тим вище ККД генерації. Перевагою кристалів ІАГ є інтенсивна червона лінія поглинання.
Технологія росту кристалів заснована на методі Чохральського, коли ІАГ та присадка плавляться в іридієвому тиглі при температурі близько 2000 ° С з подальшим виділенням частини тигля розплаву за допомогою затравки. Температура затравки дещо нижча за температуру розплаву, і при витягуванні розплав поступово кристалізується на поверхні затравки. Кристалографічне орієнтування розплаву, що закристалізувався, відтворює орієнтування затравки. Вирощування кристала здійснюється в інертному середовищі (аргон або азот) за нормального тиску з малою добавкою кисню (1-2%). Як тільки кристал досягає потрібної довжини його повільно остуджують для запобігання руйнуванню через термічну напругу. Процес зростання займає від 4 до 6 тижнів і відбувається під комп'ютерним керуванням.
Неодимові лазери працюють у широкому діапазоні режимів генерації, від безперервного до суттєво імпульсного з тривалістю, що досягає фемтосекунд. Остання досягається методом синхронізації мод у широкій лінії посилення, характерної для лазерного скла.
p align="justify"> При створенні неодимових, як, втім, і рубінових, лазерів реалізовані всі характерні методи управління параметрами лазерного випромінювання, розроблені квантовою електронікою. На додаток до так званої вільної генерації, що триває протягом практично всього часу існування імпульсу накачування, широкого поширення набули режими включеної (модульованої) добротності та синхронізації (самосинхронізації) мод.
У режимі вільної генерації тривалість імпульсів випромінювання становить 0,1...10 мс, енергія випромінювання у схемах посилення потужності становить близько 10 пс при використанні модуляції добротності електрооптичних пристроїв. Подальше скорочення імпульсів генерації досягається застосуванням фільтрів, що просвітлюються, як для модуляції добротності (0,1...10 пс), так і для синхронізації мод (1...10 пс).
При дії інтенсивного випромінювання Nd-ІАГ-лазера на біологічну тканину утворюються досить глибокі некрози (коагуляційне вогнище). Ефект видалення тканини і тим самим ріжуча дія незначні в порівнянні з дією CO 2 -лазера. Тому Nd-ІАГ-лазер застосовується переважно для коагуляції кровотечі та для некротизування патологічно змінених областей тканини майже у всіх областях хірургії. Оскільки передача випромінювання можлива через гнучкі оптичні кабелі, то відкриваються перспективи застосування Nd-ІАГ-лазера в порожнинах тіла.
4.4 Напівпровідникові лазери

Напівпровідникові лазеривипускають в УФ, видимому або ІЧ-діапазонах (0,32 ... 32 мкм) когерентне випромінювання; як активне середовище застосовуються напівпровідникові кристали.
В даний час відомо понад 40 придатних для лазерів різних напівпровідникових матеріалів. Накачування активного середовища може здійснюватися електронними пучками або оптичним випромінюванням (0,32...16 мкм), p-n-перехід напівпровідникового матеріалу електричним струмом від прикладеної зовнішньої напруги (інжекція носіїв заряду, 0,57...32 мкм)
Інжекційні лазери відрізняються від інших типів лазерів такими характеристиками:
- Високим ККД за потужністю (вище 10%);
- простотою збудження (безпосереднє перетворення електричної енергії на когерентне випромінювання - як і безперервному, і у імпульсному режимах роботи);
- можливістю прямої модуляції електричним струмом до 1010 Гц;
- Вкрай незначними розмірами (довжина менше 0,5 мм; ширина не більше 0,4 мм; висота не більше 0,1 мм);
- низькою напругою накачування;
- механічною надійністю;
- великим терміном служби (до 107 год).
4.5 Ексімерні лазери

Ексимерні лазери, Що являють собою новий клас лазерних систем, відкривають для квантової електроніки УФ діапазон. Принцип дії ексимерних лазерів зручно пояснити з прикладу лазера на ксеноні (нм). Основний стан молекули Xe2 нестійкий. Незбуджений газ складається переважно з атомів. Заселення верхнього лазерного стану, тобто. Створення збудженої стійкості молекули відбувається під дією пучка швидких електронів у складній послідовності зіткнених процесів. Серед цих процесів істотну роль відіграють іонізація та збудження ксенону електронами.
Великий інтерес представляють ексимери галоїдів інертних газів (моногалогенідів шляхетних газів), головним чином тому, що на відміну від димерів шляхетних газів відповідні лазери працюють не тільки при електронно-пучковому, але і при газорозрядному збудженні. Механізм утворення верхніх термів лазерних переходів у цих ексімерах багато в чому незрозумілий. Якісні міркування свідчать про більшу легкість їх утворення, порівняно з випадком димерів шляхетних газів. Існує глибока аналогія між збудженими молекулами, складеними з атомів лужного матеріалу та галогену. Атом інертного газу у збудженому електронному стані схожий на атом лужного металу та галогену. Атом інертного газу в збудженому електронному стані схожий на атом лужного металу, що йде за ним у таблиці Менделєєва. Цей атом легко іонізується, тому що енергія зв'язку збудженого електрона мала. В силу високої спорідненості до електрона галогену цей електрон легко відривається і при зіткненні відповідних атомів охоче перестрибує на нову орбіту, що об'єднує атоми, здійснюючи цим так звану гарпунну реакцію.
Найбільш поширені такі типи ексімерних лазерів: 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 Лазери на барвниках

Відмінною особливістю лазерів на барвникахє можливість роботи в широкому довжини хвиль від ближнього ІЧ до ближнього УФ, плавна перебудова довжини хвилі генерації в діапазоні шириною в кілька десятків нанометрів з монохроматичністю, що досягає 1-1,5 МГц. Лазери на барвниках працюють у безперервному, імпульсному та імпульсно-періодичному режимах. Енергія імпульсів випромінювання досягає сотень джоулів, потужність безперервної генерації - десятків ватів, частота повторення сотень герц, ККД десятків відсотків (при лазерному накачуванні). В імпульсному режимі тривалість генерації визначається тривалістю імпульсів накачування. У режимі синхронізації мод досягається пікосекундний та субпікосекундний діапазони тривалостей.
Властивості лазерів на барвниках визначаються властивостями їхньої робочої речовини органічних барвників. Барвникамиприйнято називати складні органічні сполуки з розгалуженою системою складних хімічних зв'язків, що мають інтенсивні смуги поглинання у видимій та ближній УФ областях спектру. Пофарбовані органічні сполуки містять насичені хромофорні групитипу NO

NEW. В.П. Вейко, Є.А. Збірник завдань з лазерних технологій. 2007 рік. 67 стор pdf. 1.5 Мб.
Навчальний посібник містить умови завдань з лазерних технологій для самостійної роботи студентів, а також необхідні теоретичні відомості та приклади рішення. Розглянуто питання, як загальні для різних технологій (характеристики технологічних лазерів та лазерного випромінювання, оптичні схеми лазерної обробки, основні фізичні процеси), так і що відносяться до конкретних лазерних технологій (різання, свердління отворів, термозміцнення, зварювання, обробка плівоч- них елементів). У додатку дано основні теплофізичні та оптичні властивості деяких матеріалів.

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

NEW. Аллас А.А. Лазерне паяння у виробництві радіоелектронної апаратури. 2007 рік. 134 стор pdf. 4.6 Мб.
У монографії розглянуто питання оптимізації технологічних режимів лазерного паяння з урахуванням властивостей припойних паст для отримання високоміцних паяних сполук. Робота може бути використана як навчальний посібник, що заповнює нестачу навчально-методичної літератури з лазерної техніки та лазерних технологій. Воно присвячене новому напрямку лазерної технології – лазерній пайці виробів радіоелектронної техніки.
Навчальний посібник є додатковим матеріалом з курсів «Фізико-технічні засади лазерної технології» та «Лазерне обладнання, автоматизація та контроль технологічних процесів». У посібнику розглянуто фізико-технічні особливості формування паяних з'єднань підвищеної надійності в процесі автоматизованого лазерного паяння інтегральних мікросхем на друковані плати. Рекомендовано УМО за освітою в галузі приладобудування та оптотехніки як навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів, за спеціальністю 200201 – «Лазерна техніка та лазерні технології» та спеціальності 200200 – «Оптотехніка».

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Абільсіїтів (редактор) та ін. Технологічні лазери. Том 1. 1991 рік. 432 стор. djvu. 10.3 Мб.
Довідник містить відомості про принципи роботи технологічних лазерів та лазерних автоматизованих технологічних комплексів, методи їх розрахунку, проектування та конструювання.

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Аблеков В.К., Денисов Ю.М., Любченко Ф.М. Довідник з газодинамічних лазерів. 1982 рік. 168 стор. djvu. 2.7 Мб.
Систематизовано матеріали довідкового характеру, які застосовуються при розробках та конструюванні газодинамічних лазерів (ГДЛ). Наведено приклади конструкційних рішень та деякі відомості про властивості речовин, що застосовуються у ГДЛ, таблиці близьких рівнів молекул, що служать для вибору робочих сумішей, квантовомеханічні характеристики газів з відомостями про кінетику коливального обміну та релаксації. Викладено деякі відомості про джерела теплової енергії для ГДЛ, використовувані сопла, дифузори, резонатори і газодинамічні вікна. Наведено розрахункові формули, таблиці та графіки.
Довідник призначений для інженерів та науковців, які займаються розробкою та використанням газодинамічних лазерів.

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

АХМАНОВ С. А., ВИСЛОУХ В. А., ЧІРКІН А. С. Оптика фемтосекуїдних лазерних імпульсів. 1988. рік. 312 стор. djvu. 4.4 Мб.
Дано огляд сучасного стану хвильової оптики надкоротких імпульсів. Особливий акцент зроблено на нових завданнях, пов'язаних із поширенням гранично коротких імпульсів. Викладено основи фур'є-оптикн коротких хвильових пакетів, що поширюються в лінійних диспергуючих середовищах. Розглянуто нелінійні взаємодії та самовпливи фемтосекундних лазерних імпульсів, компресія фемтосекундних імпульсів та можливості керування їх формою. Значну увагу приділено фізиці формування та взаємодії оптичних солітонів. Обговорено основні тенденції розвитку фемтосекундних лазерних систем. Для науковців, а також аспірантів та студентів, що спеціалізуються в галузі квантової електроніки, нелінійної та волоконної оптики, спектроскопії.

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Ю.А. Ананьєв. Оптичні резонатори та лазерні пучки. 1990 рік. 265 стор. djvu. 3.8 Мб.
На основі коротко викладених загальних законів проходження світлових когерентних пучків через оптичні системи широкого класу розглянуті процеси формування когерентного випромінювання в оптичних резонаторах; проаналізовано фактори, що визначають просторову структуру лазерного випромінювання; надано рекомендації щодо вибору типу та параметрів резонаторів; наведено відомості про різні методи впливу на характеристики випромінювання шляхом видозміни резонаторів та внесення до них додаткових елементів. Основну увагу приділено способам підвищення просторової когерентності випромінювання та зменшення його розбіжності.
Для фахівців, які займаються розробкою та застосуванням лазерів усіх типів, а також теорією оптичних систем та питаннями дифракції. Може бути рекомендована студентам оптичних спеціальностей.

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Бредерлов Р., Філл Е., Вітте К.. Потужний йодний лазер. 1985 рік. 158 стор. djvu. 1.9 Мб.
Потужні лазери призначаються для нагрівання речовини до надвисоких температур, за яких можливе перебіг реакції термоядерного синтезу. Такий напрямок у квантовій електроніці виник у результаті розвитку досліджень із проблеми, яку називають лазерним термоядерним синтезом. У книзі розглянуто питання спектроскопії, фізико-хімічної кінетики щільних газів, що піддаються фотолізу з метою порушення вибраних продуктів реакції; перетворення енергії збудженого середовища на потужні короткі імпульси гостронаправленого випромінювання; аналізуються результати практичного використання потужного йодного лазера.

завантажити

П.А. Бохан та ін Лазерний поділ ізотопів у ватомарних полях. 2004. рік. 208 стор. djvu. 1.8 Мб.
Описано різні підходи до проблеми лазерного розподілу ізотопів в атомарних парах. Наведено результати досліджень фотоіонізаційного та фотохімічного методів на основі когерентного ізотопно-селективного двофотонного збудження атомів як у колінеарних, так і у зустрічних пучках випромінювання. Проведено детальне комп'ютерне моделювання таких процесів. Запропоновано метод отримання ізотопічно змінених продуктів з використанням реакцій селективно-збуджених атомів у довготривалих станах. Велику увагу в книзі приділено опису лазерного розподільчого комплексу та окремих його елементів. Книга призначена науковим співробітникам, інженерам, аспірантам та студентам.

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Ю.А. Биковський, В. Н. Неволін. Лазерна мас-спектрометрія. 1985 рік. 128 стор. djvu. 2,8 Мб.
Описані фізичні основи та апаратне забезпечення високочутливого та універсального методу елементарного аналізу твердих речовин - лазерної мас-спектрометрії. Розглянуто аналітичні можливості методу при використанні його в різних галузях науки та виробництва.
Для наукових та інженерно-технічних працівників і технологів, що cнеціалізуються в галузі фізики твердого тіла, матеріалознавства, розробки та використання сучасних методів аналізу речовини, а також для фахівців, які використовують сучасні методи аналізу речовини в геології, медицині, біології, криміналістиці тощо.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Брюннер Ст., Юнге К. Довідник з лазерної техніки. 1991 рік. 544 стор. djvu. 7.0 Мб.
У книзі три раздка: 1. Короткий вступ з фізики е-м. хвиль. 2. Типи різних лазерів. 3. Застосування лазерів у всіх галузях науки і техніки.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Биков В. П. Лазерна електродинаміка. Елементарні та когерентні процеси при взаємодії лазерного з речовиною. 2006 рік. 381 стор. djvu. 3.1 Мб.
У пропонованій книзі розглянуто дві основні теми - елементарні випромінювальні процеси, пов'язані з початковими етапами виникнення лазерного випромінювання, та колективні явища, пов'язані з формуванням когерентності, а також з генерацією різних квантових макроскопічних станів випромінювання.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Биків, Силичів. Лазерні резонатори. 2004, 320 стор. Розмір 2.8 Мб. djvu.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Байбородін. Основи лазерної техніки. 190 подвійних стор. djvu. 4.2 Мб. У підручнику у стиснутій формі викладаються основний математичний апарат формалізму квантової теорії, питання когерентності, інтерференції та поляризації вимушеного випромінювання. Розглядаються принцип дії, характеристики та основні процеси у квантових приладах. Наводяться методики інженерного розрахунку елементів схем та конструкції різних лазерів, підсилювачів та пристроїв управління лазерним випромінюванням. Поміщений великий матеріал із застосування квантових приладів у системах вимірювання кутів, швидкостей та відстаней, а також у голографії та лазерній інтерферометрії, когерентній та інтегральній оптиці.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Борейша. Лазери: будову та дію. 215 стор. djvu. 5.1 Мб. Навчальний посібник Мех. інст. СПб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Вакуленко В.М. Джерела живлення лазерів. 1980 рік. 104 стор. djvu. 1.1 Мб.
Розглянуто електричні схеми, призначені для забезпечення роботи лазерних випромінювачів у безперервному та імпульсному режимах. Основну увагу приділено питанням побудови джерел живлення твердотільних та тазових лазерів. Описано схеми зарядних пристроїв, систем керування та їх функціональних вузлів, що володіють підвищеною схибленістю і точністю спрацьовування, а також практичні схеми джерел живлення із зазначенням особливостей їх проектування та експлуатації.
Книга розрахована на широке коло фахівців, які займаються розробкою та експлуатацією лазерів.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

В.П. Вейко. Технологічні лазери та лазерне випромінювання. 2007 рік. 52 стор. PDF. 1,8 Мб.
Навчальний посібник містить необхідні відомості про технологічні лазери та параметри лазерного випромінювання. Наведено критерії вибору технологічних лазерів для реалізації теплового впливу лазерного випромінювання. Вказано основні типи технологічних лазерів.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Віттеман В. Лазер на вуглекислому газі. 1990 рік. 360 стор. djvu. 4.0 Мб.
Монографія відомого нідерландського фахівця присвячена газорозрядним СО2-лазерам, які знайшли широке застосування у науці та техніці. Автор докладно розглядає основи фізики цих лазерів як у безперервному, так і в імпульсному режимі, а також пов'язані з цим питання молекулярної фізики, газової кінетики, процеси збудження та релаксації тощо. наведено точні спектроскопічні дані щодо ізотопів CO2. Для науковців, інженерів та фахівців, які займаються розробкою та застосуванням СО2-лазерів, а також аспірантів та студентів.

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Григор'янця А.Г., Шиганов І.М., Місюров А.І. Технічні процеси лазерної обробки. 2006 рік. 664 стор. djvu. 15.6 Мб.
Розглянуто теоретичні основи лазерної обробки та узагальнено аналітичні та чисельні методи аналізу фізичних процесів при впливі лазерного випромінювання на різні матеріали. Представлені технології лазерної термічної та хіміко-термічної обробки, легування, оплавлення, наплавлення, зварювання, різання та інших високоефективних процесів лазерної обробки. Викладено особливості лазерних технологічних процесів у мікроелектроніці, що визначають підходи до нанотехнологій у сучасному виробництві. Велику увагу приділено перспективним напрямам лазерної обробки. Показано, що поряд із підвищенням продуктивності та якістю процесу досягаються нові результати, що забезпечують реалізацію технології виготовлення сучасних деталей та конструкцій.
Для студентів найвищих технічних навчальних закладів машинобудівних спеціальностей.

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Григор'янц А. Г., Казарян М. А., Лябін Н. А. Лазери на парах міді: конструкція, характеристики та застосування. 2005. 312 стор. djvu. 4.8 Мб.
Висвітлюються найважливіші етапи створення та дослідження промислових відпаяних лазерів на парах міді з потужністю випромінювання 1-100 Вт. Вивчено роботу відпаяних активних елементів на парах міді у суміші неону та водню. Велику увагу приділено конструктивним особливостям окремих вузлів лазерних трубок. Вказано важливі напрями сучасного приладобудування на основі таких лазерів для численних застосувань у науці, технології та медицині.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Грибківський. Напівпровідникові лазери. Навчальний посібник. 150 подвійних стор. Розмір 2.8 Мб. djvu

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

ГУРЗАДЯН та ін. НЕЛІНІЙНО-ОПТИЧНІ КРИСТАЛИ. ВЛАСТИВОСТІ ТА ЗАСТОСУВАННЯ В КВАНТОВІЙ ЕЛЕКТРОНІЦІ. Довідник 160 стор. djvu. 2.8 Мб.
Наводиться довідковий матеріал з нелінійно-оптичних властивостей одновісних та двовісних кристалів, що використовуються для перетворення частоти в лазерних пристроях. Розглянуто такі типові застосування, як генерація другої гармоніки, генегенерація сумарних і різницевих частот, параметрична генерація та ін. Наводяться формули для розрахунку напрямків синхронізму, ефективної нелінійності кристала та ККД перетворювачів частоти.
Для інженерно-технічних працівників, що спеціалізуються в галузі квантової електроніки.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Глаубер. Оптична когерентність та статистика фотонів. 190 стор. djvu. 1.7 Мб. Книга є введенням у квантову оптику. Потрібно знати зв'язок між квантовим гармонічним осцилятором та квантуванням полів. Решта пояснюється протягом викладу.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Дмитрієв, Тарасов. Прикладна фізична оптика: Генератори другої гармоніки та параметричні генератори світла. Книжка є продовженням попередньої монографії Тарасова. 180 стор. djvu. Розмір: 3.8 Мб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Делон. Взаємодія лазерного випромінювання із речовиною. Книга написана на основі лекцій, які читали автор студентам Фізтеха. djvu. Розмір: 4.2 Мб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Делоне Н.Б. Атом у сильному полі лазерного випромінювання. 2002. 64 стор. djv. 900 Kб.
Коротко викладається фізика процесу взаємодії світла великої інтенсивності з атомом. Основна увага приділена багатофотонним переходам та обуренню пов'язаних електронних станів під дією світла. Розглядається питання можливості існування атома як пов'язаної системи в змінному полі випромінювання сверхатомной інтенсивності.
Для учнів старших класів шкіл із поглибленим вивченням фізики та студентів молодших курсів університетів.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Делоне, Крайнов. Нелінійна іонізація атомів лазерним пучком. 2001. 310 стор. Розмір 3.8 Мб. djvu

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Демтредер В. Лазерна спектроскопія. Основні принципи та техніка експерименту.1985год. 608 стор. djvu. 10.2 Мб.
Книра є найбільш повним у світовій літературі посібником із сучасної лазерної спектроскопії. У ній описані практично всі існуючі методи лінійної та нелінійної спектроскопії, сучасні спектральні прилади, приймачі світла і різноманітні типи лазерів, способи отримання перебудовуваного Korepentnoro випромінювання. Виклад принципових основ кожного з методів доповнюється прикладами конкретних схем експерименту, а також аналізом галузі застосування. Для науковців, інженерів, а також аспірантів та студентів старших курсів, що спеціалізуються в різних галузях, де використовуються лазерні методи вимірювань. .

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

0. Звелто. Принципи лазерів 1990 рік. 280 стор. djvu. 25.0 Мб.
Написана відомим італійським фізиком і педагогом книга навчального характеру є істотно доповненим і переробленим виданням книги «Принципи лазерів» («Світ», 1984). У ній розглядаються фізичні основи дії різних сучасних лазерів (С02-лазерів, рентгенівських, лазерів на вільних електронах тощо). Кожна глава має завдання.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Г. М. Звєрєв, Ю. Д. Голяєв, Є. А. Шалаєв, А. А. Шокін. Лазери на алюмоітрієвому гранаті з неодимом. 1985 рік. 144 стор, djvu. 4.6 Мб.
Коротко викладено теорію лазерів, що розглядаються, в основних режимах генерації. Основну увагу приділено висновку та аналізу інженерних рівнянь з метою оцінки основних параметрів випромінювання лазерів. Розглянуто основні елементи лазерів та області їх застосування. Для інженерно-технічних працівників, пов'язаних із розробкою та застосуванням приладів квантової електроніки.

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Ф. Качмарек. Введення у фізику лазерів. 1981 рік. 540 стор. djvu. 24.0 Мб.
У монографії розглянуто основні фізичні уявлення про механізми лазерного випромінювання, описано пристрій та наведено характеристики різних типів лазерів. Значну увагу приділено генерації вищих гармонік, параметричним та багатофотонним процесам та іншим явищам, що супроводжують проходження лазерного випромінювання через речовину. Коротко розглянуто питання самофокусування, електричного пробою у лазерному пучку, голографії, створення високотемпературної плазми.
Призначена для широкого кола науковців, інженерів та техніків, пов'язаних у своїй роботі з отриманням та використанням лазерного випромінювання, а також для аспірантів та студентів відповідних спеціальностей.

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

К.І. Крилов, В.Т. Прокопенко, В.А. Тарликов. Основи лазерної техніки. Уч. допомога. 1990 рік. 317 стор pdf. 18.6 Мб.
У навчальному посібнику викладено основи роботи лазерів. Докладно розглянуто роботу пасивних елементів, наведено ймовірнісний метод опису процесів та напівкласичну теорію лазерів. Основну увагу приділено опису різних типів лазерів: газових, рідинних, твердотільних та напівпровідникових. Розглянуто прилади керування лазерним випромінюванням, властивості лазерного випромінювання та нелінійно-оптичні явища.

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Козинців, Бєлов, Орлов та ін. Основи імпульсної лазерної локації. 4 вид. 2006 510 стор. 9.8 Мб. djvu.
Викладено фізичні основи імпульсної лазерної локації. Наведено відомості про оптичні властивості земної атмосфери, що відображають властивості земної та морської поверхонь та об'єктів локації. Описано ефекти, що виникають під час поширення лазерних пучків в атмосфері. Розглянуто методи розрахунку лазерних сигналів на трасі з відображенням від нерівної земної та схвильованої морської поверхонь, від світловідбивачів та від об'єктів складної форми. Описані перешкоди у системах лазерної локації. Викладено теоретичні засади прийому лазерних сигналів. Наведено приклади лазерних локаційних систем різного призначення та описано їх основні елементи.
Для студентів технічних вузів, які навчаються за напрямом "Оптотехніка", а також для науковців та інженерів приладобудівного профілю.

М. Кардона, редактор. Розсіювання світла у твердих тілах. 1979 рік. 392 стор. djvu. 4.1 Мб.
Колективна монографія, окремі розділи якої написані видатними зарубіжними вченими, виходить у серії «Проблеми прикладної фізики». Поспішно бурхливо розвивається області квантової оптики - лазерної спектроскопії комбнаашонного розсіювання світла і особливо фізики процесів непружного розсіювання світла напівпровідниках. Кіага буде попєзва як теоретикам, так і експериментаторам, що працюють у цій галузі, а також фізикам і інженерам, які заявляються прикладними завданнями квантової електроніки і розробкою нових приладів.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Кейсі, Паніш. Лазери на гетероструктурах. У 2-х томах. 1981 рік. djvu.
Том 1. 298 стор. 2.5 Мб. Основні принципи.
Лазери на гетероструктурах - найбільш важливий різновид інжекційних лазерів, що привертає дедалі більшу увагу фахівців завдяки перспективам їх широкого застосування в системах оптичного зв'язку, обчислювальної техніки, голографії та інших областях.
Том 1 монографій американських фахівців містить огляд фундаментальних фізичних явищ, на яких ґрунтується робота гетеролазерів.
Том 2. 362 стор. 4.0 Мб. Від матеріалів для гетероструктур до виготовлення характеристик лазнів.
Том 2 монографії американських фахівців присвячений практичній реалізації гетеролазерів, їх експлуатаційним параметрам, а також напівпровідниковим матеріалам і технології отримання гетероструктур.
Для науковців, інженерів, аспірантів, студентів відповідних спеціальностей

. . . . . . . . . . . . . . . Завантажити 1 . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити 2

Кондиленко та ін. Фізика лазерів. У книзі розглянуті основні фізичні уявлення про процеси формування лазерного випромінювання та параметри, що впливають на його роботу та характер випромінювання. djvu. 230 стор. Розмір 4.8 Мб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Н.В. Карлів. Лекції з квантової електроніки (27 лекцій). Курс читався для студентів Фізтеху. Розмір: 9.6 Мб. djvu.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Клименка. Голографія сфокусованих зображень та вистава - інтерферометрія. djvu. 320 стор. Розмір 3.3 Мб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Коротєєв, Шумай. Фізика потужного лазерного випромінювання 310 стор. djvu. 7.8 Мб.
Розглянуто коло проблем, що становлять специфіку фізики вазимодії високоінтенсивного когерентного електромагнітного випромінювання з речовиною. Викладено основні методи теоретичного та експериментального дослідження цих проблем, наведено огляд результатів таких досліджень. Показано можливості використання ідей та методів сучасної лазерної фізики та нелінійної оптики для діагностики речовини, а також в інших галузях науки і техніки.
Для студентів та аспірантів фізичних спеціальностей вузів, слухачів спецвідділів з перепідготовки кадрів у галузі лазерної фізики, техніки та технології.

Зміст (HTM). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

В.І. Козинцев, М.Л. Бєлов, В.М. Орлів. Основи імпульсної лазерної локації. 2006 рік. 510 стор. djvu. 10.2 Мб.
Викладено фізичні основи імпульсної лазерної локації. Наведено відомості про оптичні властивості земної атмосфери, що відображають властивості земної та морської поверхонь та об'єктів локації. Описано ефекти, що виникають під час поширення лазерних пучків в атмосфері. Розглянуто методи розрахунку лазерних сигналів на трасі з відображенням від нерівної земної та схвильованої морської поверхонь, від світловідбивачів та від об'єктів складної форми. Описані перешкоди у системах лазерної локації. Викладено теоретичні засади прийому лазерних сигналів. Наведено приклади лазерних локаційних систем різного призначення та описано їх основні елементи. Зміст навчального посібника відповідає курсу лекцій, який читають автори у МДТУ ім. н.е. Баумана. Для студентів технічних вузів, які навчаються за напрямом «Оптотехніка», а також для науковців та інженерів приладобудівного профілю.

Видалено на вимогу правовласників

Кузьмінов Ю.С. Сегнетоелектричні кристали для керування лазерним випромінюванням. 1982. рік. 400 стор. djvu. 5.4 Мб.
У цій книзі наведено сегнетоелектричні, електро оптичні та нелінійно оптичні властивості широкого класу кристалів лужноземельних ніобатів і тангалатів, які застосовуються або знайдуть застосування для управління лазерним випромінюванням. У книзі також висвітлені фізико-хімічні аспекти технології вирощування монокристалів цих сполук. Показано залежність сегЯетоелектричних та оптичних властивостей цих матеріалів від складу та порушення стехіометрії, що відбувається в процесі вирощування монокристалів або термоелектричної обробки. Розглянуто питання теорії нелінійно-оптичних властивостей киснево октаедричних сегнеюелектриків.

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Ліюсел. Випромінювання та шуми в квантовій електроніці. djvu. 390 стор. Розмір 3.4 Мб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Лазери. В одному RAR архіві кілька файлів з описом пристрою і принципу дії найбільш застосовуваних лазерів. Написані різними авторами, відомими вченими. Розмір: 340 Кб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Лібенсон, Яковлєв, Шандибіна. Взаємодія лазерного випромінювання із речовиною. Частина 1. Механізми поглинання та дисипації енергії у речовині. ІТМО 2005 рік. 85 стор. PDF. 1.4 Мб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Магунів. Лазерна термометрія твердих тіл. Просто, безконтактні вимірювання температури твердих тіл 310 стор. Розмір 4.9 Мб. djvu.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Мак-Даніель, У. Ніген. Газові лазери. 1986 рік. 551 стор. djvu. 6.0 Мб.
Колективна монографія, написана провідними американськими фахівцями та присвячена актуальним проблемам фізики газових лазерів. Головна увага приділена питанням підвищення ккд, потужності та поліпшенню інших параметрів цих лазерів. Надається докладний аналіз впливу негативних іонів на характеристики активних середовищ. Викладаються теорія нерівноважного стану газу, що лежить в основі кінетичної моделі СО лазера та широкого класу хімічних лазерів, а також теорії іон-іонної та електрон-іонної рекомбінацій. Описуються фізичні аспекти потужних лазерних підсилювачів CO2. Велику увагу приділено ексімерним лазерам та пов'язаним з ними питанням (спектроскопії ексімерних молекул, модельним уявленням механізмів утворення та руйнування верхнього лазерного рівня, експериментальним дослідженням електророзрядних лазерів, npocecсам поглинання УФ випромінювання, розрядам високого тиску з передіонізацією, аналізу стійкості розрядів).
Довідковий посібник для науковців та інженерів, що спеціалізуються в галузі атомної та молекулярної фізики, квантової електроніки зі спектроскопії, а також для студентів та аспірантів.

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

МАК А.А., СОМС Л.М., ФРОМЗЕЛЬ В.А., ЯШИН В.Є. Лазери на неодимовому склі. 1990 рік. 288 стор. djvu. 4.2 Мб.
Розглянуто фізику процесів та властивості одного з найбільш поширених типів лазерів – лазерів на неодимовому склі. З єдиних позицій проаналізовано комплекс питань, що стосуються лазерів на неодимовому склі, - властивості активного середовища, енергетика та ККД лазерів, формування діаграми спрямованості, спектральні та часові характеристики випромінювання. Викладено методи побудови лазерних систем з великою піковою потужністю, фізичні передумови та шляхи реалізації граничних характеристик випромінювання лазерів на неодимовому склі. Для фізиків-дослідників, інженерів, аспірантів та студентів, що спеціалізуються в галузі фізики лазерів та лазерної техніки.

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Мейтленд А., Дані М. Введення у фізику лазерів. 1978 рік. 408 стор. djvu. 5.3 Мб.
У книзі, яка є вступним курсом основ лазерної фізики, докладно викладено питання теорії взаємодії випромінювання з речовиною, елементи теорії резонаторів і хвильових пучків. Докладно висвітлено фізичні принципи, що лежать в основі роботи газових лазерів, зокрема, дається теорія Лемба. Дано опис поняття когерентності та модової структури випромінювання, обговорюються способи селекції мод у квантових генераторах.
Весь необхідний додатковий матеріал для вивчення курсу наведено у додатках.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Одулов С.Г., Соскін М.С., Хижняк О.І. Лазери на динамічних ґратах. Оптичні генератори на чотирихвильовому змішуванні. 1990 рік. 272 стор. djvu. 3.9 Мб.
Викладено фізику процесу посилення світла, заснованого на перерозподілі інтенсивності двох або декількох когерентних світлових пучків в результаті самодифракції на динамічних голографічних гратах, що ними записуються. На основі теорії квазівиродженого чотирихвильового змішування описані властивості оптичних генераторів, які використовують цей тип посилення і здатні генерувати пучки з виправленим або зверненим хвильовим фронтом. Проведено детальне обговорення результатів щодо їх реалізації, дослідження та використання у волоконному зв'язку, гіроскопах, у системах обробки інформації, асоціативної пам'яті та ін.
Для науковців, інженерів-дослідників, аспірантів та студентів, що спеціалізуються в галузі квантової електроніки, нелінійної оптики, голографії, фізики конденсованого стану.

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

P. Пантел, Р. Путхоф. ОСНОВИ КВАНТОВОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ. 190 стор. djvu. 4.4 Мб.
Пропонована до уваги читачів книга відомих американських фізиків Р. Пантела та Г. Путхофа – це по суті фундаментальний підручник монографічного характеру, спільність викладу матеріалу в якому дозволить йому надовго зберегти актуальність. Для книги характерний єдиний, послідовний підхід до багатьох проблем, включаючи останні досягнення, що стосуються нелінійної оптики, напівпровідникових лазерів, а також вивчення процесів взаємодії випромінювання з речовиною.
За рівнем викладу та охопленим матеріалом книга представляє інтерес для широкого кола фізиків та інженерів, пов'язаних з дослідженнями та практичними розробками в галузі квантової електроніки, і, безперечно, буде корисна студентам старших курсів, аспірантам та викладачам фізико-технічних вузів та університетів.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Піхтін О.М. Оптична та квантова електроніка. 2001 рік. 574 стор. djvu. 25.0 Мб.
У книзі викладено фізичні основи оптичної електроніки, включаючи процеси взаємодії електромагнітного випромінювання з речовиною, оптичні явища у твердих тілах, а також принципи роботи, особливості та основні характеристики приладів та методів квантової електроніки та оптоелектроніки.
Для студентів вузів, які навчаються за напрямом "Електроніка та мікроелектроніка".

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Петрушкін, Самарцев. Лазерне охолодження твердих тіл. 2004 рік. 225 стор. djvu. 2.1 Мб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Ровинський Р.Є. ПОТУЖНІ ТЕХНОЛОГІЧНІ ЛАЗЕРИ. 2005 рік. 103 стор. doc в архіві 450 Кб.
Книга написана на основі курсу лекцій, що читалися автором протягом кількох років студентам 5-го курсу Московського інституту радіотехніки, електроніки та автоматики (МРЕА), що спеціалізувалися лазерними пристроями. Автор у рамках НВО «Астрофізика» брав особисту участь у вирішенні багатьох питань, що стосуються розробки та підвищення потужності СО2 лазерів, у роботах, пов'язаних зі створенням систем оптичного накачування твердотільних лазерів, у дослідженнях процесів взаємодії потужного лазерного випромінювання з конструктивними матеріалами, що знайшло своє відображення у пропонованій читачеві книзі. Книга може служити навчальним посібником для студентів, що спеціалізуються за лазерними спеціальностями, але вона представляє інтерес і для фахівців, які працюють у відповідних наукових та технічних програмах. Наприкінці додано список додаткової літератури, що відноситься до проблем, що розглядаються в книзі, і рекомендованих автором тим читачам, які бажають поглибити свої знання з окремих порушених питань.
Для студентів, аспірантів, викладачів, інженерів та науковців, які застосовують лазери у своїх дослідженнях.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Різдво, редактор. Основи імпульсної лазерної локації. 2006, 510 стор. Розмір 2.8 Мб. djvu.

Видалено на вимогу правовласників

Стенхольм. Основи лазерної спектроскопії 155 подвійних стор Розмір 1.5 Мб. djvu

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Тарасов Л.В. Введення у квантову оптику. Уч. допомога. 2-ге вид. 2008 рік. 308 стор pdf. 13.9 Мб.
У цій книзі дано систематизований виклад питань, що вводять у квантову оптику. Розглянуто фотонні уявлення про природу світла; ці уявлення застосовані для пояснення різних оптичних явищ, включаючи фотоефект, люмінесценцію, нелінійно-оптичні явища. Аналізуються одно- та багатофотонні процеси взаємодії світла з речовиною на рівні елементарних актів, стану квантованого поля випромінювання, питання оптичної когерентності.
Посібник призначений для студентів фізико-математичних та інженерно-технічних спеціальностей вищих навчальних закладів.

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Тарасів. Фізика процесів у генераторах когерентного оптичного випромінювання. Лазери, резонатори, динаміка процесів. djvu. Розмір: 5.2 Мб.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Б.Ф. Федоров. Лазери. Основи роботи та застосування. 1988 рік. 191 стор. djvu. 2.0 Мб.
Розглянуто принципи роботи та будову різних типів оптичних квантових генераторів (лазерів). Розказано про застосування лазерів у науці та техніці, а також у військовій справі (за матеріалами відкритого зарубіжного друку).
Виклад за складністю – загальна фізика.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Герман. Й., Вільгельмі Б. Лазери надкоротких світлових імпульсів. 1986 рік. 368 стор. djvu. 3.8 Мб.
У книзі відомих науковців НД НДР дано виклад принципів роботи та теорії лазерів для генерації надкоротких стільникових імпульсів, методів пікосекундних вимірювань та ідей пікосекундією спектроскопії. Розглядаються як традиційні, так і нові методи генерації надкоротких імпульсів, зокрема системи з синхронною іакачкою, компресори на основі волоконних світловодів, системи зі імпульсами, що стикаються, в лазерах на барвниках. Дано огляд методів спектроскопії швидкоплинних процесів по роботах останнього часу.
Книга є першою у світовій літературі монографією з цього кола питань, може бути довідковим та навчальним посібником. Для фахівців із квантової електроніки, а також хіміків, біологів та інженерів, аспірантів, студентів.

. . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Х. Хору. Фізика лазерної плазми 1986 рік. 273 стор. djvu. 3.7 Мб.
Присвячується систематичному розгляду основних фізичних процесів у щільній гарячій плазмі, що створюється при опроміненні твердих мішеней інтенсивним лазерним випромінюванням. Викладено основи мікроскопічної теорії, кінетичної теорії та гідродинамікиплазми, проаналізовано рівняння її стану та руху, наведено приклади чисельного моделювання поведінки плазми. Розглянуто взаємодію лазерного випромінювання з плазмою, особливості стиснення плазми лазерним випромінюванням.
Для науковців та інженерів, а також для студентів та аспірантів інженерно-фізичних спеціальностей.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

А. Ярів. Введення у оптичну електроніку. 1984 рік. 398 стор. djvu. 4.8 Мб.
Фактично розглянуті усі теми від оптики до випромінювання атомами. Відмінність від інших книг – вона підручник, а не наукова монографія.
Для студентів, аспірантів, викладачів, інженерів та науковців, які застосовують лазери у своїх дослідженнях.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Завантажити

Springer Довідник лазерів та оптики. 2007 рік. 1342 стор. стор. PDF. 52.3 Мб.
Довідник лазерів та оптики забезпечує швидке, сучасне, всеосяжне та авторитетне охоплення широких областей оптики та лазерів. Він призначений для повсякденного використання в офісі або лабораторії та пропонує пояснювальний текст, дані та посилання, необхідні для тих, хто працює за допомогою лазерів та оптичних приладів.
Мова англійська.