 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
237
с добавкой топлива (керосина, бензина, спирта). Получившаяся при этом смесь газов состоит из
углекислого газа, азота и паров воды. Молекулы газа возбуждены и готовы к работе: температура
в камере сгорания доходит до тысячи с лишним градусов, а давление – до 20 атм. Раскаленные
газы из камеры сгорания вытекают через расширяющееся реактивное сопло, иногда называемое
соплом Лаваля. В нем газ разгоняется до сверхзвуковой скорости, охлаждаясь почти до нуля!
Проносясь между зеркалами, молекулы газа излучают энергию в виде световых квантов, рождая
лазерный луч мощностью 150–200 кВт. И это мощность не отдельной вспышки, а постоянного,
устойчивого луча, сияющего, пока у лазера не кончится горючее.
Но не только газовые лазеры дают непрерывное излучение. Его дает и полупроводниковый
лазер, который вдохнул жизнь в оптическую запись. О ее возможностях рассказано выше, о ней
имеют представление многие пользователи персональных компьютеров, державшие в руках
лазерный диск, который привлекателен не только своим внешним видом, но и своей
информационной емкостью: на диске диаметром 12 см можно записать сотни тысяч страниц
текста.
Среди полупроводниковых лазеров лучшим по праву считается лазер на основе арсенида
галлия – соединения редкого элемента галлия с мышьяком. Его излучение не отличается большой
мощностью. В последнее время проводятся интенсивные работы, направленные на создание
полупроводникового лазера, способного генерировать непрерывное излучение большой
мощности.
Лазеры могут функционировать как на твердых телах, так и на газах. А можно ли построить
лазер на жидкости? Оказалось, можно. Жидкости объединяют в себе достоинства и твердых и
газообразных лазерных материалов; плотность их всего в несколько раз ниже плотности твердых
тел (а не в сотни тысяч раз, как плотность газов). Значит, жидкостный лазер легко сделать таким
же мощным, как лазер твердотельный. Оптическая однородность жидкостей не уступает
однородности газов, а значит, позволяет использовать большие ее объемы. К тому же жидкость
можно прокачивать через рабочий объем, непрерывно поддерживая ее низкую температуру и
высокую активность ее атомов.
Наиболее широкое распространение получили лазеры на
красителях. Называются они так
потому, что их рабочая жидкость – раствор анилиновых красителей в воде, спирте, кислоте и
других растворителях. Жидкостные лампы могут излучать импульсы света различной длины
волны – от ультрафиолетового до инфракрасного света – и мощностью от сотен киловатт до
нескольких мегаватт в зависимости от вида красителя. В последнее время разрабатываются
химические лазеры, в которых атомы переходят в возбужденное состояние при действии энергии
накачки химических реакций.
Волоконно-оптическая связь
На пути использования лазерного луча встали трудности: как передать его. Возникла
интересная идея: а если луч пустить по гибкой трубке с зеркальными стенками? Ее можно
изогнуть как угодно, а луч света будет отражаться от стенок и идти вперед. Его можно пустить и
по сплошному стеклянному стержню – толщиной в несколько тысячных миллиметра стеклянному
волокну. Стеклянные волокна можно собирать в жгуты разной толщины, как медные проволоки в
кабеле. Тонкие стеклянные нити довольно гибки, волоконный световод можно изгибать,
завязывать узлом и вообще обращаться с ним, как с обычным электрическим проводом.
В последнее время успешно развивается волоконная
оптика –
раздел оптики, изучающий
процессы прохождения света и изображения по световодам и волноводам оптического диапазона.
Передавать по ним можно не только отдельные лучи. но и целые картины. При помощи
световодов можно менять размеры изображения: если взять волокно, расширяющееся от начала к
концу, изображение увеличится, если сужающееся – уменьшится. Гибкихе волоконные световоды
позволяют тщательно осматривать внутренние детали машин и механизмов, не разбирая их:
световод вводится внутрь через небольшое отверстие, свет от рампы попадает туда тоже по
световоду. Таким образом можно осматривать не только машину, можно заглянуть в желудок
человека и посмотреть, не угрожает ли ему язва или другая неприятность.
По одному и тому же световоду можно направить излучение второго лазера (с другой длиной
волны), третьего, четвертого. Каждый из них может нести свой сигнал. По одному волокну, по
стеклянной нити чуть толще волоса можно одновременно передавать 32 000 телефонных