Военное применение лазеров

Лазеры в энергетике

Различные научные применения лазеров

Лазерная микроскопия

Лазерные микроскопы и установки для оптической когерентной томографии (OCT) предоставляют изображения, например, биологических образцов с очень высоким разрешением, часто в трех измерениях. Кроме того, можно реализовать возможность функциональной визуализации.

Лазерное охлаждение позволяет довести облака атомов или ионов до крайне низких температур. Этот находит применение в фундаментальных исследованиях.

В биологических и медицинских исследованиях для захвата и манипулирования мелкими частицами используется оптический пинцет.

Лазерные опорные звезды (искусственные звезды) используются в астрономических обсерваториях в сочетании с адаптивной оптикой для атмосферной коррекции. Они позволяют существенно увеличить разрешение изображения даже в тех случаях, когда нет достаточно близких естественных опорных звезд.

В будущем мощные лазерные системы будут играть важную роль в производстве электроэнергии. Лазерное индуцирование ядерного синтеза исследуется как альтернатива другим типам реакторов термоядерного синтеза. Мощные лазеры также могут быть использованы для разделения изотопов.

Существует целый ряд военных применений лазеров. Некоторые мощные лазеры в настоящее время разработаны для возможного использования в качестве оружия направленной энергии на поле боя, или для уничтожения ракет, снарядов и мин.

В других случаях, лазеры удобны в использовании в целеуказателях или лазерных прицелах (по существу, лазерные указки, излучающие видимые или невидимые лазерные лучи), или как раздражающие факторы, а также для ослепления техники (как правило, напрямую не уничтожая). Например, лазеры могут ослеплять фотодетектор зенитных ракет, используемый в тепловом наведении. Возможно также ослепление солдат, временное или постоянное, с помощью лазерных лучей, хотя последний способ запрещен международными конвенциями.

Существуют и многие другие применения лазеров, которые не являются специфичными для использования в военных целях, например, в таких областях, как лазерная дальнометрия, сканирование формы объектов, оптическая связь и др.

Излучение лазера представляет собой поток летящих почти параллельно одинаковых фотонов. Это придает ему ряд важных особенностей.

Во-первых, очень малая расходимость лазерного излучения. Если, например, диаметр лазерного пучка 1 см, а длина волны 5·10^{-5 см, то угол расходимости составит всего 0,003°, то есть, фактически, получаем параллельный поток излучения.}

С помощью собирающих линз и зеркал лазерные лучи можно сфокусировать в точку размером 500 нм (для видимого света). Если такой луч послать на Луну, то он высветит на её поверхности круг диаметром 30 м. Луч хорошего прожектора осветил бы поверхность диаметром 40.000 километров.

Во вторых, лазерное излучение обладает высокой монохромностью, т. е. имеет практически одну_единственную частоту и соответствующую ей одну единственную длину волны. Это объясняется тем, что у всех фотонов в лазерном луче одинаковая энергия.

Третья особенность лазерного излучения состоит в том, что можно в широких пределах управлять длительностью излучения от сколь угодно длительных до сверхкоротких (вплоть до 10^-15с) импульсных вспышек. Импульсы такой малой длительности имеют в пространстве ничтожно малую длину и огромную мощность. Современные лазеры излучают в одном таком импульсе энергию до нескольких тысяч джоулей. Это сравнимо с мощностью крупнейших электростанций. Огромная мощность лазерного излучения приводит к тому, что вещества, освещенные лазером, могут быть нагреты до весьма высоких температур.

Интенсивность сфокусированного лазерного луча может быть 10²⁰ Вт/см² и более, при этом напряженность электрического поля в луче достигает 10¹¹ В/см. Под действием такого сильного поля происходит не только ионизация атомов, они расщепляются на электроны и положительные ионы, но и термоядерные реакции, в ходе которых одни элементы превращаются в другие.

Дата добавления: 2014-01-06