![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Основные характеристики лазерных излучений. Классификация лазеров.
Лазерное излучение (ЛИ) - представляет собой особый вид электромагнитного излучения, генерируемого в диапазоне длин волн 0, 1... 1000 мкм, отличающиеся монохроматичностью, когерентностью и высокой степенью направленности. Диапазон спектра – от рентгеновского через ультрафиолетовый, видимый, инфракрасный до субмиллиметрового диапазона. Оптический квантовый генератор (ОКГ) – лазер - состоит из рабочего пола (активная среда), лампы накачки и зеркального резонатора. Принцип действия основан на использовании вынужденного электромагнитного излучения, возникающего в результате возбуждения квантовой системы активной среды. Активной средой могут быть: — твердый материал: рубины, активированное неодимом стекло, алюмоитттриевый гранат, пластмассы; — полупроводниковые материалы (Zn (цинк), S (сера), ZnO (оксид цинка), CaSe (селенид кальция), Te (теллур), TbS (сульфид свинца), CaAs (арсенид галлия) и др.); — жидкость с редкоземельными активаторами или органическими красителями (пиридин, бензол, толуол, бромнафталин, нитробензол); — газовые материалы (смесь гелия с парами кадмия, аргон, криптон, ксенон, гелий, углекислый газ). Для образования излучения активная среда подвергается т.н. «накачке» путем бомбардировки ее (непрерывной или импульсной) световым пучком специальной лампы накачки и др. методами (электрический разряд в газах, химические реакции, бомбардировка электрическим пучком). Сильная световая вспышка лампы переводит электроны активной среды из спокойного состояния в возбужденное, образуется лавинный поток световых фотонов. Зеркальный резонатор формирует узкий монохроматичный когерентный (строго направленный) световой пучок высокой энергии. В соответствии с биологическим действием лазерное излучение может быть разбито на области спектра: — рентгеновскую (3, 10-3…3, 10-7); — ультрафиолетовую (0, 2-0, 4мкм); — видимую (0, 1-0, 75мкм); — ближнюю инфракрасную (0, 75-1, 4мкм); — дальнюю инфракрасную (свыше 1, 4мкм); — субмиллиметровую (102-103мкм). Для разных целей применяют лазеры с разным длинами волн, энергий и мощностью. Стационарные и передвижные, сверхмощные и маломощные лазеры нашли широкое применение: При рассмотрении физических характеристик лазерного излучения объектами изучения являются: — пучок излучения, характеризуемый энергией лазерного излучения Е (Дж), энергией импульса лазерного излучения ЕИ (Дж), мощностью Р (Вт), плотностью энергии WС (Дж/см2) и мощности WР (Вт/см2); — поле излучения, характеризуемое потоком излучения Ф, F, Р (Вт), поверхностной плотностью потока излучения ЕЭ (Вт/м2), интенсивностью излучения I, S (Вт/м2); — источник излучения характеризуется излучательной способностью RЭ (Вт), энергетической силой излучения IЭ (Вт/ср), энергетической яркостью Lе (Вт/м2); — приемник излучения характеризуется облученностью (энергетической освещенностью) Ее (Вт/м2) и энергетическим количеством освещения Не (Дж/м2). Излучение также характеризуется временными параметрами: длительностью импульса τ, частотой повторения импульсов f, длительностью воздействия излучения t, длиной волны λ. При эксплуатации лазерных установок обслуживающий персонал может подвергаться воздействию ряда опасных и вредных производственных факторов. Основную опасность представляет прямое, зеркальное и диффузно отраженное и рассеянное лазерное излучение. По степени опасности лазеры разделяются на классы: 0 – безопасные: выходное излучение не представляет опасности для биологической ткани при остром и хроническом воздействии; I – малоопасные: воздействие прямого и зеркального отраженного излучения только на глаза; II – средней опасности: воздействие на глаза прямого, зеркального и диффузно отраженного излучения, а также прямого и зеркального отраженного излучения на кожу; III – опасные: воздействие на глаза, кожу прямого, зеркального и диффузно отраженного излучения. Кроме того, работа лазеров сопровождается возникновением других опасных и вредных производственных факторов; IV – высокой опасности: к опасностям, свойственным лазерам II-III класса, добавляется ионизирующее излучение с уровнем, превышающим ПДУ. Классификацию лазеров по степени опасности осуществляют на основе временных, энергетических и геометрических (точечный или протяженный источник) характеристик источника облучения и предельно допустимых уровней (ПДУ) лазерного излучения. Сопутствующие опасные и вредные факторы присущи лазерам, особенно, начиная с III класса опасности. К таковым относятся: — излучение ультрафиолетовое оптического диапазона от ламп накачки; — инфракрасное излучение и тепловыделение от оборудования и нагретых поверхностей; — шум и вибрация, возникающие при работе лазера: 70…80 дБ (до 100-120); — аэрозоли, газы (озон, NOх) как продукты взаимодействия с мишенью; — токсические вещества, используемые в конструкции лазера; — электромагнитное излучение от генераторов накачки(ВЧ, СВЧ); — ионизирующее излучение; — высокое напряжение в электрической цепи питания системы «накачки».
|