Квантовый генератор

Первый квантовый генератор

Первый квантовый генератор, возбуждающий радиоволны с длиной волны К 1 27 см, был создан в 1954 г. советскими физиками Прохоровым и Басовым и независимо от них американским физиком Таунсом. Первый лазер был создан в 1960 г. американским ученым Мейманом.

Первые квантовые генераторы, работающие в микроволновом диапазоне ( мазеры), были созданы в 1954 г. Н. Г. Басовым и А. М. Прохоровым в СССР и Гордоном, Цайгером и Таунсом в США. Активной средой в них служил пучок молекул аммиака; инверсия населенностей на рабочем переходе достигалась пространственным разделением молекул в различных квантовых состояниях при прохождении пучка через неоднородное электрическое поле.

Таунс с сотрудниками) были созданы первые квантовые генераторы радиоволн.

Десять лет тому назад был создан первый квантовый генератор света — лазер.

В 1960 — 1962 гг. были созданы первые квантовые генераторы оптического и инфракрасного излучений.

Цайгера и других в 1954 г. были созданы первые квантовые генераторы СВЧ диапазона. В конце 1960 и в начале 1961 гг. в США и СССР были впервые разработаны и изготовлены квантовые генераторы оптического диапазона ( ОКГ) на рубине и на смеси газов гелия и неона.

Шавлова) привели в начале шестидесятых годов к созданию первых квантовых генераторов ( лазеров) видимого и инфракрасного диапазонов волн.

Создал ( 1954, независимо от Н. Г. Басова и А. М. Прохорова) первый квантовый генератор — мазер.

Газовые мазеры ( квантовые генераторы излучения СВЧ-диапа-зона на молекулярных и атомных пучках) исторически были первыми квантовыми генераторами

В настоящее время газовые мазеры нашли ограниченное, хотя и важное, применение в качестве высокостабильных стандартов частоты.
. Благодаря многолетним фундаментальным исследованиям в области квантовой электроники в СССР ( А

М. Прохоров, Н. Г. Басов) и в США ( Таунс, Шавлов) в начале 60 — х годов были созданы первые квантовые генераторы миллиметрового, ИК ( мазеры) и оптического ( лазеры) диапазонов.

Благодаря многолетним фундаментальным исследованиям в области квантовой электроники в СССР ( А. М. Прохоров, Н. Г. Басов) и в США ( Таунс, Шавлов) в начале 60 — х годов были созданы первые квантовые генераторы миллиметрового, ИК ( мазеры) и оптического ( лазеры) диапазонов.

Возможность создания квантовой системы, способной отдавать свою греннюю энергию в виде когерентных электромагнитных волн, впервые tta обоснована советским ученым В. А. Фабрикантом в. Цай-сера и других в 1954 г. были соаданы первые квантовые генераторы. В конце 1960 г. в СССР были впервые разработаны и изготовлены квантовые генераторы оптического диапазона ( ОКГ) на рубине и на см. еси газов РвЛИЯ И неона.

Ширина спектральной линии.

В действительности время жизни А-с всегда конечно и, следовательно, конечна ширина А. Так, например, естественная ширина спектральной линии молекулы аммиака ( NH3), квантовый переход которой с частотой 23 870 Мгц использовался в одном из первых квантовых генераторов, равна примерно 10 — 3 гц. В других случаях величина Дуло может быть еще больше. В оптическом диапазоне, например, вследствие уменьшения Дт с возрастанием энергетического зазора в рабочем переходе относительная величина ДУЛО существенно увеличивается.

Астрофизические квантовые генераторы

Подобная квантовому генератору стимулируемая эмиссия также наблюдалась в природе от межзвездного пространства, и это часто называют «суперсияющей эмиссией», чтобы отличить его от лабораторных квантовых генераторов. Такая эмиссия наблюдается от молекул, таких как вода (HO), гидроксильные радикалы (О), метанол (CHOH), формальдегид (CHO) и кремниевая одноокись (SiO). Молекулы воды в формирующих звезду регионах могут подвергнуться инверсии населения и испустить радиацию приблизительно в 22,0 ГГц, создав самую яркую спектральную линию в радио-вселенной. Некоторые водные квантовые генераторы также испускают радиацию от вибрационного способа в частоте приблизительно 96 ГГц.

Чрезвычайно мощные квантовые генераторы, связанные с активными галактическими ядрами, известны как мегаквантовые генераторы и до миллион раз, более сильный, чем звездные квантовые генераторы.

Реализация системы управления

В основе большинства аппаратов стоит электротехническая основа, за счет которой напрямую или косвенным способом обеспечивается энергетическая накачка. В простейших системах через эту систему питания и осуществляется контроль мощностных показателей, влияющих на интенсивность излучения в пределах определенного оптического диапазона.

Квантовые генераторы профессионального назначения содержат и развитую оптическую инфраструктуру для контроля потоков. Посредством таких модулей, в частности, контролируется направление сопла, мощность и длина импульса, частота, температура и другие эксплуатационные характеристики.

60.Собственная и примесная проводимость полупроводников

Полупроводники
— это вещества, удельное сопротивление
которых убывает с повышением температуры,
наличием примесей, изменением
освещенности. По этим свойствам они
разительно отличаются от металлов.
Обычно к полупроводникам относятся
кристаллы, в которых для освобождения
электрона требуется энергия не более
1,5—2 эВ. Типичными полупроводниками
являются кристаллы германия и кремния,
в которых атомы объединены ковалентной
связью. Природа этой связи позволяет
объяснить указанные выше характерные
свойства. При нагревании полупроводников
их атомы ионизируются. Освободившиеся
электроны не могут быть захвачены
соседними атомами, так как все их
валентные связи насыщены. Свободные
электроны под действием внешнего
электрического поля могут перемещаться
в кристалле, создавая электронный ток
проводимости. Удаление электрона с
внешней оболочки одного из атомов в
кристаллической решетке приводит к
образованию положительного иона. Этот
ион может нейтрализоваться, захватив
электрон. Далее, в результате переходов
электронов от атомов к положительным
ионам происходит процесс хаотического
перемещения в кристалле места с
недостающим электроном — «дырки».
Внешне этот процесс хаотического
перемещения воспринимается как
перемещение положительного заряда.
При помещении кристалла в электрическое
поле возникает упорядоченное движение
«дырок» — дырочный ток проводимости.


В идеальном кристалле ток создается
равным количеством электронов и «дырок».
Такой тип проводимости называют
собственной проводимостью полупроводников.
При повышении температуры (или
освещенности) собственная проводимость
проводников увеличивается.


На проводимость полупроводников большое
влияние оказывают примеси. Примеси
бывают донорные и акцепторные. Допорная
примесь — это примесь с большей
валентностью. При добавлении донорной
примеси в полупроводнике образуются
липшие электроны. Проводимость станет
электронной, а полупроводник называют
полупроводником n-типа. Например, для
кремния с валентностью n — 4 донорной
примесью является мышьяк с валентностью
n = 5. Каждый атом примеси мышьяка приведет
к образованию одного электрона
проводимости.


Акцепторная примесь — это примесь с
меньшей валентностью. При добавлении
такой примеси в полупроводнике образуется
лишнее количество «дырок». Проводимость
будет «дырочной», а полупроводник
называют полупроводником р-типа.
Например, для кремния акцепторной
примесью является индий с валентностью
п = 3. Каждый атом индия приведет к
образованию лишней «дырки».


Принцип действия большинства
полупроводниковых приборов основан
на свойствах р—n-перехода. При приведении
в контакт двух полупроводниковых
приборов р-типа и л-типа в месте контакта
начинается диффузия электронов из
n-области в р-область, а «дырок» —
наоборот, из р- в n-область. Этот процесс
будет не бесконечным во времени, так
как образуется запирающий слой, который
будет препятствовать дальнейшей
диффузии электронов и «дырок».


р—n-Контакт полупроводников, подобно
вакуумному диоду, обладает односторонней
проводимостью:


если к р-области подключить «+» источника
тока, а к n-области «-» источника тока,
то запирающий слой разрушится и
р—л-контакт будет проводить ток,
электроны из д-области пойдут в р-область,
а «дырки» из р-области в n-область

Использование

Квантовые генераторы служат высокими ссылками частоты точности. Эти «атомные стандарты частоты» являются одной из многих форм атомных часов. Они часто используются в качестве малошумящих микроволновых усилителей в радио-телескопах. Квантовые генераторы используются несколькими странами в качестве оружия направленной энергии.

Водородный квантовый генератор

, самый важный тип квантового генератора — водородный квантовый генератор, который в настоящее время используется в качестве атомного стандарта частоты. Вместе с другими видами атомных часов, они помогают составить Международное атомное время («Temps Atomique International» или «TAI» на французском языке). Это — международные временные рамки, скоординированные Международным бюро Весов и Мер.

Норман Рэмси и его коллеги сначала забеременели квантового генератора как стандарт выбора времени. Более свежие квантовые генераторы практически идентичны своему оригинальному проекту. Колебания квантового генератора полагаются на стимулируемую эмиссию между двумя гиперпрекрасными энергетическими уровнями атомного водорода. Вот краткое описание того, как они работают:

Во-первых, луч атомного водорода произведен. Это сделано, представив газ при низком давлении на высокочастотный выброс радиоволны (см. картину на этой странице).
Следующий шаг — «государственный выбор» — чтобы получить некоторую стимулируемую эмиссию, необходимо создать инверсию населения атомов. Это сделано в пути, который очень подобен известному Строгому-Gerlach эксперименту. После прохождения через апертуру и магнитное поле, многие атомы в луче оставляют в верхнем энергетическом уровне излучающего когерентный свет перехода. От этого государства атомы могут распасться к более низкому государству и испустить некоторую микроволновую радиацию.
Высокий фактор Q (фактор качества) впадина микроволновой печи ограничивает микроволновые печи и неоднократно повторно вводит их в луч атома. Стимулируемая эмиссия усиливает микроволновые печи на каждом, проходят через луч. Эта комбинация увеличения и обратной связи — то, что определяет все генераторы. Резонирующая частота микроволновой впадины настроена на частоту гиперпрекрасного энергетического перехода водорода: 1 420 405 752 герц.
Небольшая часть сигнала в микроволновой впадине соединена в коаксиальный кабель и затем послана в последовательный радиоприемник.
Микроволновый сигнал, выходящий из квантового генератора, очень слаб (несколько picowatts). Частота сигнала фиксирована и чрезвычайно стабильна. Последовательный приемник используется, чтобы усилить сигнал и изменить частоту. Это сделано, используя серию запертых фазой петель и высокоэффективного кварцевого генератора.

Физические основы квантовой электроники

С точки зрения классической электроники генерация электромагнитного излучения осуществляется за счёт кинетической энергии свободных электронов, согласованно движущихся в колебательном контуре. В соответствии с представлениями квантовой электроники энергия излучения берётся из внутренней энергии квантовых систем (атомов, молекул, ионов), высвобождаемой при излучательных переходах между её уровнями энергии. Излучательные переходы бывают двух видов — спонтанное излучение и вынужденное излучение. При спонтанном излучении возбужденная система самопроизвольно, без внешних воздействий испускает фотон, характеристики которого (частота, поляризация, направление распространения) никоим образом не связаны с характеристиками фотонов, испускаемых другими частицами. Принципиально иная ситуация наблюдается при вынужденном испускании фотона под воздействием внешнего излучения той же частоты. При этом образуется фотон с точно теми же свойствами, что и у фотонов, вызвавших его появление, то есть формируется когерентное излучение. Наконец, имеет место процесс поглощения фотонов из внешнего излучения, противоположный вынужденному испусканию.

Обычно поглощение преобладает над вынужденным излучением. Если бы можно было добиться обратной ситуации, в веществе произошло бы усиление исходной внешней (вынуждающей) волны. Рассмотрим переходы между уровнями энергии Ei{\displaystyle E_{i}} и Ek{\displaystyle E_{k}}, характеризуемые частотой ν{\displaystyle \nu }, так что hν=Ei−Ek{\displaystyle h\nu =E_{i}-E_{k}^{}} (h{\displaystyle h} — постоянная Планка). Вероятности переходов определяются через т. наз. коэффициенты Эйнштейна A{\displaystyle A} и B{\displaystyle B}:

для спонтанных переходов wiks=Aik{\displaystyle w_{ik}^{s}=A_{ik}},
для поглощения wki=Bkiρν{\displaystyle w_{ki}=B_{ki}\rho _{\nu }^{}},
для вынужденного излучения wik=Bikρν{\displaystyle w_{ik}=B_{ik}\rho _{\nu }^{}} (ρν{\displaystyle \rho _{\nu }^{}} — спектральная объемная плотность энергии).

При этом Aik=8πhν3c3Bik{\displaystyle A_{ik}={\frac {8\pi h\nu ^{3}}{c^{3}}}B_{ik}}, Bki=Bik=32π33dik2h2{\displaystyle B_{ki}=B_{ik}={\frac {32\pi ^{3}}{3}}{\frac {d_{ik}^{2}}{h^{2}}}} (уровни считаются невырожденными). Изменение плотности энергии электромагнитной волны равна разности испускаемой и поглощаемой в вынужденных процессах энергии и пропорциональна разности населенностей уровней:

(ni−nk)hνBikρν{\displaystyle (n_{i}-n_{k})h\nu B_{ik}\rho _{\nu }^{}}.

В состоянии термодинамического равновесия населенности подчиняются распределению Больцмана, так что

ni=nkexp⁡(−hνkT)<nk{\displaystyle n_{i}=n_{k}\exp {(-h\nu /kT)}<n_{k}^{}},

поэтому энергия поглощается системой и волна ослабляется. Чтобы волна усиливалась, необходимо, чтобы выполнялось условие ni>nk{\displaystyle n_{i}>n_{k}^{}}, то есть система оказалась в неравновесном состоянии. Такую ситуацию, когда населенность верхнего уровня больше, чем нижнего, называют инверсией населенностей, или системой с отрицательной температурой. Это состояние системы характеризуется отрицательным значением показателя поглощения, то есть происходит усиление электромагнитной волны.

Создать инверсию населенностей можно лишь затратив энергию — так называемую энергию накачки. Среда с инверсией населенностей называется активной. Таким образом, в активной среде можно получить когерентное усиление излучения. Чтобы превратить усилитель в генератор, необходимо поместить среду в систему положительной обратной связи, возвращающей часть излучения назад в среду. Для создания обратной связи используются объемные и открытые резонаторы. Наконец, для создания устойчивой генерации необходимо превышение энергии вынужденного излучения над потерями энергии (рассеяние, нагрев среды, полезное излучение), что приводит к требованию превышения мощности накачки определенного порогового значения.

Надо отметить, что феменологическая теория Эйнштейна была построена для случая, когда излучатель находится в свободном пространстве и который излучает в бесконечное число мод пространства. При размещении излучателя в пространство с ограниченным числом мод коэффициенты Эйнштейна Aik,Bik{\displaystyle A_{ik},B_{ik}} меняются, см. статью о Пёрселл-факторе

Технология

Квантовый генератор основан на принципе стимулируемой эмиссии, предложенной Альбертом Эйнштейном в 1917. Когда атомы были вызваны во взволнованное энергетическое государство, они могут усилить радиацию в надлежащей частоте.

Помещая такую среду усиления в резонирующую впадину, обратная связь создана, который может произвести последовательную радиацию.

Некоторые общие типы квантовых генераторов

Атомные квантовые генераторы луча
Квантовый генератор аммиака
Свободный электронный квантовый генератор

Газовые квантовые генераторы
Квантовый генератор рубидия
Квантовые генераторы твердого состояния
Рубиновый квантовый генератор
Квантовый генератор железного сапфира способов Галереи шепота
Двойной благородный газовый квантовый генератор (Двойной благородный газ среды сосредоточения, которая неполярна.)

События двадцать первого века

В 2012 исследовательская группа из Национальной Физической Лаборатории и Имперского колледжа Лондона развила способ заставить квантовый генератор твердого состояния работать при комнатных температурах при помощи pentacene-легированного p-Terphenyl как среда усилителя. Это развитие могло привести к возобновлению технологии квантового генератора в широкий диапазон заявлений, включая коммуникации и исследование космоса.

Принцип — действие — квантовый генератор

Схема ( а системы связи с использованием твердого мазера и графики ( б, в его энергетических уровней.

Принцип действия квантовых генераторов и усилителей радиоволн ( мазеров) основан на взаимодействии между веществом и излучением, приводящим к усилению сигнала электромагнитного излучения. Твердый мазер с тремя энергетическими уровнями представляет кристалл с определенными характеристиками.

Принцип действия квантовых генераторов заключается в следующем. При прохождении света через вещество интенсивность света изменяется благодаря взаимодействию с атомами вещества. При облучении атома светом, длина волны которого соответствует разности энергий ЕЧ-EI, атом переходит в возбужденное состояние EZ. Такой переход называют резонансным поглощением. Возбужденное состояние атома неустойчиво, и он через некоторое время возвратится в исходное состояние, излучая квант энергии А. Самопроизвольный переход атома из возбужденного состояния в нормальное называется спонтанным.

Принцип действия квантового генератора основан на индуцированном излучении, которое связано с поглощением фотонов атомными системами. Энергия фотона при этом передается атому, который переходит в возбужденное состояние. Через некоторый промежуток времени атом может возвратиться в исходное состояние с излучением энергии А.

Схема ( а системы связи с использованием твердого мазера и графики ( б, в его энергетических уровней.

Принцип действия квантовых генераторов основан на взаимодействии высокочастотного поля с атомами или молекулами вещества. По сравнению с ранее рассмотренными типами генераторов они позволяют генерировать колебания значительно более высокой частоты и высокой стабильности.

В основу принципа действия квантового генератора и усилителя положено индуцированное излучение, которое связано с поглощением электромагнитных волн или фотонов атомными системами. При поглощении фотона его энергия передается атому, который переходит в возбужденное квантовое состояние.

В основу принципа действия квантового генератора и усилителя положено индуцированное излучение, связанное с поглощением электромагнитных волн или фотонов атомными системами. При поглощении фотона его энергия передается атому, который переходит в возбужденное квантовое состояние.

Принцип работы атомного водородного генератора.

В основе принципа действия квантового генератора с оптической накачкой лежит так называемый метод оптической накачки.

В основу принципа действия квантового генератора и усилителя положено индуцированное ( наведенное — направленное) излучение. Принцип действия квантовых генераторов и усилителей ( лазеров) основан на свойстве атомов и атомных систем поглощать и излучать порции ( кванты) электромагнитной энергии. Квант световой ( электромагнитной) энергии, который называют фотоном, будучи поглощен атомом, приводит этот атом в возбужденное состояние. Однако это состояние является неустойчивым, так как в любой момент после поглощения фотона атом может спонтанно ( самопроизвольно) выйти из этого состояния и вернуться в исходное. Переход атома в исходное состояние сопровождается излучением поглощенной порции электромагнитной энергии в виде фотона.

Прежде чем перейти к рассмотрению принципа действия квантовых генераторов, кратко остановимся на некоторых положениях квантовой механики, в частности на особенностях энергетического обмена в атомах и молекулах вещества.

В табл. 2 приведены знаки, характеризующие принцип действия квантовых генераторов и усилителей.

Из истории квантовой электроники

Предпосылки

Представление о вынужденном излучении было введено А. Эйнштейном в 1917 году на основе термодинамических соображений и было использовано для получения формулы Планка. В 1940 году В. А. Фабрикант предложил использовать вынужденное испускание для усиления света, однако в то время эта идея не была оценена. Важным непосредственным предшественником квантовой электроники стала радиоспектроскопия, давшая многие экспериментальные методы для работы с молекулярными и атомными пучками (И. Раби, ) и поставившая задачу создания квантовых стандартов частоты и времени. Следует отметить также ставшее важным этапом открытие в 1944 году Е. К. Завойским электронного парамагнитного резонанса.

Мазеры

Датой рождения квантовой электроники можно считать 1954 год, когда Н. Г. Басов и А. М. Прохоров в СССР и независимо Дж. Гордон (J. Gordon), Х. Цайгер (H. Zeiger) и Ч. Таунс (C. H. Townes) в США создали первый квантовый генератор (мазер) на молекулах аммиака. Генерация в нем осуществляется на длине волны 1,25 см, соответствующей переходам между состояниями молекул с зеркально симметричной структурой. Инверсия населенностей достигается за счет пространственного разделения возбужденных и невозбужденных молекул в сильно неоднородном электрическом поле (см. эффект Штарка). Отсортированный молекулярный пучок пропускается через объемный резонатор, служащий для осуществления обратной связи. Впоследствии были созданы и другие молекулярные генераторы, например мазер на пучке молекул водорода. Современные мазеры позволяют достигать стабильности частоты Δνν≈10−11−10−13{\displaystyle \Delta \nu /\nu \approx 10^{-11}-10^{-13}}, что позволяет создавать сверхточные часы.

Следующим важным шагом в развитии квантовой электроники стал предложенный в 1955 году Н. Г. Басовым и А. М. Прохоровым метод трех уровней, позволивший существенно упростить достижение инверсии и использовать для этой цели оптическую накачку. На этой основе в —1958 годах Г. Э. Д. Сковилом (H. E. D. Scovil) и другими были созданы квантовые усилители на парамагнитных кристаллах (например, на рубине), работавшие в радиодиапазоне.

Лазеры

Для продвижения квантовых генераторов в область оптических частот важной оказалась идея А. М. Прохорова об использовании открытых резонаторов (системы параллельных зеркал, как в резонаторе Фабри-Перо), крайне удобных для осуществления накачки. Первый лазер на кристалле рубина, дававший излучение на длине волны 0,6934 мкм, был создан Т

Майманом (Th. Maiman) в 1960 году. Оптическая накачка в нем реализуется при помощи импульсных газоразрядных ламп. Рубиновый лазер был первым твердотельным, также выделяются лазеры на неодимовом стекле и на кристаллах граната с неодимом (длина волны 1,06 мкм). Твердотельные лазеры позволили получить генерацию мощных коротких (10−9{\displaystyle 10^{-9}} с) и сверхкоротких (10−12{\displaystyle 10^{-12}} с) импульсов света в схемах модуляции добротности и синхронизации мод резонатора.

Вскоре А. Джаван (A. Javan) создал первый газовый лазер на смеси атомов гелия и неона (длина волны 0,6328 мкм). Накачка в нем осуществляется электронным ударом в газовом разряде и резонансной передачей энергии от вспомогательного газа (в данном случае — гелия) основному (неону). Среди других типов газовых лазеров выделяются мощные лазеры на углекислом газе (длина волны 10,6 мкм, вспомогательные газы — азот и гелий), аргоновые лазеры (0,4880 и 0,5145 мкм), кадмиевый лазер (0,4416 и 0,3250 мкм), лазер на парах меди, эксимерные лазеры (накачка за счет распада молекул в основном состоянии), химические лазеры (накачка за счет химических реакций, например, цепной реакции соединения фтора с водородом).

В 1958 году Н. Г. Басов, Б. М. Вул и Ю. М. Попов заложили основы теории полупроводниковых лазеров, а уже в 1962 году был создан первый инжекционный лазер Интерес к ним обусловлен простотой в изготовлении, высоким КПД и возможностью плавной перестройки частоты в широком диапазоне (длина волны излучения определяется шириной запрещенной зоны). Существенным результатом является также создание в 1968 году лазеров на полупроводниковых гетероструктурах.

В конце 1960-х были разработаны и созданы лазеры на молекулах органических красителей, обладающие чрезвычайно широкой полосой усиления, что позволяет плавно перестраивать частоту генерации при использовании дисперсионных элементов (призмы, дифракционная решетка). Набор из нескольких красителей позволяет охватить весь оптический диапазон.

Применение — оптический квантовый генератор

Применение оптических квантовых генераторов ( лазеров) позволяет существенно расширить границы традиционных оптических методов контроля и создать принципиально новые методы оптического неразрушающего контроля, например, голографические, акустооптические и др. Лазерная дефектоскопия базируется на использовании основных свойств лазерного излучения — монохроматичности, когерентности и направленности.

Применение оптических квантовых генераторов, дающих большую интенсивность излучения, позволило значительно увеличить изображение интерферометрической картины.

Работники, занятые в производстве и применении оптических квантовых генераторов.

Схема измерения перемещений с применением ОКГ.

Рассмотрим некоторые устройства для измерения перемещений с применением оптических квантовых генераторов ( ОКГ), используемые в Московском авиационном институте.

Метрологические институты работают над созданием аппаратуры для измерения длин ( в том числе больших) с применением оптических квантовых генераторов, новых высококачественных стабильных во времени штриховых и концевых мер длины; универсальных автоматических измерительных приборов для измерений до 1 м с погрешностью 1 мкм и менее. Создается ряд новых производственных приборов высокой точности, позволяющих автоматизировать не только процесс измерения линейных и угловых размеров, но и введение поправок.

Другие области химии также могут взять лазер на вооружение. Все более отчетливо вырисовывается перспектива применения оптического квантового генератора для инициирования многих химических процессов, в частности диссоциации, синтеза и катализа, и для управления ими. Когда колебания лазерного луча приводятся в резонанс с частотой колебаний молекул, путем наращивания энергии колебаний можно добиться разрыва химической связи, ведущего к образованию химических активных осколков молекул. Поэтому в будущем химики смогут ( сначала теоретически и частично в лаборатории) избирательно разрывать химические связи и затем целенаправленно строить новые молекулярные структуры. Для успешной реализации этих возможностей нужно, очевидно, иметь в распоряжении лазер с непрерывно меняющейся частотой или набор лазеров с различными частотами.

Ломаченко, Я. И. Бовсуновский), разрабатывали теоретические вопросы механики процесса резания ( О. К. Зворыкин) и др. Начаты исследования по применению оптических квантовых генераторов для обработки металлов.

Для изменения интенсивности излучения или модуляции применяются, кроме механических модуляторов, импульсные лампы, ячейки Керра и другие модулирующие устройства. Особенно часто они применяются в геодезических дальномерах. Ячейки Керра используются в дальномерах с применением оптических квантовых генераторов.

Очень интересны и важны применения лазеров в биологии, медицине, геодезии и картографии, в системах локации спутников и во многих других областях. Следует подчеркнуть, что постоянно расширяется сфера применений оптических квантовых генераторов.

Один из новых методов — голография — подробно описан в гл. Изучение атомно-молекулярных процессов, протекающих в излучающей среде лазеров, а также рассеяния света и фотолюминесценции с применением лазеров позволило получить большой объем сведений в атомной и молекулярной физике, равно как и в физике твердого тела. Оптические квантовые генераторы заметно изменили облик фотохимии; с помощью мощного лазерного излучения могут производиться разделение изотопов и осуществляться направленные химические реакции. Благодаря монохроматичности излучения оптических квантовых генераторов оказывается сравнительно простыми измерения сдвига частоты, возникающего при рассеянии света вследствие эффекта Доплера; этот метод широко используется в аэро-и гидродинамике для излучения поля скоростей в потоках газов и жидкостей. Очень интересны и важны применения лазеров в биологии, медицине, геодезии и картографии, в системах локации спутников и во многих других областях. Следует подчеркнуть, что постоянно расширяется сфера применений оптических квантовых генераторов.