Особенность лазерного излучения
Вычисление частоты электромагнитных волн и энергии для излучения различных типов лазеров. Расчет пороговой величины коэффициента квантового усиления активного стержня, необходимой для возникновения генерации. Калькуляция мощности лампы накачки прибора.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.03.2015 |
| Размер файла | 195,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки РФ
«Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
КАФЕДРА ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине «Лазерная техника и технологии»
Выполнила: Козичева Елена
Студентка: 5-го курса
Специализация: 200101.65
Руководитель:
Поляков Виталий Евгеньевич
г. Санкт - Петербург - 2015 г
Задача 1
Вычислить частоту электромагнитных волн в герцах и энергию фотона в джоулях для излучения различных типов лазеров, если известно длина волны лазерного излучения. Указать цвет лазерного излучения.
Решение.
|
№ п/п |
Тип лазера |
Длина волна, нм |
Частота, Гц |
Энергия, Дж |
Цвет лазерного излучения |
|
|
1 |
N2 |
337,1 |
8,9•1014 |
5,9•10-19 |
УФ |
|
|
2 |
Ar2 |
448 |
67•1014 |
4,4•10-19 |
Синий |
|
|
514,5 |
5,8•1014 |
3,8•10-19 |
Зелёный |
|||
|
3 |
He-Ne |
632,8 |
4,7•1014 |
3,1•10-19 |
Красный |
|
|
4 |
Nd3+ |
1064 |
2,8•1014 |
1,85•10-19 |
ИК |
|
|
532 |
5,6•1014 |
3,7•10-19 |
Зелёный |
|||
|
5 |
CO |
5300 |
5,7•1013 |
3,8•10-20 |
ИК |
|
|
6 |
CO2 |
9600 |
3•1013 |
2•10-20 |
ИК |
|
|
10600 |
2,8•1013 |
1,85•10-20 |
ИК |
|||
|
7 |
РЖ+эт. |
575 |
5,2•1014 |
3,4•10-19 |
Жёлтый |
|
|
8 |
Ок.17+эт. |
623 |
4,8•1014 |
3,14•10-19 |
Красный |
|
|
9 |
Cr3+ |
694,3 |
4,3•1014 |
2,8•10-19 |
Красный |
Задача 2
Расстояние от Земли до Луны определяют, измеряя время, необходимое для возвращения на Землю 50 нс импульса рубинового лазера с модулированной добротностью, который отражается уголковым отражатель возвращает луч точно потому же пути, по которому он пришёл, независимо от его направления. электромагнитный лазер квантовый лампа
Требуется рассчитать, сколько времени потребуется свету, чтобы пройти путь от Земли до Луны и обратно, если расстояние от Земли до Луны L=3,8•108м.
Необходимо также определить размеры пятна, освещающего уголковый отражатель на Луне, если полный угол расходимости луча составляет Ф рад.
Диаметр лазерного пучка d0. Для того, чтобы уменьшить расходимость пучка, необходимо пучок пропустить предварительно через телескоп. При этом, расходимость пучка уменьшается в число раз, равное отношению диаметра апертуры телескопа - Dтел. к диаметру лазерного пучка - d0.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Дано:
L = 3,8•108м
d0 = 1,5мм
л = 694,3нм = 694,3•10-7м
с = 3•108м/с
1рад = 57,3°
Dтел. = 500мм=0,5м.
BC - ?
Решение
1. Определим во сколько раз апертура выходного зеркала больше выходного зеркала лазера:
2. Рассчитаем расходимость лазера из уравнения:
3. Определим угол расходимости излучения после телескопа:
4. Рассмотрим ?ABC:
AD - расстояние от Земли до Луны
AB=AC => AD - высота, медиана, биссектриса
Из ?ABC определим ц3:
Из ?ABC известна сторона AC и угол ц3
Задача 3
Зеркала резонатора имеют коэффициент отражения r1 и r2 , нанесены прямо на торцы стержневого активного элемента длиной L. Потерями в стрежне и на зеркалах резонатора пренебречь. Определить пороговую величину коэффициента квантового усиления активного стержня, необходимую для возникновения генерации.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Дано:
r1 = 1,0
r2 = 0,85
L = 41мм = 4,1•10-2м
Решение
На основание закона Бугера на экспоненту коэффициента усиления рассчитать из уравнения:
Если Ст3>1, то наблюдается интенсивное стимулированное излучение, если Ст3<1, то излучение отсутствует, если Ст3=1, то коэффициентом.
Приравняем и прологарифмируем левую и правую часть уравнения:
где впор, Lл - коэффициенты спектрального поглощения их усиления;
L - длина резонатора;
Lл - пренебречь
Задача 4
Определить мощность лампы накачки твёрдотельного лазера на ИАГ: Nd3+, если число активных ионов Nd3+ в кристалле N0=1018см-3. Поглощение света от излучения лампы накачки происходит на частоте v=6•1014Гц. КПД накачка з. Размеры кристалла a, b, c. Время жизни возбуждённого уровня фСП. Инверсия населённость равна величине N.
Дано:
N0•K= N=0,7•1018см-3=0,7•1012м-3.
Размещено на http://www.allbest.ru/
a=12мм=1,2•10м.
b=12мм=1,2•10м-.
c=32мм=3,2•10м.
з=30%=0,3
фСП =10-5 с
h=6,625•10-34 Дж•с
v=6•1014 Гц
P - ?
Решение
1. Определим какую энергию должна затратить лампа накачки, чтобы перевести 1 ион Nd3+:
2. Какую энергию должна затратить лампа накачки, чтобы создать инверсную населённость в 1см3 кристалла:
3. Какую энергию должна затратить лампа накачки, чтобы создать инверсную населённость во всём кристалле с учётом КПД:
4. Какой мощности должна быть лампа накачки:
Задача 5
Расходимость пучка He-Ne-лазера составляет 10-3 рад. Составляющий телесный угол пучка около 10-6 ср. Диаметр пучка, покидающего лазера через выходное зеркало, равен приблизительно 1мм. Принимая приближённо освещённую площадь источника, получаем площадь 7,85•10-3см2 (A=рr2, где r=0,5мм). Выходная мощность лазера равна 1мВт (радиометрические единицы). Определить значения яркости и спектральной яркости He-Ne-лазера. Сравнить её с яркостью и спектральной яркостью Солнца. Яркость Солнца принять равной 15•105лм/м2•ср.
Решение
1. Определим значения яркости пучка He-Ne-лазера:
Значение яркости Солнца принять:
2. Вычислим во сколько раз значение яркости пучка He-Ne-лазера, больше значение яркости Солнца:
3. Определим значение средней спектральной яркости Солнца:
4. Определим значение средней спектральной яркости лазера:
5. Определим во сколько раз значение яркости He-Ne-лазера, больше значение яркости Солнца:
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Лазерная технология. Принцип действия лазеров. Основные свойства лазерного луча. Монохромотичность лазерного излучения. Его мощность. Гиганский импульс. Применение лазерного луча в промышленности и технике, медицине. Голография.
реферат [44,7 K], добавлен 23.11.2003Свойства нелинейных кристаллов, эффект фоторефракции. Тепловое воздействие накачки как фактор, влияющий на эффективность работы оптического преобразователя. Эффективность непрерывных лазеров PPLN-преобразователей на градиентных кристаллах ниобата лития.
дипломная работа [283,9 K], добавлен 12.10.2015Медико-биологические основы взаимодействия лазерного излучения с кожей человека. Преимущества и недостатки лазерной эпиляции, допустимые уровни лазерного излучения. Конструкция и принцип действия лазерной установки, расчет параметров оптической системы.
курсовая работа [126,8 K], добавлен 24.10.2009Физические особенности лазерной сварки титановых сплавов. Моделирование процесса воздействия лазерного излучения на металл. Исследование влияния энергетических и временных характеристик и импульсного лазерного излучения на плавление титановых сплавов.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 11.01.2014Изучение лазерного инициирования взрывных работ без инородных включений. Импульсное воздействие лазерного излучения. Механизм инициирования тэна излучением. Начальные стадии различных путей разложения тэна в зависимости от способа воздействия на него.
реферат [243,0 K], добавлен 15.01.2017Изучение характера радиационного и теплового воздействия лазерного ослепляющего облучения на элементы приемных устройств. Разработка концепции построения и математической модели функционирования микромеханического затвора с наносекундным быстродействием.
дипломная работа [827,1 K], добавлен 02.03.2017Определение выталкивающей силы воды на единицу длины газопровода. Расчет коэффициента надежности устойчивого положения для различных участков газопровода. Нагрузка от упругого отпора газопровода при свободном изгибе газопровода в вертикальной плоскости.
контрольная работа [36,3 K], добавлен 01.02.2015Методика и основные этапы расчета стержня. Построение эпюры нормальных напряжений. Определение параметров статически неопределимого стержня. Вычисление вала при кручении. Расчет консольной и двухопорной балки. Сравнение площадей поперечных сечений.
контрольная работа [477,1 K], добавлен 02.04.2014Рассмотрение принципа действия вентилятора. Определение частоты вращения рабочего колеса и его диаметра, мощности электродвигателя. Характеристика сети трубопроводов; вычисление частоты вращения рабочих колес насосов, отклонения фактического напора.
курсовая работа [451,7 K], добавлен 09.10.2014Пример определения теплоемкости при заданной температуре. Тепловой поток излучения. Коэффициент теплоотдачи излучения. Число Прандтля и число Грасгофа. Критерий Нуссельта. Коэффициент теплоотдачи конвекцией. Критерий Фурье. Безразмерная температура.
лабораторная работа [202,3 K], добавлен 11.06.2013Расчет нагрузочной диаграммы для электропривода механизма подъёма, мощности асинхронного двигателя с фазным ротором. Светотехнический расчёт общего равномерного освещения, выбор типа светильника и мощности лампы, размещение светильников на плане.
контрольная работа [156,5 K], добавлен 05.04.2011Особенности расчета и конструирования лампы накаливания типа С 220-80 с вакуумным наполнением, описание технологии ее изготовления. Методика определения тела накала. Анализ последствий замены рассчитанного диаметра нити накаливания на номенклатурную.
курсовая работа [144,1 K], добавлен 26.07.2010Определение отклонений от плоскостности. Гидравлические методы измерения плоскостности. Установка диафрагмы в фокальной плоскости объектива. Ослабление излучения лазерного диода в воздушном тракте и его влияние на точность работы измерительной системы.
дипломная работа [6,4 M], добавлен 16.06.2011Исследование особенностей аксиально–симметричных оптических элементов с конической либо тороидальной преломляющей поверхностью. Применение селектора рассеянного излучения при фотометрическом контроле. Коническая, сфероконическая и тороидальная линзы.
дипломная работа [597,5 K], добавлен 07.05.2013Определение срока службы привода. Вычисление мощности и частоты вращения двигателя. Выбор материалов зубчатых передач, проверка допускаемых напряжений. Расчет геометрических параметров закрытой цилиндрической зубчатой передачи, валов и подшипников.
курсовая работа [104,7 K], добавлен 18.11.2012Классификация тестомесильных машин. Описание конструкции и принципа действия тестомесильной машины Т1-ХТ2А. Расчет производительности, мощности, необходимой для вращения месильного органа при замесе теста, мощности, необходимой для вращения дежи.
курсовая работа [949,6 K], добавлен 20.04.2016Описание устройства лампы, а также принципиальные особенности работы галогенных ламп накаливания. Технологический процесс изготовления лампы, ее сборка и испытание. Расчет галогенной смеси, которая используется при производстве лампы типа КГ 220-500.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 26.09.2009Определение размеров печи и частоты вращения барабана. Расчет барабана на прочность и жесткость. Вычисление суммарной массы корпуса барабана, футировки и материала в печи. Определение размеров бандажа и опорного ролика. Расчет полной мощности привода.
курсовая работа [658,4 K], добавлен 19.01.2012Построение номинальной и винтовой характеристики эффективной мощности дизельного двигателя. Определение фактора устойчивости дизеля, коэффициента усиления дизеля по подаче топлива. Описание системы автоматического регулирования угловой скорости вала.
курсовая работа [872,6 K], добавлен 17.09.2014Определение коэффициента полезного действия редуктора. Вычисление числа оборотов на ведомом валу, уточнение величины модуля зацепления, угла наклона, межосевого расстояния. Геометрические параметры зубчатых колес, расчет сил действующих в зацеплении.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 19.01.2022
