Номер 4, страница 215 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

4. Назовите типы лазеров. По какому принципу классифицируют лазеры?

4. Основным и наиболее общим принципом, по которому классифицируют лазеры, является агрегатное состояние и тип активной (рабочей) среды. Активная среда — это вещество, в котором непосредственно создается инверсия населенностей энергетических уровней и происходит процесс вынужденного излучения, приводящий к генерации лазерного света.

В соответствии с этим принципом выделяют следующие основные типы лазеров:

1. Твердотельные лазеры

В лазерах этого типа активной средой является твердое тело. Как правило, это диэлектрический кристалл (например, алюмо-иттриевый гранат Y₃Al₅O₁₂, сокращенно YAG) или стекло, в которое встроены (легированы) ионы активного элемента (например, неодима Nd³⁺, эрбия Er³⁺, хрома Cr³⁺). Эти ионы и являются источником излучения.

Примеры: рубиновый лазер, неодимовый лазер (Nd:YAG), волоконные лазеры (где активной средой служит легированное оптическое волокно).

2. Газовые лазеры

Активной средой служит газ, смесь газов или пары металлов. Возбуждение частиц (атомов, ионов или молекул) в таких лазерах чаще всего происходит с помощью электрического разряда.

Примеры: гелий-неоновый лазер (He-Ne), углекислотный лазер (CO₂), аргоновый ионный лазер, эксимерные лазеры.

3. Жидкостные лазеры (лазеры на красителях)

Активная среда — раствор сложного органического соединения (красителя) в жидкости (например, в этаноле). Главное преимущество этих лазеров — возможность плавной перестройки длины волны излучения в широком спектральном диапазоне.

4. Полупроводниковые (диодные) лазеры

Активной средой является полупроводниковый кристалл. Генерация излучения происходит в области p-n-перехода или более сложной гетероструктуры при пропускании электрического тока (инжекционная накачка). Это самые миниатюрные, экономичные и массовые лазеры.

Примеры: лазерные диоды в проигрывателях дисков (CD/DVD/Blu-ray), лазерных указках, системах волоконно-оптической связи.

Существуют и другие, более экзотические типы, например, лазеры на свободных электронах, где в качестве рабочей среды используется пучок релятивистских электронов, движущихся в магнитном поле.

Ответ: Лазеры классифицируют в первую очередь по типу и агрегатному состоянию активной среды, в которой генерируется излучение. Основные типы: твердотельные, газовые, жидкостные (на красителях) и полупроводниковые.