Здравствуйте!

В ноябре 2023 года наша команда посетила специальное КБ – подразделение РФЯЦ-ВНИИТФ, где ведутся работы по лазерной тематике. 

Мы увидели уникальное здание с чистыми помещениями и множеством систем безопасности, пожаротушения, сканирования, шлюзов по перемещению между цехами с использованием в каждом прибора по созданию отрицательного давления. Ознакомились с необходимыми средствами индивидуальной защиты, правилами техники безопасности и особенностями работы.

На предприятии РФЯЦ-ВНИИТФ мы познакомились с участком лазерных технологий. Нашей команде продемонстрировали лазерное оборудование с системами оптических линз, кратко разъяснили особенности технологии и принцип работы. При применении лазеров на практике почти всегда возникает задача формирования лазерного пучка с целью получения заданных параметров. Эти задачи решаются с помощью оптических элементов и систем. Одной из причин ослабления лазерного излучения считается его рассеивание. В качестве оптических сред распространения лазерного излучения на предприятии применяются специальные «коридоры» из стальных труб. Благодаря малому углу расходимости, высокой монохроматичности излучения и простоте оптических систем для формирования пучка лазерного излучения  такие системы нашли  широкое применение при решении самых разнообразных задач.

Оптический резонатор, простейшей формой которого являются два параллельных зеркала, находится вокруг рабочего тела лазера. Вынужденное излучение рабочего тела отражается зеркалами обратно и опять усиливается. Волна может отражаться многократно до момента выхода наружу. В более сложных лазерах применяются четыре и более зеркал, образующих резонатор. 

Источник накачки подаёт энергию в систему. В его качестве могут выступать: электрический разрядник, импульсная лампа, дуговая лампа, другой лазер, химическая реакция, взрывчатое вещество. Тип используемого устройства накачки напрямую зависит от используемого рабочего тела, а также определяет способ подвода энергии к системе. Например, гелий-неоновые лазеры используют электрические разряды в гелий-неоновой газовой смеси, а лазеры на основе алюмо-иттриевого граната — сфокусированный свет ксеноновой импульсной лампы, эксимерные лазеры — энергию химических реакций.

         Направленность лазерного луча создается оптической системой, точнее сказать двумя зеркалам, образующими оптический канал. Чаще всего в лазерах имеется два зеркала: полностью отражающее и полупрозрачное, между которыми находится источник света и возбужденная среда. Лазерный луч проходит через возбужденную среду лазера, попадает на полностью отражающее зеркало и меняет свое направление на обратное. Отраженный луч снова проходит через возбужденную среду, еще больше усиливаясь. Далее попадает на полупрозрачное зеркало, и так как интенсивность луча пока еще незначительная, отражается от полупрозрачного зеркала, снова проходит через возбужденную среду и т.д. Когда луч будет достаточно усилен, и его мощность станет высокой, полупрозрачное зеркало пропускает луч наружу, после чего он может проходить значительные расстояния без особой потери энергии, так как лучи являются практически параллельными.

         Лазерный луч так сильно сфокусирован, что значительное количество фотонов одновременно попадает в незначительную по размерам точку. И поскольку сечение лазерного луча очень мало, в этой области концентрируется огромная энергия. Таким образом, даже незначительный по мощности источник света создает высочайшую плотность энергии в малом объеме пространства, а, значит, луч лазера обладает высокой интенсивностью.