На главную
Содержание

ЛАДОГА-ЛАЗЕРПИЦИУМ

Поиск по энциклопедии:

ЛАДОГА Старая, древнерусский город на левом берегу р. Волхов, в 12 км от Ладожского оз. (ныне - Старая Ладога - село Волховского р-на Ленингр. обл.), неоднократно упоминается в рус. летописях и скандинавских сагах. До 10 в. опорный пункт на торг, пути из Балтийского м. на Волгу (в Болгары) и на Днепр ("из варяг в греки"); в 11- 15 вв. крепость и торг.-ремесл. центр Новгородской феод, республики, а с 1478 Моск. великого княжества. Эконо- мич. значение Л. упало после того, как сев. портом Моск. гос-ва стал Архангельск; воен. значение сохранялось до 17 в. В 1703 город был перенесён Петром I к устью р. Волхов (Новая Ладога); от древней Л. сохранилось городище. Его древнейшая часть -"каменный город"- была обнесена в нач. 12 в. кам. стеной с 5 башнями (перестроена в 15-16 вв.), другая часть - т. н. земляное городище - окружена земляными валами нач. 18 в. В древней части городища сохранилась 1-главая 4-столпная 3-апсидная церковь Георгия кон. 12 в. (позже перестраивалась; фрагменты фресок 12 в. новгородской школы); древнейшие наслоения в этой части городища не сохранились. На земляном городище открыты остатки деревянных построек (начиная с 8 и последующих веков), руины кам. церкви Климента (сер. 12 в.), следы кузнечного, косторезного, ювелирного, гончарного и др. произ-в и их разнообразные изделия, монеты и различные изделия вост. и зап.-европ. происхождения. В Л. сохранилась церковь Успения в Бого- родицком конце (12 в.). В 60-х гг. 20 в. в крепости, древнейшем памятнике рус. воен. зодчества, осуществлены реставрационные работы. Раскопки на городище Л. ведутся с перерывами с 80-х гг. 19 в. Материалы раскопок хранятся в ленингр. Эрмитаже. Городище является археол. заповедником.

Лит.: Старая Ладога. [Материалы археологических экспедиций], Л., 1948; О р- л о в С. Н., Старая Ладога, Л., 1949; Р а в- доникас В. И;, Старая Ладога, в сб.: Советская археология, т. 11 - 12, М.- Л., 1949 - 1950; Лазарев В. Н., Фрески Старой Ладоги, М., 1960. П. Н. Третьяков.

Ладога. Церковь Георгия. Конец 12 в.

Ладога. Земляное городище. Основания построек средневекового города.

ЛАДОЖСКАЯ ВОЕННАЯ ФЛОТИЛИЯ, сформирована в окт. 1939 на Ладожском озере во время сов.-финл. войны 1939-40 и действовала на приозёрных флангах сов. войск; после войны превращена в учебный отряд. Во время Великой Отечеств, войны 1941-45 была в нач. июля 1941 усилена кораблями из состава Балт. флота (командующий Л. в. ф. с 7 авг. до 13 окт. 1941 контр-адм. Б. В. Хорошхин, затем, до 25 сент. 1944 капитан 1-го ранга, позже контр-адм. В. С. Чероков). В 1941 в составе Л. в. ф. было 7 канонерских лодок, 2 сторожевых корабля, 2 бронекатера, 8 сторожевых катеров, 13 тральщиков, а также транспорты, вспомогат. суда, арт. и зенитный дивизионы. В 1942-43 Л. в. ф. была усилена торпедными и др. катерами, подводными лодками, а также получила большое количество тендеров. Во время битвы за Ленинград содействовала войскам 23-й, 7-й и 54-й армий. В период блокады города перевозила по Ладожскому озеру продовольствие, топливо, оружие, боеприпасы, войска, эвакуировала из города население и пром. предприятия. Зимой 1941-42 личный состав Л. в. ф. активно участвовал в сооружении и охране ледовой "Дороги жизни". В 1942-43 Л. в. ф. перевезла св. 1,5 млн. т грузов и св. 1 млн. чел., что сыграло важную роль в обороне Ленинграда и снабжении населения, Ленингр. фронта и Балт. флота. 22 окт. 1942 Л. в. ф., батарея о. Сухо и авиация Балтийского флота разгромили нем.-фин. озёрную флотилию (уничтожено 19 десантных судов и сбито 14 самолётов), пытавшуюся захватить о. Сухо и перерезать коммуникации. Летом 1944 Л. в. ф. участвовала в проведении Свирско-Петрозаводской операции 1944 войск Карельского фронта и успешно провела Тулоксинскую десантную операцию 1944. Награждена орденом Красного Знамени. 4 нояб. 1944 расформирована.

Лит.: Манкевич А. И., Краснознамённая Ладожская флотилия в Великой Отечественной войне, М., 1955; Русаков 3. Г., Краснознаменная Ладожская, Петрозаводск, 1971 (библ.). Н. С. Фрумкин.

ЛАДОЖСКАЯ СВИТА (названа по Ладожскому озеру), одна из свит докем- брия. Выделена финским геологом И. Се- дергольмом (1897). Сложена внизу ам- фиболитовыми сланцами, амфиболитами, метаэффузивами и мраморами; вверху - биотитовыми сланцами и биотит-кварцевыми породами; нек-рые разности темноцветных сланцев с пластами грубых обломочных пород напоминают аспидную формацию. Л. с. прорывается гранитами с возрастом 1950 млн. лет.

ЛАДОЖСКОЕ ОЗЕРО, озеро на С.-З. Европ. части СССР. Расположено в Карел. АССР и Ленингр. обл. РСФСР. Самое крупное в Европе. Пл. 17 700 км2 (с островами 18 135 км2), дл. 219 км, ср. шир. 83 км, ср. глуб. 51 м, наибольшая 230 м (в сев. части, к 3. от о. Ва- лаам). Пл. басе. 276 тыс. км2. Котловина Л. о. тектонич. происхождения, преобразована воздействием четвертичных ледников. Общий объём заключённой в ней воды составляет 908 км3. Сев. берега большей частью высокие, скалистые, изрезаны глубоко вдающимися в них фьордообразными заливами, покрыты лесом. Многочисленные, б. ч. лесистые острова образуют здесь шхеры. Юж. берега преим. низкие, слабо изрезанные, заросшие ивой и ольхой; много песчаных или валунных пляжей, местами древние береговые валы, поросшие сосной. Рельеф дна сев. части озера сложный, с чередованием глубоких впадин и более мелких участков. Преобладают глубины более 100 м. Дно юж. части Л. о. более ровное, глубины к Ю. уменьшаются от 100 до 10 м и меньше. На Ю. много песчаных и каменистых кос и мелей. Грунты дна в сев. и центр, глубоководной части озера - илистые, в юж. части - песчаные с валунами. У берегов во многих р-нах - нагромождения валунов. На Л. о. ок. 660 островов пл. 435 км2. Ок. 500 островов расположено у сев.-зап. берега, ок. 65 - в центр, части озера (Валаамские о-ва и Западный архипелаг). Наибольшие острова: Рис- калансари, Мантсинсари, Кильпола, Ту- лолансари, Валаам. Климат умеренно холодный. Ср. темп-pa воздуха в феврале от -8 до -10 "С, в июле 16-17 "С. Ср. годовое кол-во атмосферных осадков ок. 550 мм в год. В басе. Л. о. ок. 50 тыс. озёр и 3,5 тыс. рек дл. более 10 км. Наибольшие притоки: с Ю.- Волхов, с Ю.-В.- Свирь, с 3.- Вуокса. 85% приходной части водного баланса озера (в среднем 67,8 км3 воды в год) даёт приток речных вод (гл. обр. Свири, Вуок- сы и Волхова), 13% - атмосферные осадки и 2% - приток подземных вод. 92% расходной части водного баланса падает на сток р. Невы (в среднем 78,1 км3 в год), 8% - на испарение с водной поверхности. Колебания уровня носят плавный характер. Отметка среднего уровня 4 м. Наивысшие уровни бывают в июне - июле, наинизшие - в декабре - январе. Ср. годовой размах колебаний уровня ок. 0,8 м, абс.- ок. 3 м. Сгонно-нагонные колебания уровней в сев. части 5-10 см, в юж. до 20-40 (реже до 90) см. Наблюдаются сейши. Наибольшая высота волн в сев. и центр, частях озера 3-3,5 м, реже 5-6 м, в юж. до 2,5 м. Осенью часты штормы. Термич. режим различен в глубоководной центр, части и мелководных прибрежных р-нах озера. В августе ср. темп-pa поверхности воды ок. 16 °С, наибольшая до 25 °С; темп-pa придонных слоев воды от 2 до 2,5 °С зимой и до 4-5 °С летом. Прибрежные р-ны и заливы Л. о. замерзают в основном в начале декабря, открытая центр, часть - в январе - феврале. Ср. толщина льда 50-60 см, наибольшая 90-100 см. Центр, часть озера вскрывается в марте - начале апреля, сев.- в начале мая. Цвет воды жёлто-бурый. Ср. прозрачность в центр, части озера 4,5 м, у зап. побережья 2-2,5 м, у вост. 1-2 м, в приустьевых участках 0,3-0,9 м; наибольшая прозрачность до 8-10 м (к 3. от о. Валаам). Вода озера пресная гидрокарбонатно-кальциевая; ср. минерализация её 56 мг/л. Содержание растворённого кислорода зимой 14-15 мг/л, летом в поверхностных слоях воды 10- 11 мг/л, в глубинных 12-13 мг/л. Озеро богато рыбой. Промысловое значение имеют: лосось, форель, сиг, ряпушка, судак, лещ, окунь, плотва, щука, корюшка, водятся также осётр, угорь и др. Встречается тюлень. Л. о. судоходно и входит в систему Волга-Балтийского водного пути. От р. Свирь до Невы по юж. побережью проходит обводный Новоладожский канал.

В древности наз. Нево, с 13 в. наз. Л. о. по имени др.-рус. города Ладога (9 в.). В 8-9 вв. на юж. берегу Л. о. жило племя словен. По Л. о. проходил путь "из варяг в греки". На берегу Л. о. были основаны города Корела (10 в.) и Орешек (1323), а на о-вах Коневиц и Валаам - Коневский и Валаамский монастыри. Во время Ливонской войны 1558-83 у Л. о. шли военные действия. В нач. 17 в. шведы оккупировали зап., юж. и сев. побережье Л. о. По Столбов- скому миру 1617 сев. и зап. побережье отошло от России к Швеции. Во время Северной войны 1700-21 на Л. о. шли военные операции между русскими и шведами. По Ништадтскому мирному договору 1721 побережье Л. о. было возвращено России. Во время сов.-финл. войны 1939-40 и Великой Отечеств, войны 1941-45 на Л. о. действовала Ладожская военная флотилия, сыгравшая важную роль в обеспечении успеха боевых действий Ленинградского фронта и Балтийского флота.

С сент. 1941 по март 1943 в юго-зап. части Л. о. функционировала "Дорога жизни" связывавшая блокированный нем.-фаш. войсками Ленинград со страной. На берегах Л. о. города: Приозёрск, Петрокрепостъ, Новая Ладога, Сорта- вала,

Лит.: Гидрологический режим и водный баланс Ладожского озера, Л., 1966 (Труды Лаборатории озероведения ЛГУ, т. 20); Семенович Н. И., Донные отложения Ладожского озера, М.- Л., 1966; Биологические ресурсы Ладожского озера, Л., 1968; Калесник С. В., Ладожское озеро, Л., 1968; Доманицкий А. П., Дубровина Р. Г., Исаева А. И., Реки и озёра Советского Союза, Л., 1971. Б. Б. Богословский.

На Ладожском озере.

ЛАДОТОНАЛЬНОСТЬ в музыке, конкретное звуковысотное выражение лада; см. Лад, Тональность.

ЛАДУШКИН (до 1946 -Людвигсорт), город в Багратионовском р-не Калининградской обл. РСФСР, близ Вислинского зал. Балтийского м. Ж.-д. станция в 29 км к Ю.-З. от Калининграда. Маслозавод, зверосовхоз (норка). Осн. в 1314. Переименован в память Героя Сов. Союза И. М. Ладушкина, погибшего в боях под Кенигсбергом в марте 1945.

ЛАДЫГИНА-КОТС Надежда Николаевна [6(18).5.1889, Пенза,-3.9.1963, Москва], советский зоопсихолог, доктор биол. наук, засл. деят. науки РСФСР (I960). Окончила Моск. высшие женские курсы (1916) и Моск. ун-т (1917). Заведовала основанной ею зоопсихологич. лабораторией в Дарвиновском музее в Москве (с 1913); с 1945 старший науч. сотрудник Ин-та философии АН СССР. Изучала пси- хич. деятельность обезьян, преим. человекообразных (шимпанзе), и др. животных в широком плане сравнительной психологии, сопоставляя её с психикой детей и уделяя осн. внимание познават. способностям, интеллекту. Работы Л.-К. выявили качеств, различия психики животных и человека и внесли значит, вклад в зоопсихологию, общую и сравнит, психологию, антропологию. Награждена орденом Ленина и медалями.

Соч.: Исследование познавательных способностей шимпанзе, ч. 1 - 2, М.-П., 1923; Приспособительные моторные навыки макака в условиях эксперимента, [М., 1928]; Дитя шимпанзе и дитя человека в их инстинктах, эмоциях, играх, привычках и выразительных движениях, М., 1935; Конструктивная и орудийная деятельность высших обезьян (шимпанзе), М., 1959; Предпосылки человеческого мышления. (Подражательное конструирование обезьяной и детьми), М., 1965. К. Э. Фабри.

ЛАДЫЖИНСКАЯ ГРЭС, тепловая конденсационная электростанция, расположенная вблизи пос. Ладыжин Винницкой обл. УССР. Установленная мощность 1800 Мет, 6 энергоблоков по 300 Мет. Топливом служит донецкий уголь. Стр-во станции начато в 1968 и завершено в 1972 за 3 года и 8 месяцев. ГРЭС входит в объединённую энергосистему Юга.

ЛАДЫНИНА Марина Алексеевна [р. 11 (24).6.1908, Ачинск, ныне Красноярского края], русская советская киноактриса, нар. арт. СССР (1950). Была сельской учительницей, в 1933 окончила ГИТИС. В 1933-35 актриса МХАТ. В кино дебютировала в фильме "Вражьи тропы" (1935, роль Линки). Создала в сов. кино, гл. обр. в ярких, красочных муз. комедиях И. А. Пырьева, ряд лирич. образов молодых современниц. Её героини жизнерадостны, добры, беззаветно преданы Родине. Играла роли: Маринка ("Богатая невеста", 1938), Ма- рьяна Бажан ("Трактористы", 1939), Глаша ("Свинарка и пастух", 1941), Наташа ("Секретарь райкома", 1942), Варя ("В шесть часов вечера после войны", 1944), Наташа ("Сказание о земле Сибирской", 1948), Пересветова ("Кубанские казаки", 1950). Государственная премия СССР (1941, 1942, 1946, 1948, 1951). Награждена орденом Трудового Красного Знамени.

М. А. Ладынина.

ЛАДЬЕВИДНЫХ ТОПОРОВ КУЛЬТУРА, одна из неолитических боевых топоров культур, существовавшая на терр. Швеции, Норвегии, Финляндии и Эстонии со 2-й пол. 3-го до сер. 2-го тыс. до н. э. Известна почти исключительно по погребениям. Покойников хоронили в скорченном положении; в могилу вместе с покойником клали глиняные сосуды, украшенные шнуровым и гребенчатым орнаментом, шлифованные кремнёвые рабочие и сверлёные каменные боевые топоры (в форме ладьи), луки и стрелы с кремнёвыми наконечниками и нек-рые др. кремнёвые орудия.

Лит.: Forssander J., Die schwedische Bootaxtkultur und ihre kontinentaleuropai- schen Voraussetzungen, Lund, 1933; О 1 d e- b e r g A., Studien uber die schwedische Bootaxtkultur, Stockh., 1952; M a 1 m e r M.. Jungneolithische Studien, Bonn, 1962.

Ладьевидный топор.

ЛАДЬЯН (Corallorhiza), род растений сем. орхидных. Многолетние, лишённые хлорофилла травы (сапрофиты) с мясистым коралловидно разветвлённым корневищем (отсюда лат. назв.). Листья чешуевидные; цветки в кистевидном соцветии. Плод- коробочка. В Северной Америке произрастает 14 видов Л.; в Евразии - 1 вид - Л. трёхразд е л ь- н ы и (С. trifida); встречается почти на всей терр. СССР в сырых хвойных и смешанных лесах на богатых гумусом почвах, по окраинам моховых болот, в тундре. Стебель вые. 10- 25 см, желтоватый. Цветки (2-10) желтоватые, поникающие; листочки околоцветника ланцетовидные, губа трёхлопастная с красноватыми полосками и крапинками.

Ладьян трёхраздельный; а - цветок.

ЛАЖ, ажио (франц. 1'agio, от итал. 1'aggio), отклонение в сторону превышения рыночной "цены" золота, выраженной в бумажных деньгах, по сравнению с кол-вом бумажных денежных знаков, номинально представляющих данное кол-во золота. Л. обычно исчисляется в процентах. Л. обозначает также отклонение в сторону превышения рыночного курса ден. знаков, векселей и др. ценных бумаг от их нарицат. стоимости. Отклонение в сторону уменьшения - дисажио.

ЛАЖЕЧНИКОВ Иван Иванович [14(25). 9.1792, Коломна,- 26.6(8.7). 1869, Москва], русский писатель. Род. в купеческой семье. Получил разностороннее домашнее образование. В 1813-15 был в действующей армии (автор "Походных записок русского офицера", отд. изд. 1820). Л.- один из пионеров русского историч. романа. Большой успех имел его первый роман "Последний Новик" (1831-33) - из эпохи нач. 18 в. Лучшее произв. Л.- "Ледяной дом" (1835), в к-ром, в частности, показан произвол временщика Э. Бирона. Отвлечённо-ро- мантич. трактовка автором нек-рых историч. лиц (особенно А. П. Волынского) нанесла ущерб художественности романа, однако неприятие "бироновщины" было выражено в нём настолько сильно, а мн. детали обстановки прошлого переданы так достоверно, что это дало основание В. Г. Белинскому отнести ч Ледяной дом" к "...одним из самых замечательных явлений в русской литературе..." (Поли. собр. соч., т. 3, 1953, с. 18). Положительно оценил он и роман "Басурман" (1838). Более поздние романы Л. значительно ниже по своему художеств, уровню. Л. также автор трёх историч. драм в стихах, в т. ч. драмы "Опричник" (1843, опубл. 1859), положенной в основу либретто одноим. оперы П. И. Чайковского.

Соч.: Поли. собр. соч., т. 1 - 12, СПБ-М., 1899-1900; Соч., т. 1 - 2, М., 1963.

Лит.: Нечаева В. С., И. И. Лажечников, Пенза, 1945; Петров С. М., Русский исторический роман XIX в., М-, 1964: История русской литературы XIX в. Библиографический указатель, М.- Л., 1962. Е. Е. Соллертинский.

ЛАЗАРЕВ Василий Григорьевич (р. 23.2.1928, с. Порошино Кытмановского р-на Алтайского края), лётчик-космонавт СССР, полковник, Герой Сов. Союза <2.10.1973). Чл. КПСС с 1956. Учился в Свердловском, а затем в Саратовском мед. ин-тах (окончил в 1952). После окончания в 1954 Чугуевского воен.-авиац. уч-ща лётчиков служил в частях ВВС. С 1966 в отряде космонавтов. 27-29 сент. 1973 совм. с О. Г. Макаровым совершил полёт на космич. корабле "Союз-12" в качестве командира корабля. Корабль сделал 32 оборота вокруг Земли за 47 ч 16 мин. В полёте Л. выполнил программу науч.-технич. исследований и испытаний систем корабля и скафандров. Награждён орденом Ленина и медалями.

ЛАЗАРЕВ Виктор Никитич [р. 22.8(3.9). 1897, Москва], советский искусствовед, чл.-корр. АН СССР (1943). Учился в МГУ (1917-20) у Н. И. Романова. В 1924-36 тл. хранитель, зав. картинной галереей, зам. директора по науч. части Музея изобразит, иск-в в Москве. Проф. МГУ (с 1961 зав. кафедрой истории зарубежного иск-ва). Осн. работам Л. (по истории др.-рус. и византийского иск-ва, а также искусства эпохи Возрождения) присущи широта проблематики, проникновение в кардинальные процессы истории иск-ва, обобщающий характер суждений о причинах и о сути этих процессов, мастерство классификации художеств, течений и школ, убедительность атрибуций. Награждён 3 орденами, а также медалями.

Соч.: Портрет в европейском искусстве XVII века, М.- Л., 1937; История византийской живописи, т. 1 - 2, М., 1947-48 (расшир. изд. - Storia della pittura bizantina, To- Tino, [1967]); Происхождение итальянского Возрождения, т. 1 - 2, М., 1956 - 59; Андрей Рублёв и его школа, М., 1966; Русская средневековая живопись. [Сб. ст.], М., 1970; Византийская живопись. [Сб. ст.], М., 1971; Старые итальянские мастера, М., 1972.

Лит.: Гращенков В. Н., В. Н. Лазарев. (К семидесятилетию со дня рождения), в сб.; Византийский временник, т. 29, М., 1969 (список трудов В. Н. Лазарева).

ЛАЗАРЕВ Михаил Петрович [3(14).11. 1788, г. Владимир,- 11(23).4.1851, Вена, похоронен в Севастополе], русский флотоводец и мореплаватель, адмирал (1843). Род. в дворянской семье. В 1800 поступил в Мор. кадетский корпус, в 1803 командирован на англ, флот, где в течение 5 лет находился в непрерывном плавании. В 1808-13 служил на Балт. флоте, участвовал в рус.-швед, войне 1808-09 и Отечеств, войне 1812. В 1813-16 на судне "Суворов" совершил своё первое кругосветное плавание из Кронштадта к берегам Аляски и обратно, открыл атолл Суворова. Как командир судна "Мирный" и помощник нач. кругосветной экспедиции Ф. Ф. Беллинсгаузена в 1819-21 участвовал в открытии Антарктиды и многочисл. островов. В 1822, командуя фрегатом "Крейсер", осуществил своё третье кругосветное плавание (1822-25), в к-ром были проведены широкие науч. исследования по метеорологии, этнографии и др. С 1826 командовал линейным кораблём "Азов", на к-ром, будучи одновременно нач. штаба эскадры, совершил поход в Средиземное м. в составе эскадры адм. Л. П. Гейдена и участвовал в Наваринском сражении 1827. За отличие в сражении был произведён в контрадмиралы, а "Азов" впервые в истории рус. флота был награждён георгиевским флагом. В 1828-29 руководил блокадой Дарданелл; в 1830 вернулся в Кронштадт и командовал отрядом кораблей Балт. флота. В 1832 нач. штаба Черноморского флота. В февр.- июне 1833, командуя эскадрой, возглавил Экспедицию русского флота в Босфор 1833, в результате к-рой был заключён Ункяр- Искелесийский договор 1833. С 1833 гл. командир Черноморского флота и портов Чёрного м., а также воен. губернатор Севастополя и Николаева. Талантливый военный организатор, Л. был сторонником создания сильного парового флота, но технико-экономич. отсталость России не позволила выполнить эту задачу. Л. воспитал плеяду талантливых флотоводцев и командиров (П. С. Нахимов, В. А. Корнилов, В. И. Истомин, Г. И. Бу- таков и др.). Именем Л. названы атолл в группе о-вов Россиян в Тихом ок., мысы в Амурском лимане и в сев. части о. Унимак, остров в Аральском м., бухта и порт в Японском м. и др.

Лит.: М. П. Лазарев. Документы, т. 1 - 3, М., 1952 - 61; Никульченков К. И., Адмирал Лазарев, М-, 1956; Соколов А. В. и К у ш н а р ё в Е. Г., Три кругосветных плавания М. П. Лазарева, М., 1951; Русские мореплаватели, М.. 1953. Б. И. Зверев.

ЛАЗАРЕВ Пётр Петрович [1(13).4.1878, Москва,-23.4.1942, Алма-Ата], советский физик, биофизик и геофизик, акад. АН СССР (1917). Окончил мед. ф-т Моск. ун-та (1901); экстерном сдал экзамены за курс физико-математич. факультета (1903) и работал в лаборатории П. Н. Лебедева в Моск. ун-те. В 1911 в знак протеста против реакционных действий мин. нар. просвещения Л. Кас- со покинул Моск. ун-т. После смерти Лебедева возглавил его лабораторию в ун-те им. А. Л. Шанявского. В 1920-31 директор организованного им Гос. био- физич. ин-та - первого в России н.-и. учреждения по физике и биофизике. С 1938 директор Биофизич. лаборатории АН СССР. В 1911 защитил магистерскую диссертацию на тему о температурном скачке на границе твёрдое тело - газ, а в 1912 - докторскую на тему "Выцветание красок и пигментов в видимом спектре". Л. разработал ионную теорию возбуждения (см. Мембранная теория возбуждения), исследовал процесс адаптации физиологической, преим. органов зрения, а также слуха, вкуса и обоняния, вывел единый закон раздражения, разрабатывал проблему приложимости законов термодинамики к биологич. процессам. С 1918 руководил исследованиями Курской магнитной аномалии с применением различных геофизич. методов. Автор трудов по истории развития точных наук в России.

Соч.: Сочинения, т. 1 - 3, М.-Л., 1950- 1957.

Лит.: Ш п о л ь с к и и Э. В., Петр Петрович Лазарев, "Успехи физических наук", 1945, т. 27, в. 1, с. 1-12: К р а в е ц Т. П., Творческий путь академика П.П.Лазарева, там же, с. 13-21; Петр Петрович Лазарев (1878-1942), М., 1958 (Материалы к биобиблиографии ученых СССР).

ЛАЗАРЕВ, антарктическая научная станция СССР, действовавшая с 10 марта 1959 по 26 февр. 1961 на шельфовом леднике Лазарева (Берег Принцессы Аст- рид, Вост. Антарктида) на 69°58' ю. ш. и 12 55' в. д. Велись наблюдения по метеорологии, аэрологии, актинометрии, земному магнетизму, за полярными сияниями, а также по гляциологии, геоморфологии и океанологии. Станция служила базой маршрутных (авиац. и наземных) геол. и геогр. исследований Земли Королевы Мод, а также базой аэрофото- съёмочных работ в этом р-не. С 18 февр. 1961 науч. наблюдения продолжаются на ст. Новолазаревская, расположенной в 80 км южнее Л. Названа в честь М. П. Лазарева.

ЛАЗАРЕВ, посёлок гор. типа в Николаевском районе Хабаровского края РСФСР. Расположен на мысе Лазарева, порт на берегу прол. Невельского, в 729 км к С.-В. от ж.-д. ст. Комсомольск- на-Амуре. Леспромхоз. Мыс и посёлок названы в честь М. П. Лазарева.

ЛАЗАРЕВА МОРЕ, окраинное море Атлантич. сектора Южного ок. у берегов Вост. Антарктиды, между 0° и 14° в. д. Пл. 335 тыс. км2. Преобладают глубины более 3000 м. Макс. глуб. более 4500 м. Берега гл. обр. ледяные, образованы отвесными ледяными обрывами шельфо- вых ледников. Большую часть года покрыто дрейфующими льдами, много айсбергов. В конце лета и осенью дрейфующие льды сохраняются лишь у побережья. Л. м. выделено участниками сов. антарктич. экспедиции в 1962 и названо в честь М. П. Лазарева.

ЛАЗАРЕВА ШЕЛЬФОВЫЙ ЛЕДНИК, один из наиболее крупных шельфовых ледников Вост. Антарктиды. В виде громадного языка выдвинулся в воды Атлантич. сектора Южного ок. между 13° и 15,5° в. д. Протяжённость с Ю. на С. ок. 80 км, наибольшая шир. почти 100 км, пл. более 8,5 тыс. км2. Район преим. сов. исследований. В 1959-61 на леднике действовала сов. науч. станция Лазарев. Открыт рус. антарктич. экспедицией Ф. Ф. Беллинсгаузена и М. П. Лазарева в февр. 1820. Назван в честь М. П. Лазарева в 1960.

ЛАЗАРЕВИЧ Владимир Саламанович [2(14).9.1882-20.6.1938], советский воен. деятель, комдив (1935). Чл. Коммунистич. партии с 1932. Род. в Белостоке в семье служащего. Окончил Академию Генштаба (1912). Участник 1-й мировой войны 1914-18, подполковник. В Красной Армии с 1918. Участвовал в Гражд. войне 1918-20 в должностях: нач. штаба 4-й армии (дек. 1918- март 1919), Юж. группы Вост. фронта (март - май 1919), с мая по нояб. 1919 командовал 4-й армией; участвовал в контрнаступлении против войск Колчака. С нояб. 1919 по март 1920 нач. штаба Зап. фронта; затем командовал 3-й армией Зап. фронта (июнь - окт. 1920), 4-й армией Юж. фронта (окт. 1920 - февр. 1921); с февр. 1921 по янв. 1922 командующий войсками Туркестанского фронта, руководил борьбой с басмачами. В 20-30-х гг. на различных командных должностях и пре- подават. работе, в т. ч. в 1925-27 нач. Военно-возд. академии. Награждён 2 орденами Красного Знамени.

ЛАЗАРЕВИЧ (Лазаревиh) Лаза (1.5. 1851, Шабац,-29.12.1890, Белград), сербский писатель. Изучал право в Белграде, медицину в Берлине, был врачом. Лит. деятельность начал в 60-е гг. с переводов произв. Н. В. Гоголя, Н. Г. Чернышевского. В историю лит-ры вошёл как мастер психологич. новеллы, построенной на острых драматич. конфликтах, и портрета. Л. называли "сербским Тургеневым". Нек-рым произв. Л. свойственна идеализация патриарх, отношений. Соч.: Изабрана дела, 2 изд., Београд, 1961.

Лит.: Bog dan о vie М., О Lazi La- zarevicu, в его кн.: Stari i novi, sv. 4, Beograd, 1952; J о b u г u h В., Лаза К. Лазаревип, Београд, 1966.

ЛАЗАРЕВСКИЙ Александр Матвеевич [8(20).6.1834, с. Гиривцы, ныне Шев- ченково Конотопского района Сумской обл.,-31.3(13.4). 1902, Киев], украинский историк. В 1858 окончил Петерб. ун-т. Служил в суд. учреждениях на Украине. Был знаком с Т. Г. Шевченко и под его влиянием увлёкся просветительством. Однако в дальнейшем занял буржуазно- либеральные позиции. В работах "Малороссийские посполитые крестьяне (1648-1783)" (1866), "Очерки из быта Малороссии 18 в." (1871-73), "Очерки малороссийских фамилий" (1875-76), "Люди Старой Малороссии" (1882-88), "Описание старой Малороссии" (т. 1-3, 1888-1902) и др. подробно освещается история феод, землевладения и закрепощения крестьян на Левобережной Украине. Вопреки бурж.-националистич. теории о бесклассовости укр. народа, Л. доказал, что крепостное право на Украине было не только результатом царского законодательства, но и следствием внутреннего социально-экономич. развития страны. Опубликованный Л. архивный материал представляет значит, ценность в связи с тем, что многие подлинники не сохранились. В работах "Павел Полуботок" (1880), "Заметки о Мазепе" (1898) и др. Л. выступал и с прямой критикой бурж.-националистич. концепций истории Украины.

ЛАЗАРЕВСКИЙ ИНСТИТУТ ВОСТОЧНЫХ ЯЗЫКОВ, основан в Москве в 1815 как частное "Армянское Лазаревых училище" на средства богатой арм. семьи Лазарян (Лазаревых). В 1827 получило офиц. наименование ин-та и было передано в ведение Мин-ва нар. просвещения, однако до 1848 фактически являлось гимназией с преподаванием арм., перс., тур. и араб, языков. В 1848-71- лицей с преподаванием вост. языков в старших классах. Ин-т (помимо подготовки к ун-ту, а также учителей арм. школ) готовил чиновников и переводчиков с вост. языков. С этой целью пр-во ввело дополнит, казённые стипендии, была расширена учебная программа. По уставу 1872 ин-т фактически состоял из двух учебных заведений - гимназии и спец. классов с трёхлетним сроком обучения араб., перс., тур. языкам, а также истории, языкам и культуре Закавказья. При ин-те была типография; ин-т издавал "Эминовский этнографический сборник" (6 выпусков) и "Труды по востоковедению" (1899-1917). Декретом СНК РСФСР (1919) ин-т был преобразован в Армянский, затем в Переднеазиатский ин-т, в 1920 - Центр, ин-т живых вост. языков, в 1921 - Московский институт востоковедения. Лит.: Базиянц А. П., Лазаревский институт восточных языков, М., 1959 (библ.); его же, Лазаревский институт в истории отечественного востоковедения, М., 1973;

Лит.: hqbuiuijiuli П., 1шцшр]шЪ ?Ь- Uiuniul., Ь., 1969: А. П. Базиянц.

ЛАЗАРЕВСКОЕ, климатический курорт на Черноморском побережье Кавказа; входит в курортный район Сочи.

ЛАЗАРЕВЫ, Лазарян, дворянская семья, сыгравшая значит, роль в истории арм. освободит, движения 2-й пол. 18-1-й пол. 19 вв. и присоединении Вост. Армении к России. Родословная Л. в России начинается с Лазаря Назаровича Л., переехавшего в 1747 из Исфахана (Иран), где он и его предки занимали крупные гос. должности. Обладая огромным состоянием, Л., купив и построив мануфактуры в разных губерниях, занялись шёлковым и бумажным произ-вом. После получения прав потомственных росс, дворян (1774) Л. увеличили земельные владения, купив у Строгановых значит, часть их пермских имений, горных з-дов и соляных промыслов. Из сыновей Лазаря Л. наиболее выдающимся был старший - О в а- нес (Иван, 1735-1801), крупный гос. деятель, близкий к рус. двору, сыгравший видную роль в развитии и укреплении дружеств. отношений между арм. и рус. народами. Он содействовал поселению в России тысяч армян и основанию городов Григориополь и Новый Нахичевань. Второй сын Лазаря Л.- Е к и м, в 1815 осн. в Москве уч-ще для арм. и рус. юношей, впоследствии преобразованное в Лазаревский институт восточных языков. В 1871 скончался последний из мужского поколения рода Л.- Христофор Екимович (1789-1871), и фамилия Л. спец. указом была передана (1873) мужу дочери последнего - кн., Семёну Давидовичу Абамелек. Семён Семёнович Абамелек-Лазарев (1851- 1916) - придворный, миллионер, учёный, автор ряда работ по экономике России, истории горного дела. В 1882 при раскопках в Пальмире обнаружил пальмирскую надпись на греч. и арамейском яз., переданную затем Эрмитажу. С его смертью кончился род Л.

Лит.: Д и л о я н В., Из истории общественно-политической деятельности Лазаревых. (Вторая половина XVIII в.), Ер., 1966; Б а- з и я н ц А. П., Лазаревский институт восточных языков (Исторический очерк), М., 1959. А. П. Базиянц, Н. X. Хачатуров.

ЛАЗАРЕНКО, семья советских цирковых артистов, клоунов. Виталий Ефимович Л. [27.4(9.5).1890, пос. Александровск-Грушевский, ныне г. Шахты,-18.5.1939, Москва], клоун-сатирик и акробат-прыгун, засл. арт. РСФСР (1929). В 1898 поступил в цирк М. И. Кот- ликова, в 1911 дебютировал в Моск. цирке братьев Никитиных, где занял положение премьера как акробат- прыгун через препятствия (поставил рекорд, сделав сальто-мортале через 3 слонов) и ковёрный клоун (создал маску философствующего босяка). Творчество Л. достигло расцвета в сов. цирке. Он возглавлял фронтовые артистич. бригады (1919-21), с 1919 работал в гос. цирках. Л. стремился к публицистике (известность получили его монологи), плакатной выразительности, злободневности, называл себя народным шутом. Л. приветствовал утверждение нового общества, остро критиковал тех, кто мешал строительству социализма. В его репертуаре были агитки В. В. Маяковского, Н. А. Адуева, А. М. Арго и др. Снимался в кино: "Любовь и касторка", "Ночь, луна, он и она", "Морозко" (1924). Награждён орденом Трудового Красного Знамени. Виталий Витальевич Л. [5(18).3.1914, Москва,- 14.3.1948, там же], клоун-сатирик. Сын Виталия Ефимовича Л. В цирке работал с 1928. Был акробатом-прыгуном, велофигуристом, жонглёром. До 1939 выступал с отцом, затем самостоятельно. Развивал традиции публицистич. клоунады.

Лит.: Дмитриев Ю., Виталий Лаза- ренко, М.-Л., 1946. Ю. А. Дмитриев.

ЛАЗАРЕТ, лечебное учреждение при войсковых частях, предназначенное в СССР для стационарного лечения больных, не нуждающихся в специализированном лечении в госпитале. В нек-рых roc-вах Л.- леч. учреждения для специализированного стационарного лечения. Л. в ср. века называли убежище для больных проказой (в нек-рых странах она наз. болезнью св. Лазаря). В России Л. возникли в 18 в., термин употреблялся наряду с термином "госпиталь" для обозначения одних и тех же леч. учреждений; разграничение понятий произошло в 19 в.

ЛАЗАРОВ Иван (2.10.1890, Карлово,- 4.11.1952, София), болгарский скульптор, засл. худ. (1952), чл. Болг. АН (1941). Учился в Художеств.-индустриальном уч-ще в Софии (1907-12) и в АХ в Мюнхене (1917-19). Проф. (1919-52) и директор (1932-45, с перерывами) АХ в Софии. Произв. Л. (камень, терракота, дерево) посвящены трудовым людям Болгарии и отличаются правдивостью и человечностью, цельностью образов, тонким пониманием нац. нар. характера, обобщённостью объёма ("Опять на войну", терракота, 1915, "Беседующие крестьянки", искусств, камень, 1920-е гг., "Рабочий", андезит, 1937, "Мойщица", андезит, 1946-47, илл. см. т. 3, табл. XXIX, стр. 512-513,- все в Нац. художеств, гал., София).

С о ч.: Иван Лазарев за изкуството. Съст. Д. Лазарева, [София, 1967].

Лит.: Иванов Д., Иван Лазарев, София, 1934.

ЛАЗАРОВ Кирил Георгиев (р. 24.7.1895, Долна-Баня, Софийский округ), болгарский экономист, гос. и обществ, деятель, чл.-корр. Болг. АН (1958), Герой Социа- листич. Труда НРБ (1964). Чл. Болг. компартии с 1915, чл. её ЦК с 1953. В период 1-й мировой войны 1914-18 один из организаторов солдатских комитетов, в 1920-22 на парт, работе в Софии, участник Сентябрьского антифашистского восстания 1923. В 1924-45 находился в СССР, занимался науч. и парт, работой. В 1947-48 гл. директор ЦСУ Болгарии, мин. финансов (1949- 1962). Награждён 3 орденами Георгия Димитрова.

Соч.; Социалистическото натрупване през първата и втората петилетка в НРБ, София, 1957; Икономическо развитие на Народна Республика България, София, 1961.

ЛАЗАРСФЕЛЬД (Lazarsfeld) Пауль Феликс (р. 13.2.1901, Вена), американский социолог, один из ведущих специалистов в области методологии и применения матем. методов. Получил матем. образование в Вене; занимался эмпирич. исследованием положения молодых рабочих и безработных. С 1933 в США; организовал бюро прикладных социальных исследований при Колумбийском ун-те (1940); с 1966 засл. проф. социологии Колумбийского ун-та. Президент Амер. социологич. ассоциации (с 1960). Исходя из неопозитивистских установок, Л. считает кардинальным путём развития социологии заимствование методов естеств. наук, нередко подменяя содержательную социологич. теорию формальной методологией. Им разработаны ряд ценных исследоват. методов и матем. моделей анализа латентных (скрытых) структур, панельного анализа ("индекс Л."), теория двухступенчатой коммуникации и др. Л. руководил рядом крупных эмпирич. исследований, посвящённых проблемам массовой коммуникации и механизмам избират. борьбы в США. Выступает за сближение социологии с др. обществ, науками, отстаивая ложную концепцию "деидеологизации" социологии и превращения её в "естественную науку", "свободную от ценностей" (см. Сциен- тизм); сам Л. придерживается бурж.- либеральных политич. взглядов, за что подвергался нападкам в период маккартизма.

С о ч: Radio and the printed page, N. Y., [1940]; The people's choice, 3 ed., N. Y.-L., 1968 (совм. с В. Berelson, H. Gaudet); Radio listening in America, N. Y., 1948 (совм. с Р. Kendall); Studies in the scope and method of "The American Soldier", N. Y., 1950 (ed. with R. K. Merton); The anguage of social research, N. Y., 1969 (ed. with M. Rosenberg); Sociology, в кн.: Main trends of research in the social and human sciences, pt 1, P.- The Hague, 1970, p. 61 - 165; в рус. пер.- Методологические проблемы социологии, в кн.: Социология сегодня. Проблемы и перспективы, М., 1965; Логические и математические основания латентно-структурного анализа, в сб.: Математические методы в современной буржуазной социологии, М., 1966.

Лит.: Андреева Г. М., Современная буржуазная эмпирическая социология, М., 1965. И. С. Кон.

ЛАЗАРЬ, Лазар Хребелянович (Лазар Хребелаановиh) (ок. 1329- 15.6.1389), сербский князь в 1371-89. В нач. 70-х гг. владения Л. простирались от г. Ново-Брдо на Ю, до Белграда на С. Стремясь объединить Сербское гос-во, фактически распавшееся при короле У роше (1355-71), Л. в 1373 присоединил к своим владениям обл. Ужице и Рудника. В кон. 70-х гг. под властью Л. находились все сев. и центр, серб, земли. Боролся против угрозы тур.завоевания. В 1386 войска Л. нанесли поражение туркам в битве у Плоч- ника. Погиб в сражении на Косовом Поле.

ЛАЗАРЬ ПАРБЕЦИ, Лазар Парбеци (гг. рожд. и смерти неизв.), армянский историк 5 в. н. э. Его "История" в 3 книгах посвящена событиям в Армении после раздела 387, восстаниям арм. народа против иран. владычества под рук. Вардана Мамиконяна (450- 451) (см. Мамиконяны), Ваана Мамиконяна (481-484). Труд Л. П. проникнут сознанием единства политич. интересов Армении, Грузии и Албании Кавказской в борьбе против Ирана. Сохранилось послание Л. П. Ваану Мамиконяну.

ЛАЗАЮЩИЕ СУМЧАТЫЕ (Phalangeridae), семейство млекопитающих отряда сумчатых. Длина тела 12-120 см, хвост обычно длинный, нередко цепкий; у нек-рых имеется летательная перепонка. Мех густой и мягкий. Распространены в Австралии, на о-вах Тасмания, Н. Гвинея, на нек-рых островах Малайского архипелага, архипелага Бисмарка, Соломоновых о-вах. Населяют лесные области. Гл. обр. древесные животные, поселяются в дуплах и птичьих гнёздах. Кузу иногда живут в безлесных областях в норах, нек-рые Л. с.- среди скал. Большинство Л. с. растительноядны, нек-рые насекомоядны, др. всеядны. Активны в сумерках и ночью. 17 родов (ок. 40 видов): сумчатые мыши, сумчатые белки, сумчатые летяги, сумчатые сони, поссумы, кузу, кускусы, коала и др. Нек-рые виды дают ценный мех. Ряд видов на грани уничтожения.

ЛАЗДИНУ ПЕЛЕДА, общий псевдоним двух литовских писательниц-сестёр - Софии Иванаускайте-Пшибиляускене [4(16).9.1867, Парагяй, ныне Акмянского р-на Литов. ССР,- 15.3.1926, там же] и Марии Иванаускайте-Ластаускене [3(15). 5.1872, Шяуляй,-19.7.1957, Каунас]. Основная тематика их творчества, принадлежащего к критич. реализму,- противоречия между крестьянами и помещиками, экономич. и моральная деградация дворянства, новые процессы в литов. деревне в период развития капитализма .судьба женщины. Наиболее значит, произв.: повести "Скиталец" (1902), "Исчезло, как сон" (1908), "Новая тропа" (1912), "Пан Драмблявичюс" (1921); рассказы "У самого поместья" (1907), ".Матушка позвала" (1908), "Первая служба" (1922) и др.

Соч.: Rastai, t. 1-7, Vilnius, 1954-1955; в рус. пер.- Исчезло, как сон, М., I960.

Лит.: Lietuvin literatures istorija, t. 2, Vilnius, 1958.

ЛАЗДИЯЙ, город, центр Лаздийского р-на Литов. ССР. Расположен на Ю. республики, в 15 км к Ю. от ж.-д. ст. Шештокай. Лесопильный и маслодельный з-ды. Осн. в 1587.

ЛАЗЕНКИ (Lazienki), дворцово-парковый ансамбль в Варшаве, памятник раннего классицизма. Бывшая королевская резиденция; ныне - музей. Отличается строгими (несмотря на черты барокко) формами и камерными масштабами архитектуры. Королевский дворец (вначале купальня кн. Любомирских, 1683-90, арх. Т. Гамерский; перестроена в 1784- 1795, арх. Д. Мерлини, интерьеры - он же и Я. Камзетцер). В пейзажном парке: "Белый домик" (1774-77), дворец "Мысьлевице" (1775-79; оба - арх. Д. Мерлини, автор росписей Я. Б. Плерш), павильоны, колоннады, скульптура А. Лебрена и Я. Мональди, пам. Ф. Шопену (бронза, камень, 1907-26, скульптор В. Шимановский). Ансамбль был разрушен нацистами в 1945, восстановит, работы закончены в 1964. Вблизи Л.- Бельведерский дворец (1818-22, арх. Я. Кубицкий; илл. см. т. 13, стр. 548).

Лит.: Tatarkiew icz W., Lazienki warszawskie, Warsz., 1957.

Лазенки. Королевский дворец. 1784- 1795. Архитектор Д. Мерлини. Северный фасад.

ЛАЗЕР, источник электромагнитного излучения видимого, инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов, основанный на вынужденном излучении атомов и молекул. Слово "лазер" составлено из начальных букв (аббревиатура) слов англ, фразы "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation", что означает "усиление света в результате вынужденного излучения". В сов. лит-ре употребляется также термин "оптический квантовый генератор" (ОКГ). Создание Л. (1960) и несколько ранее мазеров (1955) послужило основой развития нового направления в физике и технике, наз. квантовой электроникой. В 1964 сов. физикам Н. Г. Басову, А. М. Прохорову и амер. физику Ч. Таунсу за работы в области квантовой электроники присуждена Нобелевская пр. по физике.

Лазер - источник света. По сравнению с др. источниками света Л. обладает рядом уникальных свойств, связанных с когерентностью и высокой направленностью его излучения. Излучение "нелазерных" источников света не имеет этих особенностей. Мощность, излучаемая нагретым телом, определяется его температурой Т. Наибольшее возможное значение потока излучения, достигаемое для абсолютно чёрного тела, W = 5,7 • 10-12 • Т4 вт/см2. Мощность излучения быстро растёт с увеличением Т и для высоких Т достигает весьма больших величин. Так, каждый 1 см2 поверхности Солнца (Т=5800 К) излучает мощность W = =6.4Х103 вт. Однако излучение теплового источника распространяется по всем направлениям от источника, т. е. заполняет телесный угол 2 я рад. Формирование направленного пучка от такого источника, осуществляемое с помощью системы диафрагм или оптич. систем, состоящих из линз и зеркал, всегда сопровождается потерей энергии. Никакая оптич. система не позволяет получить на поверхности освещаемого объекта мощность излучения большую, чем в самом источнике света. Излучение теплового источника, кроме того, немонохроматично, оно заполняет широкий интервал длин волн (рис. 1).

Рис. 1. 1 - спектр излучения абсолютно чёрного тела при температуре Т=104К; h - длина волны, v - частота колебаний. I - мощность излучения; 2 - спектральные линии газоразрядного источника света низкого давления при температуре возбуждения атомов или молекул T=104К.

Напр., спектр излучения Солнца захватывает ультрафиолетовый, видимый и инфракрасный диапазоны длин волн. Для повышения монохроматичности излучения применяют монохроматоры, позволяющие выделить из сплошного спектра сравнительно узкую область, или используют газоразрядные источники света низкого давления, дающие дискретные атомные или молекулярные узкие спектральные линии. Интенсивность излучения в спектральных линиях, однако, не может превышать интенсивности излучения абсолютно чёрного тела, температура которого равна температуре возбуждения атомов и молекул (рис. 1). Т. о., в обоих случаях монохроматизация излучения достигается ценой громадных потерь энергии. Чем уже спектральная линия, тем меньше излучаемая энергия.

Иная картина имеет место в радиодиапазоне. Источники радиоволн способны формировать направленное и моно- хроматич. излучение большой мощности (см. Излучение и приём радиоволн). Различие между источниками радиоволн и долазерными источниками света носит принципиальный характер. Антенны - излучатели радиоволн, питаемые от общего генератора электрич. колебаний, можно возбудить когерентно. Элементарными излучателями световых волн являются атомы и молекулы. Излучение любого источника света представляет собой суммарный эффект излучения громадной совокупности атомов и молекул, причём все они излучают совершенно независимо друг от друга - некогерентно. Некогерентность излучения атомов связана с независимостью, случайностью элементарных актов возбуждения атомов и их хаотич. распределением в пространстве. Осн. причиной возбуждения атомов в нагретых телах и в газовом разряде являются столкновения. Моменты столкновений случайным образом распределены во времени, что и приводит к хаотич. распределению фаз волн, излучаемых отдельными атомами, т. е. к некогерентности их излучения.

Задача создания источника когерентного света была решена лишь с появлением Л., в к-ром используется принципиально иной метод высвечивания возбуждённых атомов, позволяющий, несмотря на некогерентный характер возбуждения отдельных атомов, получать когерентные пучки света с очень малой расходимостью. Если интенсивность излучения Л. сравнить с интенсивностью излучения абсолютно чёрного тела в том же спектральном и угловом интервалах, то получаются фантастически большие темп-ры, в миллиарды и более раз превышающие реально достижимые темп-ры тепловых источников света. Кроме того, малая расходимость излучения позволяет с помощью обычных оптич. систем концентрировать световую энергию в ничтожно малых объёмах, создавая громадные плотности энергии. Когерентность и направленность излучения открывают принципиально новые возможности использования световых пучков там, где нелазерные источники света неприменимы.

Принцип работы лазера. Возбуждённый атом может самопроизвольно (спонтанно) перейти на один из нижележащих уровней энергии, излучив при этом квант света (см. Атом). Световые волны, излучаемые нагретыми телами, формируются именно в результате таких спонтанных переходов атомов и молекул. Спонтанное излучение различных атомов некогерентно. Однако, помимо спонтанного испускания, существуют излучатель- ные акты др. рода. При распространении в среде световой волны с частотой V, соответствующей разности к.-л. двух энергетич. уровней Е1, Е2 атомов или молекул среды (hv = Е2-Е1, где Н - Планка постоянная), к спонтанному испусканию частиц добавляются др. радиационные процессы. Атомы, находящиеся на нижнем энергетич. уровне Е1, в результате поглощения квантов света с энергией hv переходят на уровень Е2 (рис. 2, а). Число таких переходов пропорционально р (v) N1, где р (v) - спектральная плотность излучения в эрг/см3, N1 - концентрация атомов, находящихся на уровне Е1. (населённость уровня). Атомы, находящиеся на верхнем энергетич. уровне Е2, под действием квантов hv вынужденно переходят на уровень Е1 (рис. 2, 6). Число таких переходов пропорционально Р (v) N2, где NI - концентрация атомов на уровне Е2 - В результате переходов Е1 - Е2 волна теряет энергию, ослабляется. В результате же переходов Е2 - Е1 световая волна усиливается. Результирующее изменение энергии световой волны определяется разностью (N2- N1). В условиях термодинамического равновесия населённость нижнего уровня Ni всегда больше населённости верхнего N2 Поэтому волна теряет больше энергии, чем приобретает, т. е. имеет место поглощение света. Однако в некоторых специальных случаях оказывается возможным создать такие условия, когда возникает инверсия населённостей уровней Е1 и Е2, при которой N2 > N1. При этом вынужденные переходы Е2 - Е1 преобладают и поставляют в световую волну больше энергии, чем теряется в результате переходов E1 - E2. Световая волна в этом случае не ослабляется, а усиливается.

Рис. 2. а -квантовые переходы, соответствующие поглощению волны; б-переходы, соответствующие вынужденному излучению.

Излучаемые атомами в результате вынужденных переходов E2 -E1 волны по частоте v, направлению распространения, поляризации и фазе тождественны первичной волне и, следовательно, когерентны друг другу независимо от того, каким образом происходило возбуждение атомов на уровень E2. Именно когерентность вынужденного излучения приводит к усилению световой волны в среде с инверсией населённостей, а не просто к дополнительному излучению новых волн. Среду с инверсией населённостей к.-л. пары уровней E1, E2, способную усиливать излучение частоты v= (E2 - E1)/h, обычно наз. активной.

Рис. 3. Усиление световой волны атомами активной среды.

Спонтанное излучение одного из возбуждённых атомов активной среды (т.е. атома, находящегося на уровне Е2), прежде чем оно выйдет из объёма V, может вызвать вынужденные переходы др. возбуждённых атомов и вследствие этого усилится (рис. 3). Существенно, что усиление зависит от пути, проходимого волной в среде, т. е. от направления. Если поместить активную среду в простейший оптич. резонатор, т. е. между двумя параллельными полупрозрачными зеркалами, находящимися на определённом расстоянии друг от друга, как в интерферометре Фабри - Перо (рис. 4), то в наиболее благоприятные условия попадает волна, распространяющаяся вдоль оси интерферометра. Усиливаясь, она достигнет зеркала, отразится от него и пойдёт в обратном направлении, продолжая усиливаться, затем отразится от второго зеркала и т. д. При каждом "проходе" интенсивность волны увеличивается в ekL раз, где k - коэфф. усиления в см-1, L - длина пути волны в активной среде. Если усиление на длине L больше потерь, испытываемых волной при отражении, то с каждым проходом волна будет усиливаться всё больше и больше, пока плотность энергии р (v) в волне не достигнет нек-рого предельного значения. Рост р (v) прекращается, когда выделяемая в результате вынужденных переходов энергия, пропорциональная р (v), не может компенсироваться энергией, затрачиваемой на возбуждение атомов. В результате между зеркалами устанавливается стоячая волна, а сквозь полупрозрачные зеркала выходит наружу поток когерентного излучения.

Рис. 4. Активная среда в интерферометре Фабри - Перо.

Интерферометр Фабри - Перо, заполненный активной средой с достаточно большим коэфф. усиления, представляет собой простейший Л. В Л. используются оптич. резонаторы и др. типов - с плоскими зеркалами, сферическими, комбинациями плоских и сферических и др. (см. Открытый резонатор). В оптич. резонаторах, обеспечивающих обратную связь в Л., могут возбуждаться только нек-рые определённые типы колебаний электромагнитного поля, наз. собственными колебаниями или модами резонатора. Моды характеризуются частотой и формой, т. е. пространственным распределением колебаний. В резонаторе с плоскими зеркалами (рис. 4) преим. возбуждаются типы колебаний, соответствующие плоским волнам, распространяющимся вдоль оси резонатора. Такой резонатор позволяет получать излучение высокой направленности. Телесный угол
1402-16.jpg
в к-ром сосредоточен поток излучения, может быть сделан
1402-17.jpg
где D - диаметр зеркал. Для 1402-18.jpgмкл" и D = 1 см величина
1402-19.jpg
(для тепловых источников1402-20.jpg

Оптич. резонатор накладывает ограничения на спектральный состав излучения. При заданной длине резонатора L в нём возбуждаются волны с частотами где с - скорость света, n - целое
1402-21.jpg
число. В результате спектр излучения Л., как правило, представляет собой набор узких спектральных линий, интервалы между которыми одинаковы и равны C/2L. Число линий (компонент) при заданной длине L зависит от свойств активной среды, т. е. от спектра спонтанного излучения на используемом квантовом переходе и может достигать неск. десятков и сотен (рис. 5). При определённых условиях оказывается возможным выделить одну спектральную компоненту, т. е. осуществить одномодовый режим генерации. Спектральная ширина каждой из компонент 1402-22.jpg определяется потерями энергии в резонаторе и, в первую очередь, пропусканием и поглощением света зеркалами. Так как величина 1402-23.jpg может быть сделана во много раз меньше ширины спектральных линий спонтанного излучения атомов, то излучение Л. в одномодовом режиме характеризуется высокой монохроматичностью.

Рис. 5. Моды оптического резонатора.

Существующие Л. различаются: 1) способом создания в среде инверсии насе- лённостей, или, как говорят, способом накачки (оптич. накачка, возбуждение электронным ударом, химич. накачка и т. п.; см. ниже); 2) рабочей средой (твёрдые диэлектрики, полупроводники, газы, жидкости); 3) конструкцией резонатора; 4) режимом работы (импульсный, непрерывный). Все эти различия определяются потребностями применений, предъявляющих часто совершенно различные требования к характеристикам Л.

Методы создания инверсии населённости. Для создания активной среды необходимо избирательное возбуждение атомов, обеспечивающее преимущественное заселение одного или неск. уровней энергии. Одним из наиболее простых и эффективных методов является метод оптич. накачки, к-рый был использован в первом Л. на рубине. Рубин представляет собой кристалл окиси алюминия А12О3 с примесью (~0,05%) ионов Сг3+, замещающих атомы А1 (см. Рубин). Уровни энергии иона Сr3+ в рубине показаны на рис. 6. Поглощение света, соответствующего синей и зелёной областям спектра, переводит ионы Сг3+ с осн. уровня E1 на возбуждённые уровни, образующие две широкие полосы 1 и 2. Затем за сравнительно малое время (~10~8 сек) осуществляется безызлучательный переход этих ионов на уровни E2 и E'2. Избыток энергии при этом передаётся колебаниям кристаллической решётки. Время жизни ионов Сr3+ на уровнях E2 и E'2 составляет 10-3 сек. Только по истечении этого времени ионы снова возвращаются на осн. уровень А. Переходам E2 - E1 и E'2 - E1 соответствует излучение в красной области спектра. Если освещать кристалл рубина светом источника, обладающего достаточно большой интенсивностью в синей и зелёной областях спектра (полосы накачки), то происходит накопление ионов Сr3+ на уровнях E2 и E'2 и возникает инверсия населённостей этих уровней по отношению к осн. уровню E1. Это позволило создать Л., работающий на переходах E2 -E1 и E'2 - E1, генерирующий свет с длиной волны h < 0,7 мкм. Для создания инверсии населённостей уровней E2, E'2 относительно E1 необходимо перевести больше половины ионов Сг3+ на уровни E2, E'2 за время, не превышающее 10-3 сек. Это предъявляет большие требования к мощности источника накачки. В качестве таких источников используются импульсные ксеноновые лампы. Длительность импульса накачки обычно ~ 10-3 сек. За это время в каждом см3 кристалла поглощается энергия в неск. дж.

Рис. 6. Структура уровней энергии кристалла рубина, Е1, Е2 - уровни иона Сг3+.

Метод оптич. накачки обладает неск. преимуществами. Во-первых, он применим для возбуждения сред с большой концентрацией частиц (твёрдые тела, жидкости). Во-вторых, этот метод возбуждения весьма селективен. Так, в рубине в основном поглощается только та часть спектра излучения ламп накачки, к-рая ответственна за возбуждение ионов Сг3+. Всё остальное излучение попадает в область прозрачности и поглощается относительно слабо. Поэтому отношение полной энергии, вложенной в единицу объёма рабочего вещества, к полезной энергии, затраченной на создание инверсной населённостей уровней, в основном определяется особенностями используемой системы уровней. Все остальные потери энергии сведены к минимуму. В рубине теряется лишь та часть энергии, к-рая идёт на возбуждение собственных колебаний кристаллич. решётки в результате безызлучательных переходов (рис. 6, волнистые стрелки). Уменьшение паразитных потерь энергии существенно для уменьшения тепловых нагрузок вещества. Удельная энергия импульса генерации в твердотельных Л. достигает неск. дж от каждого см3 вещества. Примерно столько же энергии остаётся в рабочем веществе. Для одноатомного газа при атм. давлении энергия в 1 дж соответствует темп-ре 10 000 К. Для твёрдого тела, вследствие его большой теплоёмкости, выделение энергии ~ 1 дж/см3 даёт нагрев на десятки градусов. Недостатком метода оптич. накачки является малый кпд. Отношение энергии импульса Л. к электрич. энергии питания лампы- накачки в лучшем случае не превышает неск. % из-за неполного использования спектра ламп накачки (~15%) и вследствие потерь на преобразование электрич. энергии в световую в самих лампах.

Большое распространение получил метод создания активной среды непосредственно в электрич. разряде в различных газах. Возможности получения с помощью этого метода импульсов генерации большой энергии ограничиваются в основном малой плотностью рабочей среды; инверсию населённостей легче получить в сравнительно разреженных газах. Однако этот метод позволяет использовать в качестве активной среды Л. самые различные атомные и молекулярные газы и их смеси, а также различные типы электрич. разрядов в газах. В результате оказалось возможным создать Л., работающие в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях спектра. Кроме того, возбуждение в электрич. разряде позволяет реализовать непрерывный режим работы Л. с большим кпд преобразования электрич. энергии в энергию излучения Л. (см. Газовый лазер).

В наиболее мощном газоразрядном Л. непрерывного действия на смеси молекулярных газов СО2 и N2 (с добавлением ряда др. компонент) механизм образования инверсии населённостей состоит в следующем: электроны газоразрядной плазмы, ускоряемые электрич. полем, при столкновениях возбуждают колебания молекул N2. Затем в результате столкновений возбуждённых молекул N2 с молекулами СО2 происходит заселение одного из колебательных уровней СО2, что и обеспечивает возникновение инверсии населённостей. Все стадии этого процесса оказываются очень эффективными, и кпд достигает 20-30% .

В дальнейшем оказалось возможным создать газодинамический лазер на смеси СО2 и N2, в к-ром газовая смесь нагревается до темп-ры Т ~ 2000 К, формируется сверхзвуковой поток, к-рый, выходя из сопла, расширяется и тем самым быстро охлаждается. В результате быстрого охлаждения возникает инверсия населённостей рабочих уровней СО2 (см. Газодинамический лазер). Кпд преобразования тепловой энергии в излучение газодинамич. Л. невелик (~1%). Тем не менее газодинамич. Л. весьма перспективны, т. к., во-первых, в этом случае облегчается задача создания крупногабаритных Л. большой мощности и, во-вторых, при использовании тепловых источников энергии вопрос о кпд Л. стоит менее остро, чем в случае электроразрядных Л. При сжигании 1 г топлива (напр., керосина) выделяется энергия порядка десятка тыс. дж, в то время как электрич. энергия, запасавмая в конденсаторах, питающих лампы вспышки,-порядка 0,1 дж на 1 см3 объёма конденсатора.

Т. к. химич. связи молекул являются исключительно энергоёмким накопителем энергии, то перспективно непосредственное использование энергии химич. связей для возбуждения частиц, т. е. создание активной среды Л. в результате химич. реакций. Примером химич. накачки является реакция водорода или дейтерия с фтором. Если в смеси Н2 и F2 к.-л. образом диссоциировать небольшое кол-во молекул F2, то возникает цепная реакция F+H2->HF + H, H + F2->HF+F и т. д. Молекулы HF, образующиеся в результате этой реакции, находятся в возбуждённом состоянии, причём для ряда квантовых переходов выполняются условия инверсии населённостей. Если к исходной смеси добавить СО2, то, кроме Л. на переходах HF (X ~ 3 мкм), удаётся также создать Л. на переходах СО2 (X = 10,6 мкм). Здесь колебательно возбуждённые молекулы HF играют ту же роль, что и молекулы N2 в газоразрядных лазерах на СО2. Более эффективной в этом случае оказывается смесь D2, F2 и СО2. В этой смеси коэфф. преобразования химич. энергии в энергию когерентного излучения может достигать 15%. Химич. Л. могут работать как в импульсном, так и в непрерывном режимах; разработаны различные варианты химич. Л., в т. ч. сходные с газодинамическими Л.

В полупроводниках активную среду оказалось возможным создавать различными способами: 1) инжекцией носителей тока через электронно-дырочный переход', 2) возбуждением электронным ударом; 3) оптическим возбуждением (см. Полупроводниковый лазер).

Твердотельные лазеры. Существует большое кол-во твердотельных Л., как импульсных, так и непрерывных. Наибольшее распространение среди импульсных получили Л. на рубине (см. выше) и неодимовом стекле (стекле с примесью Nd). Неодимовый Л. работает на длине волны X, = 1,06 мкм. Оказалось возможным изготовлять сравнительно большие и достаточно оптически однородные стержни длиной до 100 см и диаметром 4- 5 см. Один такой стержень способен дать импульс генерации с энергией 1000дж за время ~ 10~3 сек.

Л. на рубине, наряду с Л. на неодимовом стекле, являются наиболее мощными импульсными Л. Полная энергия импульса генерации достигает сотен дж при длительности импульса 10~3 сек. Оказалось также возможным реализовать режим генерации импульсов с большой частотой повторения (до неск. кгц).

Рис. 7. Типичная схема уровней активной среды твердотельного лазера непрерывного действия.

Примером твердотельных Л. непрерывного действия являются Л. на флюорите кальция CaF2 с примесью диспрозия Dy и Л. на иттриево-алюминиевом гранате Y3Al5Oi2 с примесями различных редкоземельных атомов. Большинство таких Л. работает в области длин волн X от 1 до 3 мкм. Возможность реализации непрерывного режима в этих Л. обычно связана с тем, что нижним уровнем рабочего перехода является не осн. уровень Е1, а возбуждённый уровень Е2 (рис. 7). Если уровень Е2 достаточно далеко отстоит по энергии от осн. уровня Е1 (по сравнению с к Т, где к - Больцмана постоянная, Т - темп-pa) и характеризуется достаточно малым временем жизни, то инверсия населённостей для уровней Е2, Е3 может быть создана с помощью сравнительно маломощных источников оптич. накачки. У нек-рых из таких Л. генерация осуществлена при накачке солнечным светом. Типичное значение мощности генерации твердотельных Л. в непрерывном режиме ~ 1 вт или долей вт, для Л. на иттриево-алюминиевом гранате~ десятков вт. Если не принимать спец. мер, то спектр генерации твердотельных Л. сравнительно широк, т. к. обычно реализуется многомодовой режим генерации. Однако введением в оптич. резонатор селектирующих элементов удаётся получать и одномодовую генерацию. Как правило, это связано со значительным уменьшением генерируемой мощности.

Трудности выращивания больших монокристаллов или варки больших образцов однородного и прозрачного стекла привели к созданию жидкостных Л., в к-рых примеси атомов редкоземельных элементов вводятся не в кристаллы, а в жидкость. Однако жидкостные Л. имеют недостатки и поэтому применяются не столь широко, как твердотельные Л. (см. Жидкостный лазер).

Генерация коротких и сверхкоротких импульсов. Если для накачки твердотельного Л. используется лампа-вспышка с длительностью импульса Тн ~10-3сек, то импульс генерации длится примерно такое же время. Небольшое запаздывание начала генерации по сравнению с лампой- вспышкой обусловлено тем, что для развития генерации необходимо превысить нек-рое пороговое значение инверсии населённостей, после чего усиление за один проход рабочего объёма начинает превышать суммарные потери энергии за счёт отражения луча от зеркал резонатора, паразитного поглощения и рассеяния света. При достаточно больших мощностях накачки порог генерации достигается за время Т<Тн Такой режим работы Л., когда длительность лазерного импульса наз. режимом свободной генерации. Для ряда применений важно сократить длительность импульса Тл, т. к. при заданной энергии импульса пиковая мощность Л. возрастает с уменьшением его длительности. С этой целью разработан метод модулированной добротности (модулируется добротность резонатора), состоящий в следующем: предварительно производят оптич. накачку, искусственно препятствуя возникновению генерации. Это осуществляют, напр., помещая внутри резонатора оптич. затвор. При закрытом затворе генерация невозможна, и энергия накапливается в резонаторе в виде нарастающего количества возбуждённых атомов. Если затем быстро открыть затвор, то вся запасённая энергия возбуждения, или большая её часть высвечивается в виде короткого светового импульса. Длительность такого лазерного импульса Тл определяется или скоростью открывания затвора или, если эта скорость достаточно велика, временем установления электромагнитного поля в резонаторе.

Применяются различные типы оптич. затворов: механически вращающиеся зеркала и призмы, Керра ячейки (см. Керра эффект) и Поккельса (см. Поккельса эффект), управляемые электрич. сигналом, и т. п. С помощью оптич. затворов обычно получают импульсы длительностью Тл ~ 10-7 - 10-8 сек. Полная энергия импульса в режиме модулированной добротности оказывается меньшей, нежели в режиме свободной генерации. Тем не менее, выигрыш в мощности за счёт уменьшения Тл достигает неск. порядков.

Новые возможности сокращения длительности импульса Л. открыло применение в качестве затворов просветляющихся фильтров. Таким фильтром обычно служит слабый раствор красителя, причём концентрация поглощающей компоненты подбирается таким образом, чтобы при достаточно большой интенсивности света достигалось насыщение (см. Насыщения эффект), при этом раствор становится прозрачным (просветляется). Введение в резонатор такого фильтра повышает порог генерации: при включении накачки в рабочем объёме начинают накапливаться возбуждённые частицы; растёт также и интенсивность их спонтанного излучения. Пока эта интенсивность (с учётом усиления за один проход рабочего объёма) меньше просветляющей, поглощение в фильтре препятствует развитию генерации. Но как только достигается уровень просветления, затвор автоматически выключается, и уже ничто не препятствует развитию генерации. Применение просветляющихся фильтров позволило получить гигантские импульсы света длительностью до 10-9 сек, с энергией ~ десятков дж, что соответствует мощности ~ 1010 вт.

Если обеспечивается одномодовой режим генерации, то наблюдается единый, не имеющий структуры гигантский импульс. В остальных случаях гигантские импульсы имеют сложную структуру. Напр., для неодимового Л. они представляют собой последовательность значительно более коротких импульсов длительностями ~ 10-11 -10-12 сек. Происхождение этой структуры объясняется след, образом: спонтанное излучение атомов Nd в стекле характеризуется довольно широким спектром Ду ~ 1012 гц (ДА. ~ 100 А), т. е. представляет собой сумму большого числа монохроматич. колебаний с частотами в интервале Av и произвольными фазами. Поэтому интенсивность излучения изменяется во времени случайным образом (рис. 8), причём характерный временной масштаб всей этой картины, т. е. длительность типичных всплесков интенсивности, имеет порядок величины 1/2ПV. Оказалось, что с помощью введения в резонатор нелинейного элемента, каким является просветляющийся фильтр, можно сфа- зировать моды лазера. В идеальном случае, когда сфазированы все моды, излучение лазера приобретает вид регулярной последовательности импульсов с длительностью 1/2ПV. Интервалы между импульсами определяются длиной резонатора, т. е. равны периоду 2L/C. Подобный метод получения сверхкоротких и исключительно мощных импульсов получил название метода самосинхронизации мод. Практически сфазировать все моды лазера довольно трудно. Чаще всего удаётся сфазировать лишь часть из них. При этом картина формирования сверхкоротких импульсов усложняется. Реальный процесс формирования сверхкоротких импульсов с помощью просветляющегося фильтра протекает примерно следующим образом: на начальной стадии развития генерации излучение представляет собой случайный процесс. Если просветляющая интенсивность соответствует горизонтальной прямой (рис. 8), то фильтр будет выключаться теми пучками, интенсивность к-рых больше просветляющей. После прохождения каждого из таких пучков фильтр снова начинает поглощать. Естественно, что генерация может развиваться таким образом лишь в случае достаточно малой инерционности фильтра. Иначе после каждого сильного пика фильтр пропустит ещё неск. последующих более слабых пиков.

Рис. 8. Интенсивность спонтанного излучения активной среды неодимового лазера как функция времени. Горизонтальная прямая задаёт интенсивность, просветляющую фильтр.

Просветляющийся фильтр можно подобрать так, что он будет выключаться только самыми сильными всплесками интенсивности. Это позволяет, используя нек-рые дополнит, устройства, выделять отдельные сверхкороткие импульсы генерации (рис. 9). Энергия каждого из таких импульсов, как правило, невелика, однако её можно значительно увеличить, если усилить первоначальный импульс с помощью второго Л. или нескольких Л., работающих в режиме усиления и отличающихся от Л. в режиме генерации отсутствием зеркал или к.-л. др. отражающих элементов, образующих резонатор. Все возможные причины отражений устраняются выбором соответствующей конструкции. Техника формирования сверхкоротких импульсов и их последующее усиление позволяют получить импульсы генерации длительностью ~ 10"11-10~12 сек и пиковой мощностью ~ 1012-1013 вт.

Рис. 9.

Можно ожидать от Л. на неодимовом стекле дальнейшего сокращения импульсов, по крайней мере в неск. раз. Однако измерение длительности столь малых временных интервалов затруднительно. Мощность ограничивается прочностью самих лазерных материалов и достигает 1012- 1013 вт. Это значительно превышает мощности крупнейших совр. электростанций. Развитие методов формирования коротких и сверхкоротких импульсов открыло новый класс оптич. явлений, таких, как самофокусировка света, вынужденное рассеяние света, параметрическое преобразование частоты света, смешение частот и т. п. Все эти явления и их применения составляют содержание нелинейной оптики.

Газовые лазеры. Основным достоинством газов как активной среды Л. является высокая оптич. однородность. Поэтому для тех науч. и технич. применений, для к-рых прежде всего необходимы максимально высокая направленность и монохроматичность излучения, газовые Л. представляют наибольший интерес. Вслед за первым газовым Л. на смеси гелия и неона (1960) было создано большое количество разнообразных газовых Л., в к-рых используются квантовые переходы нейтральных атомов, молекул и ионов, имеющих частоты в диапазоне от ультрафиолетовой до далёкой инфракрасной частей спектра. Так, Л. на водороде работает на длине волны \ =0,17 мкм, Л. на ионах Ne3+ и Ne2+ работают на длине волны X = 0,2358 мкм и h = 0,3324 мкм, а Л. на молекулах воды Н2О - на длинах волн X = = 27,9 мкм и h = 118,6 мкм.

Среди Л. непрерывного действия видимой и ближней инфракрасной областей спектра наибольшее распространение получил гелий-неоновый Л. Этот Л. представляет собой заключённую в оптич. резонатор газоразрядную трубку, заполненную смесью Не и Ne. Он генерирует излучение с X = 0,6328 мкм, т. е. в красной области спектра. Типичные размеры трубки: длина неск. десятков см или 1- 2 м; диаметр неск. мм. Мощность генерации обычно составляет десятки мет. Гелий-неоновый Л. может работать также на целом ряде переходов в ближней инфракрасной области, напр, на длинах волн X = 1,152 мкм и X = 3,39 мкм. В Л. сравнительно просто реализуется предельно малая, т. е. дифракционная расходимость светового пучка.

Наиболее мощным Л. непрерывного действия в видимой области спектра является аргоновый Л. В нём используется электрич. разряд в Аг с большой плотностью тока (до неск. тысяч а/см2). Он работает на квантовых переходах иона Аг в синей и зелёной областях спектра: \ = 0,4880 мкм и X = 0,5145 мкм. Мощность генерации составляет десятки вт. Конструктивно аргоновый Л. значительно сложнее гелий-неонового (необходимы охлаждение и циркуляция газа). Наиболее мощным газовым Л. является Л. на СО2 (X. = 1,06 мкм). При непрерывном режиме работы СО2-Л. достигается мощность в десятки кет.

Создано также большое число импульсных газовых Л., работающих, как правило, в переходном режиме формирования разряда. Нек-рые из них в режиме коротких импульсов (длительностью ~ 10~9 сек) дают сравнительно высокие пиковые мощности ~ 10 кет. СО2-Л. также может работать в импульсном режиме, обеспечивая мощность 10'° вт.

Газовые Л. способны обеспечить значительно более высокую монохроматичность излучения, нежели Л. всех др. типов. Однако на пути повышения монохроматичности и стабильности частоты излучения Л. возникает целый ряд трудностей как технического, так и принципиального характера. Различные помехи, приводящие к "качанию" частоты Л., можно разделить на два класса: технические, влияющие на собственные частоты резонатора, и физические, сказывающиеся на частоте рабочего перехода. К первым можно отнести дрожание зеркал резонатора, изменение его длины вследствие теплового расширения и т. п. Ко вторым относятся влияние внешних электрических и магнитных полей, флуктуации свойств активной среды и мощности накачки. Для уменьшения роли большинства из этих факторов имеются соответствующие методы защиты. Напр., разрабатываются спец. методы автоматической подстройки резонаторов, использующие магнитострик- ционные явления (см. Магнитострик- ция), пьезоэффект (см. Пьезоэлектричество) и т. п. В основе этих методов лежит следящая система, к-рая фиксирует изменение параметров резонаторов и обеспечивает соответствующую компенсацию. Наиболее важным фактором, лимитирующим стабильность частоты Л., являются флуктуации давления в рабочем объёме. Форма спектральной линии в газе зависит от давления, т. к. столкновения атомов и молекул в газе приводят к уширению и сдвигу спектральных линий, пропорциональным давлению. Флуктуации давления приводят к флук- туациям частоты рабочего квантового перехода. Поэтому активный газ должен находиться при возможно более низком давлении. С другой стороны, понижение давления приводит к уменьшению коэфф. усиления среды. Это противоречие частично удаётся разрешить методом стабилизации частоты излучения Л. с помощью поглощающей ячей- к и, помещаемой в резонатор. В поглощающей ячейке находится газ, имеющий спектральную линию поглощения, перекрывающую линию, соответствующую рабочему переходу активной среды. Напр., у гелий-неонового Л. для линии \ = 3,39 мкм таким газом является метан СН4. Оказалось возможным стабилизировать частоту излучения Л. по частоте линии поглощения метана, причём в условиях, когда давление поглощающего газа значительно меньше активного. С помощью поглощающей ячейки достигнута относительная стабильность частоты излучения (см. также Газовый лазер).

Полупроводниковые лазеры. Среди Л. видимого и инфракрасного диапазонов полупроводниковые Л. занимают особое положение по ряду своих характеристик. В полупроводниках удаётся получить очень большие коэфф. усиления ~ 102- 103 см ~', поэтому размеры полупроводникового Л. могут быть сделаны очень малыми - порядка долей мм. Л. на полупроводниках GaAs, CdS, InAs, InSb, ZnS и др. позволяют почти полностью перекрыть видимый и ближний инфракрасный диапазоны. Полупроводниковые инжекционные лазеры характеризуются очень высоким кпд преобразования электрич. энергии в когерентное излучение (близким к 100% ) и могут работать в непрерывном режиме. При темп-ре жидкого гелия достигается мощность ~ 10 вт, при темп-ре жидкого азота 4-5 вт. Особенно перспективные инжекционные Л. на гетеропереходах, к-рые работают в непрерывном режиме при комнатной темп-ре, создавая мощность ~ 5-10~2 вт при кпд до 25%.

В полупроводниковых Л. с возбуждением электронным пучком можно возбуждать большие объёмы полупроводников, чем в случае инжекции через р - n-переходы. Пиковая мощность при этом доходит до 1 Мет при средней мощности ~ 1 вт. Кпд при электронном возбуждении не может превышать 30%.

Общим недостатком всех полупроводниковых Л. является сравнительно невысокая направленность излучения, связанная с их малыми размерами, и трудность получения высокой монохроматичности. Последнее связано с большой шириной спектра спонтанного излучения на рабочих рекомбинационных переходах.

Полупроводниковые Л. используются с наибольшей эффективностью в тех случаях, когда требования к когерентности и направленности не очень велики, но необходимы малые габариты и высокий кпд. Полупроводниковые Л. превосходят Л. всех остальных типов плотностью энергии излучения и величиной кпд. Важным качеством полупроводниковых Л. является возможность перестройки частоты излучения и управления световым пучком, т. е. модуляция интенсивности света с постоянной времени ~ 10~" сек (см. Полупроводниковый лазер).

Применение лазеров. Одновременно с созданием первых Л. начали развиваться различные направления их применений. Создание Л. ликвидировало качественное отличие оптики от радиоэлектроники. Т. о., все радиотехнич. методы принципиально могут быть осуществлены и в оптич. диапазоне, причём малость длины волны лазерного излучения открывает ряд дополнит, перспектив. Л. большой мощности позволяют изучать разнообразные явления при взаимодействии света большой интенсивности со средой, ранее совершенно недоступные для эксперимента. В исследованиях молекулярного рассеяния света лазерные источники значительно расширили возможности экспериментальной техники, в частности позволили исследовать свойства жидкого и твёрдого гелия (затухания второго звука, связанные состояния двух ротонов в жидком гелии и т. п.), провести первые исследования кинетики движения нек-рых биологич. объектов, напр, простейших бактерий. С помощью коротких и сверхкоротких импульсов можно изучать чрезвычайно быстрые релаксационные процессы в конденсированных средах с временем релаксации ~ 10~'э сек. Возможность формировать сверхкороткие импульсы света 10~"-10~12 сек имеет также очень важное значение для скоростной фотографии и ряда др. методов исследования быстропротекаю- щих процессов. С помощью гелий-неонового Л., обладающего высокой стабильностью частоты, возможно создание единого оптич. стандарта длины (длина волны) и времени (частота). Для измерения абс. значения частоты гелий-неонового Л. (3,32 мкм) эта частота после преобразования измеряется в ед. частоты клистрона (0,074230 1012 гг<). Это позволяет получить наиболее точное значение скорости света с = 2,99792456,2 + + 1,1 м/сек (см. Оптические стандарты частоты).

Исключительно высокая эффективная темп-pa излучения Л. и возможность концентрировать энергию в ничтожно малом объёме открыли уникальные возможности испарения и нагрева вещества. Важнейшей задачей является нагрев илазмы до темп-р, достаточных для осуществления термоядерных реакций, т. е. получения термоядерной плазмы. Достигнуты темп-ры 20-106 К. В тех же условиях эксперимента, при соответствующем подборе химич. состава испаряемой мишени, удаётся получить точечный источник рентгеновского излучения высокой интенсивности (мощностью ~ 10" em при длительности импульса в неск. нсек). Существует возможность создания интенсивных точечных источников нейтронов. Нагрев плазмы лазерным лучом оказался эффективным методом получения многозарядных ионов различных элементов. Впервые в лабораторных условиях получены и исследованы спектры ряда многозарядных ионов, представляющих интерес для астрофизики (см. Лазерное излучение).

Мощные Л. начали применяться и в технологии. С их помощью возможны сварка, закалка, резка и сверление различных материалов без возникновения в них механич. напряжений, неизбежных при обычной обработке, и с очень большой точностью, вплоть до неск. длин волн. Обрабатываются материалы любой твёрдости, металлы, алмазы, рубины и т. п. Л. начинают применяться при резке газовых труб и т. п. (см. Лазерная технология).

Большие возможности открываются перед лазерной техникой в биологии и медицине. Лазерный луч применяется не только в хирургии (напр., при операциях на сетчатке глаза) как скальпель, но и в терапии.

Интенсивно развиваются методы лазерной локации и связи. Локация Луны с помощью рубиновых Л. и спец. уголковых отражателей, доставленных на Луну, позволила увеличить точность измерения расстояний Земля - Луна до неск. см. Полная затрата энергии при этом порядка энергии, выделяющейся при сгорании десятка спичек. С помощью полупроводникового Л. осуществлена связь со спутником. Разрабатываются лазерные методы геодезич. измерений и регистрации сейсмич. явлений. Созданы и используются лазерные гироскопы (см. Квантовый гироскоп) и дальномеры.

Большое внимание уделяется созданию Л. с перестраиваемой частотой. Существуют различные типы параметрических генераторов света: Л. на вынужденном рассеянии света и полупроводниковые Л., работающие в одномодовом режиме. В результате перекрыт практически весь диапазон от X = 1 мм до видимой области, причём обеспечивается разрешение 10~2-10~3 см~'. Широкое применение подобных Л. в спектроскопии позволит во многих случаях исключить необходимость в монохроматорах, спектрографах и т. п. Особенно большое значение лазерная спектроскопия должна иметь для исследования короткоживущих продуктов, исследования химич. реакций, биологич. превращений и т. п.

Получены обнадёживающие результаты в направленном стимулировании химич. реакций. С помощью Л. можно селективно возбуждать одно из собственных колебаний молекулы. Оказалось, что при этом молекулы способны вступать в реакции, к-рые нельзя или затруднительно стимулировать обычным нагревом. Для реализации всех имеющихся здесь возможностей необходимы мощные Л. с перестраиваемой частотой в ближней инфракрасной области спектра.

Новые методы получения инверсии населённости (разряд с принудит, ионизацией) позволили поднять давление в активной среде молекулярных газовых Л. до 10-20 am. При таких давлениях колебательно-вращательные уровни молекул перекрываются вследствие столкновений, что открывает новые возможности перестройки частоты Л.

С помощью лазерной техники интенсивно разрабатываются оптич. методы обработки передачи и хранения информации (см. Полупроводниковый лазер); методы голографич. записи информации (см. Голография), цветное проекционное телевидение.

Лит.: Квантовая электроника. Маленькая энциклопедия, М., 1969. И. И. Собелъман.

ЛАЗЕРНАЯ ЛОКАЦИЯ, см. Оптическая локация.

ЛАЗЕРНАЯ СВЯЗЬ, см. Оптическая связь.

ЛАЗЕРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, процессы обработки и сварки материалов излучением лазеров. В Л. т. применяют твердотельные и газовые лазеры импульсного и непрерывного действия. В большинстве процессов Л. т. используется термич. действие света, вызываемое его поглощением в обрабатываемом материале. Для увеличения плотности потока излучения и локализации зоны обработки применяют оптич. системы. Особенности Л. т.: высокая плотность потока излучения в зоне обработки, дающая необходимый термич. эффект за короткое время (длительность импульса 1 мсек и менее); локальность воздействия излучения, обусловленная возможностью его фокусировки в световые пучки предельно малого диаметра (порядка длины волны излучения); малая зона термич. влияния, обеспечиваемая кратковременным воздействием излучения; бесконтактный ввод энергии в зону обработки и возможность ведения технологич. процессов в любой прозрачной среде (вакуум, газ, жидкость, твёрдое тело), через прозрачные окна технологич. камер, оболочки электровакуумных приборов и т. д. Наиболее изучены и освоены процессы сварки, сверления и резки.

Лазерная сварка (рис. 1) может быть точечной и шовной. В болшинстве случаев применяют импульсные лазеры, обеспечивающие наименьшую зону термич. влияния. С помощью лазерной сварки можно получать высоко- качеств. соединения деталей из нержавеющей стали, никеля, молибдена, ко- вара и др. Высокая мощность лазерного излучения позволяет сваривать материалы с высокой теплопроводностью (медь, серебро). Возможна лазерная сварка материалов, плохо поддающихся сварке др. методами (вольфрам с алюминием, медь со сталью, бериллиевая бронза с др. сплавами). Плотность потока излучения на поверхности свариваемых деталей в зависимости от их материала находится в пределах 0,1 - 1 Мет/см2. Глубина проплавления материала при сварке импульсным твердотельным лазером может быть 0,05-2 мм при её отношении к диаметру сварной точки или ширине шва от 0,5 до 5, что делает возможным надёжную сварку деталей толщиной от 0,01 до 1 мм. Оборудование для лазерной сварки обеспечивает работу в следующих режимах: энергия излучения в импульсе 0,1- 30 дж, длительность импульса 1- 10 мсек, диаметр светового пятна 0,05- 1,5 мм. Производительность точечной сварки 60 операций в мин, шовной - 1 м/мин при глубине проплавления 0,5 мм. Наиболее эффективно применение лазера для сварки в труднодоступных местах конструкций, при соединении легкодеформируемых деталей, в условиях интенсивного теплоотвода (напр., для материалов с высокой теплопроводностью, при низких темп-pax и т. д.), а также в тех случаях, когда надо обеспечить минимальную зону термич. влияния. Экономически выгодна замена пайки миниатюрных деталей сваркой с помощью лазера, т. к. в этом случае исключается загрязнение свариваемых деталей флюсом, получается соединение более высокого качества, конструкция весит меньше. Области применен..л лазерной сварки: изготовление электровакуумных и полупроводниковых приборов, интегральных схем, приборов точной механики и т. д. Лазерная сварка позволяет повысить производительность труда в 3- 5 раз по сравнению с обычными способами сварки и пайкой.

Рис. 1. Лазерная сварка: а - медно-кон- стантановая термопара, сваренная лучом лазера (диаметр проволоки 0,07 мм)', б - микрофотография шлифа сварного соединения никелевой фольги толщиной 0,2 мм с медной пластиной; в - сварной шов, полученный при сварке листов ковара и нержавеющей стали толщиной 0,3 мм излучением лазера на алюмо- иттриевом гранате; г - полупроводниковые приборы, корпуса которых герметизированы с помощью лазерной сварки.

Рнс. 2. Сверление отверстий лазерным излучением: а - круглое отверстие диаметром 0,1 мм в пластине из феррита толщиной 0,5 мм; 6 - фигурное отверстие в пластине из нержавеющей стали толщиной 0,3 мм', в - продольное сечение цилиндрических отверстий диаметром 0,05 мм в пластине из феррита; г - отверстие в алмазной волоке (толщина кристалла 1,2 мм, минимальный диаметр отверстия 0,08 мм).

Сверление отверстий лазером (рис. 2) возможно в любых материалах. Как правило, для этой цели используют импульсные лазеры с энергией в импульсе 0,1-30 дж при длительности 0,1 - 1 мсек, плотности потока излучения в зоне обработки 10 Мет/см2 и более. Макс, производительность достигается при сверлении отверстий за один импульс с большой энергией (до 30 дж). При этом осн. масса материала удаляется из отверстия в расплавл. состоянии под давлением пара, образовавшегося в результате испарения относительно небольшой части вещества. Однако точность обработки одноимпульсным методом невысокая (10-20% от размера диаметра). Макс, точность (1-5% ) и управляемость процессом сверления достигается при воздействии на материал серии импульсов (многоимпульсный метод) с относительно небольшой энергией (обычно 0,1- 0,3 дж) и малой длительностью (0,1 мсек и менее). Возможно сверление сквозных и глухих отверстий с различными формами поперечного (круглые, треугольные и т. д.) и продольного (цилиндрич., конич. и др.) сечений. Освоено сверление отверстий диаметром 0,003-1 мм при отношении глубины к диаметру 0,5- 10. Шероховатость поверхности стенок отверстий в зависимости от режима обработки и свойств материала соответствует 6-10 классам чистоты а глубина структурно изменённого, или дефектного, слоя составляет 1-100 мкм. Производительность лазерных установок для сверлений отверстий обычно 60- 240 отверстий в мин. Наиболее эффективно применение лазера для сверления труднообрабатываемых др. методами материалов (алмаз, рубин, керамика и т. д.), получения отверстий диаметром менее 100 мкм в металлах, сверления под углом к поверхности. В СССР сверление отверстий лазерным лучом нашло особенно широкое применение в произ-ве рубиновых часовых камней и алмазных волок. Напр., успешно выполняется сверление алмазных волок на установке "Квант-9" с лазером на стекле с примесью неодима (рис. 3). Производительность труда на этой операции увеличилась в 12 раз по сравнению с ранее применявшимися методами.

(Рис. 3. Лазерная установка "Квант-9" для сверления отверстий в алмазных волоках: 1 - лазерная головка; 2 - оптическая система; 3 - обрабатываемая деталь; 4 - система управления; 5 - источник питания; 6 - система охлаждения; 7 - стол оператора.

Бесконтактное удаление лазером весьма малых масс материала применяют также при динамич. балансировке роторов гироскопов и при точной подгонке балансов часовых механизмов, что позволяет существенно повысить точность этих операций и увеличить производительность.

Лазерную резку материалов (рис. 4) осуществляют как в импульсном, так и в непрерывном режиме. При резке в импульсном режиме непрерывный рез получается в результате наложения следующих друг за другом отверстий. Наиболее широкое применение получила резка (фрезерование) тонкоплёночных пассивных элементов интегральных схем, напр, с целью точной подгонки значений их сопротивления или ёмкости. Для этого применяют импульсные лазеры на алюмо-иттриевом гранате с модуляцией добротности, лазеры на углекислом газе. Импульсный характер обработки обеспечивает миним. глубину прогрева материала и исключает повреждение подложки, на к-рую нанесена плёнка. Лазерные установки различных типов позволяют вести обработку при следующих режимах: энергия излучения 0,1 - 1 мдж, длительность импульса 0,01 -100 мксек, плотность потока излучения до 100 Мет/см2, частота повторения импульсов 100-5000 импульсов в 1 сек. В сочетании с автоматич. управляющими системами лазерные установки для подгонки резисторов обеспечивают производительность более 5 тыс. операций за 1 ч. Импульсные лазеры на алюмо-иттриевом гранате применяются также для резки полупроводниковых пластин-подложек интегральных схем.

Рис. 4. Лазерная резка: а - резка тонкой хромовой реэис- тивной плёнки с целью подгонки сопротивления (толщина плёнки 0,5 мкм, ширина реза, указанного стрелкой, 50 мкм); 6 - надрезы на стекле, пок-рым происходит термическое раскалывание (получены лазером на углекислом газе).

Лазеры непрерывного действия на углекислом газе мощностью от неск. сотен вт до неск. кет применяют для газолазерной резки, при к-рой в зону воздействия лазерного луча подаётся струя газа. Газ выбирают в зависимости от вида обрабатываемого материала. При резке дерева, фанеры, пластиков, бумаги, картона, текстильных материалов в зону обработки подаётся воздух или инертный газ, к-рые охлаждают края реза и препятствуют сгоранию материала и расширению реза. При резке большинства металлов, стекла, керамики струя газа выдувает из зоны воздействия луча расплавленный материал, что позволяет получать поверхности с малой шероховатостью и обеспечивает высокую точность реза. При резке железа, малоуглеродистых сталей и титана в зону нагрева подаётся струя кислорода. В результате экзотермич. реакции окисления металла выделяется дополнительное тепло, что позволяет значительно повысить скорость резки. Характерные режимы газолазерной резки: мощность излучения 300-1000 вт, плотность потока излучения в зоне обработки 100 кат/см2, ширина реза 0,3-1 мм, толщина разрезаемого материала до 10 мм; скорость резки зависит от толщины и свойств обрабатываемого материала и может быть от 0,5 до 10 м/мин, для тонких материалов (бумага, ткань) до 50 м/мин и более. Достоинства газолазерной резки: простота автоматизации процесса, малая ширина реза и небольшая глубина зоны термич. влияния, отсутствие вредных отходов при резке стеклопластиков, оплавление краёв реза синтетич. текстильных материалов, что препятствует их распусканию.

Лазеры на углекислом газе применяют для резки хрупких материалов (стекло, керамика) методом управляемого термического раскалывания. При локальном нагреве материала по траектории движения луча создаются термич. напряжения, превышающие предел прочности материала. Возникающая трещина развивается вслед за лучом, траектория к-рого может иметь сложную форму. Скорость резки достигает неск. м/мин. Управляемое термич. раскалывание применяется при резке стеклянных трубок в произ-ве электровакуумных приборов, керамич. подложек интегральных схем, для резки листового и фасонного стекла.

Применение лазера вдругих областях. Термич. действие лазерного излучения может быть применено для поверхностного упрочнения (закалка и "залечивание" микродефектов оплавлением) быстроизнашивающихся металлич. деталей, напр, режущего инструмента для создания электронно-дырочных переходов в произ-ве полупроводниковых приборов. В произ-ве интегральных схем действие лазера используют для локальной термич. диссоциации некоторых металлсодержащих органических соединений при изготовлении плёночных элементов схем; для интенсификации процессов локального окисления и восстановления; для получения тонких плёнок путём испарения материалов в вакууме.

В СССР пром-сть выпускает лазерные технологич. установки различного назначения с лазерами на стекле с неодимом, алюмо-иттриевом гранате, углекислом газе и на др. активных средах. На рис. 5 представлена типичная блок-схема лазерной технологич. установки.

Рис. 5. Типичная блок-схема лазерной технологической установки с твердотельным лазером: 1 - зарядное устройство; 2 - ёмкостной накопитель; 3 - система управления; 4 - блок поджи- га; 5 - лазерная головка; G - система охлаждения; 7 - система стабилизации энергии излучения; 8 - датчик энергии излучения; 9 - оптическая система; 10 - сфокусиро- .ванный луч лазера; // - обрабатываемая деталь; 12 - координатный стол; 13 - система программного управления.

Дальнейшее развитие Л. т. связано с увеличением мощностей лазеров, что позволит обрабатывать материалы ещё большей толщины. Задачами Л. т. в области обеспечения более высокой точности обработки является разработка эффективных методов управления параметрами излучения, улучшение равномерности распределения интенсивности излучения по сечению пучка, повышение стабильности выходных параметров лазеров, а также детальное изучение физ. процессов воздействия лазерного излучения на материалы в различных режимах работы лазеров.

Лит.: Действие излучения большой мощности на металлы, М., 1970; Лазерная технология, М., 1970; Технологическое применение газовых лазеров, Л., 1970; Лазерная литография, Л., 1971.

М. Ф. Стельмах, А. А. Цельный.

ЛАЗЕРНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (действие на вещество). Высокая мощность Л. и. в сочетании с высокой направленностью позволяет получать с помощью фокусировки световые потоки огромной интенсивности. Наибольшие мощности излучения получены с помощью твёрдотельных лазеров на стекле с примесью Nd с длиной волны излучения >. = 1,06 мкм и в газовых СО2 - лазерах с X = = 10,6 мкм (см. табл.).
 
Лазер
Длительность импульса, сек
Энергия импульса, дж
Мощность, вт
Максимальная плотность потока излучения , вт/см2
СО2
Непрерывный
_
103
до 107
Nd + стекло
10-3
103
107
до 107- 1011
СО2
6Х10-8
3Х102
5-1019
1013
Nd + стекло
10-9
3Х102
3-1011
1016
Nd + стекло
(0,3) 10-11
10-20
1012- 1013
1015- 1016
Особенности Л. и. привели к открытию целого ряда новых физич. явлений, круг к-рых быстро расширяется по мере увеличения мощности лазеров.

Развитое испарение металлов. При воздействии на металлы Л. и. (напр., импульсов неодимового лазера, длительностью неск. мсек) с плотностью потока излучения 106-108 вт/см2 металл в зоне облучения разрушается и на поверхности мишени возникает характерный кратер. Вблизи мишени наблюдается яркое свечение плазменного факела, представляющего собой движущийся пар, нагретый и ионизированный Л. и. Реактивное давление пара, выбрасываемого с поверхности металла, сообщает мишени импульс отдачи (рис. 1).

Рис. 1. Движение пара вблизи поверхности металла и передача мишени механического импульса от воздействующего на неё лазерного излучения: Q - вектор количества движения испаренного вещества, -Q - импульс, полученный твёрдой мишенью.

Испарение происходит с поверхности тонкого слоя жидкого металла, нагретого до темп-ры в неск. тыс. град. Темп-ра слоя определяется равенством поглощённой энергии и потерь на охлаждение, связанное с испарением. Роль теплопроводности в охлаждении слоя при этом несущественна. В отличие от обычного испарения, такой процесс наз. развитым испарением.

Давление в слое определяется силой отдачи пара и в случае сформировавшегося газодинамич. течения пара от мишени составляет 1/2 давления насыщенного пара при темп-ре поверхности. Т. о., жидкий слой является перегретым, его состояние метастабильным. Это позволяет исследовать условия предельного перегрева металлов, при достижении к-рых происходит бурное объёмное вскипание жидкости. При нагреве до темп-ры, близкой к критической, в жидком слое металла может происходить скачкообразное уменьшение электропроводности и он приобретает свойства диэлектрика. При этом наблюдается скачкообразное уменьшение коэфф. отражения света.

Облучение твёрдых мишеней. При облучении практически всех твёрдых мишеней миллисекундными импульсами Л. и. с плотностью потока излучения ~107-109 Вm/см2 в потоке пара от испаряющейся мишени, как и в предыдущем случае, образуется плазма. Темп-pa плазмы 104-105 К. Таким методом возможно получение значит, количества химически чистой плотной низкотемпературной плазмы для заполнения магнитных ловушек и для разного рода технологич. целей (см., напр., Плазматрон). Испарение твёрдых мишеней под действием Л. и. широко используется в технике (см. Лазерная технология).

Рис. 2. Спектральные линии многозарядных ионов Са, образующиеся в плазме от твёрдой мишени, содержащей Са.

При фокусировке на твёрдую мишень наносекундных лазерных импульсов с плотностью потока излучения 1012- 1014 вт/см2 поглощающий слой вещества разогревается так сильно, что сразу превращается в плазму. В этом случае уже нельзя говорить об испарении мишени, границе раздела фаз и т. п. Энергия Л. и. расходуется на нагревание плазмы и продвижение фронта разрушения и ионизации в глубь мишени. Темп-ра плазмы оказывается столь высокой, что в ней образуются многозарядные ионы, в частности Са16+ и др. (рис. 2). Образование ионов такой высокой кратности ионизации до недавнего времени наблюдалось только в излучении солнечной короны. Образование ионов с почти ободранной электронной оболочкой интересно также с точки зрения возможности осуществления в ускорителях многозарядных ионов ядерных реакций на тяжёлых ядрах.

Лазерная искра (оптический пробой газа). При фокусировке в воздухе при атм. давлении лазерного луча с плотностью потока излучения ~1011 em/см2 в фокусе линзы наблюдается яркая световая вспышка (рис. 3) и сильный звук. Это явление наз. лазерной искрой. Длительность вспышки в 10 и более раз превосходит длительность лазерного импульса (30 нсек). Образование лазерной искры можно представить себе состоящим из 2 стадий: 1) образование в фокусе линзы первичной (затравочной) плазмы, обеспечивающей сильное поглощение Л. и.; 2) распространение плазмы вдоль луча в области фокуса. Механизм образования затравочной плазмы аналогичен высокочастотному пробою газов. Отсюда термин - оптический пробой газа. Для пикосекундных импульсов Л. и. (I ~ 1013-1014 вт/см2) образование затравочной плазмы обусловлено также многофотонной ионизацией (см. Многофотонные процессы). Нагревание затравочной плазмы Л. и. и её распространение вдоль луча (навстречу лучу) обусловлено неск. процессами, одним из к-рых является распространение от затравочной плазмы сильной ударной волны. Ударная волна за своим фронтом нагревает и ионизирует газ, что, в свою очередь, приводит к поглощению Л. и., т. е. к поддержанию самой ударной волны и плазмы вдоль луча (с в е- товая детонаци я). В др. направлениях ударная волна быстро затухает.

Т. к. время жизни плазмы, образованной Л. и., значительно превышает длительность лазерного импульса, то на больших расстояниях от фокуса лазерную искру можно рассматривать как точечный взрыв (почти мгновенное выделение энергии в точке). Это объясняет, в частности, высокую интенсивность звука. Лазерная сскра исследована для ряда газов при различных давлениях, разных условиях фокусировки, разных длинах волн Л. и. при длительностях импульсов от 10-6 до 10-11 сек.

Лазерную искру можно наблюдать и при значительно меньших интенсивно- стях, если затравочная поглощающая плазма в фокусе линзы создаётся заранее. Напр., в воздухе при атм. давлении лазерная искра развивается из электроразрядной затравочной плазмы при интенсивности Л. и. ~107 вт/см2; Л. и. "подхватывает" электроразрядную плазму и за время лазерного импульса свечение распространяется вдоль каустической поверхности линзы. При относительно малой интенсивности Л. и. распространение плазмы обусловлено теплопроводностью, в результате чего скорость распространения плазмы - дозвуковая. Этот процесс аналогичен медленному горению, отсюда термин "лазерная искра врежиме медленного горени я".

Стационарное поддержание лазерной искры было осуществлено в различных газах с помощью непрерывного СО2-ла- зера мощностью в неск. сотен вт. Затравочная плазма создавалась импульсным СО2-лазером.

Рис. 3. В фокусе лазерного пучка в воздухе образуется лазерная искра.

Термоядерный синтез. С помощью Л. и. возможно осуществление реакции термоядерного синтеза. Для этого необходимо образование чрезвычайно плотной и горячей плазмы с темп-рой, в случае синтеза ядер дейтерия, ~108 К. Для того чтобы энерговыделение в результате реакции превышало энергию, вложенную в плазму при её нагреве, необходимо выполнение условия:

nr>= 1014 см-3сек,

где n - плотность плазмы, r - время её существования. Для коротких лазерных импульсов это условие выполняется при очень высоких плотностях плазмы. При этом давление в плазме столь велико, что её магнитное удержание практически невозможно. Возникающая вблизи фокуса плазма разлетается со скоростью ~108 см/сек. Поэтому т - время, за которое сгусток плотной плазмы ещё не успевает существенно изменить свой объём (время инерционного удержания плазмы). Для осуществления термоядерного синтеза длительность лазерного импульса Tл, очевидно, не должна превышать т. Миним. энергия лазерного импульса Е при плотности плазмы n = 5-1022 см-3 (плотность жидкого водорода), времени удержания т. = 2 • 10-9 сек и линейных размерах плазменного сгустка 0,4 см должна составлять: Е = 6Х105 дж. Однако эффективное поглощение света плазмой в условиях её инерционного удержания и выполнение условия ит ~ 10-14 имеет место лишь для определённых длин волн h:

1402-24.jpg

где
1402-25.jpg
- критич. длина волны для плазмы с плотностью п (см. Плазма). При
1402-26.jpg
лежит в ультрафиолетовой области спектра, для к-рой пог.л не существует мощных лазеров. В то же время при X, = 1 мкм (неодимо- вьш лазер) даже для n = 1021 см~3, соответствующей ХКР, получается трудно осуществимое значение миним. энергии ? = Ю9 дж. Трудность ввода энергии Л. и. видимого и инфракрасного диапазонов в плотную плазму является фундаментальной. Существуют различные идеи относительно её преодоления, среди к-рых представляет интерес получение сверхплотной горячей плазмы в результате адиабатич. сжатия сферич. дейтериевой мишени реактивным давлением плазмы, выбрасываемой с поверхности мишени под действием Л. и.

Впервые высокотемпературный нагрев плазмы Л. и. был осуществлён при оптич. пробое воздуха. В 1966-67 при плотности потока Л. и. ~1012-1013 вт/см2 было зафиксировано рентгеновское излучение от плазмы лазерной искры, имеющей темп-ру ~1-3-Ю6 К. В 1971 при облучении твёрдой сферической водородосо- держащей мишени Л. и. с плотностью потока до 10"> вт/см2 была получена плазма с темп-рой (измеренной по рентгеновскому излучению) Ю7 К. При этом наблюдался выход 106 нейтронов за импульс. Полученные результаты, а также имеющиеся возможности увеличения энергии и мощности лазеров создают перспективу получения с помощью Л. и. управляемой термоядерной реакции.

Химия резонансно-возбуждённых молекул. Под действием монохроматического Л. и. возможно селективное воздействие на химические связи молекул, что позволяет избирательно вмешиваться в химич. реакции синтеза, диссоциации и процессы катализа. Многие химич. реакции сводятся к разрушению одних химич. связей в молекулах и созданию других. Связи между атомами обусловливают колебательный спектр молекулы. Частоты линий этого спектра зависят от энергии связи и массы атомов. Под действием монохроматич. Л. и. резонансной частоты отд. связь может быть "раскачена". Такая связь легко может быть разрушена и заменена другой. Поэтому колебательно возбуждённые молекулы оказываются химически более активными (рис. 4).

Рис. 4. Схема реакции тетрафторгидразина (NeF-O и окиси азота (NO) при нагревании (вверху) и при резонансном возбуждении связи N-F лазерным излучением (внизу). Спиральки изображают химические связи.

С помощью Л. и. можно осуществить разделение молекул с разным изотопным составом. Эта возможность связана с зависимостью частоты колебаний атомов, составляющих молекулу, от массы атомов. Монохроматичность и высокая мощность Л. и. позволяют избирательно возбуждать на преддиссоциационный уровень молекулы только одного изотопного состава и получать в продуктах диссоциации химические соединения моноизотопического состава или сам изотоп. Т. к. число диссоциированных молекул данного изотопного состава равно числу поглощённых квантов, то эффективность метода по сравнению с другими методами изотопов разделения может быть высокой.

Перечисленные эффекты не исчерпывают всех физич. явлений, обусловленных действием Л. и. на вещество. Прозрачные диэлектрики разрушаются под действием Л. и. При облучении нек-рых ферромагнитных плёнок наблюдаются локальные изменения их магнитного состояния, что может быть использовано при создании быстродействующих переключающих устройств и элементов памяти ЭВм. При фокусировке Л. и. внутри жидкости имеет место т. н. светогидрав- лич. эффект, позволяющий создавать в жидкости высокие импульсные давления.

Наконец, при плотностях потока излучения ~1018-1019 em/см2 возможно ускорение электронов до релятивистских энергий. С этим связан целый ряд новых эффектов, напр, рождение электронно- позитронных пар.

Лит.: Райзер Ю. П., Пробой и нагревание газов под действием лазерного луча, "Успехи физических наук", 1965, т. 87, в. 1, с. 29; Квантовая электроника. Маленькая энциклопедия, М., 1969; Действия излучения большой мощности на металлы, под ред. А. М. Бонч-Бруевича и М. А. Ельяшевича, М., 1970; Басов Н. Г., КрохинО. Н., К р ю к о в П. Г., Лазеры и управляемая термоядерная реакция, "Природа", 1971, № 1; Действие лазерного излучения. Сб. ст., пер. с англ., под ред. Ю. П. Райзера, М., 1968; Б а с о в Н. Г. [и др.], Лазеры в химии, "Природа", 1973, № 5. В. Б. Фёдоров, С. М. Шапиро.

Лазерное излучение в биологии. Почти одновременно с созданием первых лазеров началось изучение биологич. действия Л.и. Нек-рые возможные биолого-мед, аспекты его использования были намечены Ч. Таунсом (1962). В последующем оказалось, что возможная сфера применения Л. и. шире. Биолого-мед, эффекты Л. и. связаны не только с высокой плотностью потока излучения и возможностью фокусировки луча на самых малых площадях, но, по-видимому, и с др. его характеристиками (монохроматичностью, длиной волны, когерентностью, степенью поляризации), а также с режимом излучения. Один из важных вопросов при использовании Л. и. в биологии и медицине - дозиметрия Л. и. Определение энергии, поглощённой единицей массы биообъекта, связано с большими трудностями. Различные ткани неодинаково поглощают и отражают Л. и. Кроме того, Л. и. в разных областях спектра оказывает не одинаковое, а подчас и антаго- нистич. действие на биообъект. Поэтому и невозможно ввести при оценке эффекта Л. и. коэффициент качества. Характер эффекта Л. и. определяется прежде всего его интенсивностью, или плотностью потока излучения. В случае импульсных излучателей важны также длительность импульсов и частота их следования. Из-за избирательности поглощения Л. и. биологич. эффективность может не соответствовать энергетич. характеристикам Л. и. Условно различают термические и нетермические эффекты Л. и.; переход от нетермич. к термич. эффектам лежит в диапазоне 0,5-1 em/см2. При плотностях потока излучения, превышающих указанные, происходит поглощение Л. и. молекулами воды, что приводит к их испарению и последующей коагуляции молекул белка. Наблюдаемые при этом структурные изменения аналогичны результатам обычного термич. воздействия. Однако Л. и. обеспечивает строгую локализацию поражения, чему способствует сильная обводнённость биообъекта и поглощение рассеивающейся энергии в пограничных областях, смежных с облучаемой. При импульсных термич. воздействиях ввиду очень короткого времени воздействия и быстрого испарения воды наблюдается так называемый взрывной эффект: возникает султан выброса, состоящий из частиц ткани и паров воды; этому сопутствует возникновение ударной волны, воздействующей на организм в целом.

Л. и. с меньшей плотностью потока излучения вызывает в биообъекте изменения, механизм к-рых не полностью выяснен. Это сдвиг в активности ферментов, структуре пигментов, нуклеиновых кислот и др. важных в биологич. отношении веществ. Нетермич. эффекты Л. и. вызывают сложный комплекс вторичных физиологич. изменений в организме, чему, возможно, способствуют резонансные явления, протекающие в биосубстрате на молекулярном уровне. Нетермич. эффекты Л. и. сопровождаются реакциями со стороны нервной, кровеносной и др. систем организма. Избирательность поглощения Л. и. и возможность фокусирова- ния луча на площадях порядка 1 мкм2 особенно заинтересовали исследователей внутриклеточных структур и процессов, использующих Л. и. в качестве "скальпеля", позволяющего избирательно разрушать ядро, митохондрии или др. орга- неллы клетки без её гибели. Как при термич., так и при нетермич. воздействиях Л. и. наиболее выраженной способностью к его поглощению обладают пигментированные ткани. Прижизненное окрашивание специфическими красителями позволяет разрушать и прозрачные для данного Л. и. структуры. В установках для внутриклеточных воздействий используют Л. и. с длиной волны как видимого спектра, так и ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов, в непрерывном и импульсном режимах.

Фотографирование биообъектов в Л. и. с целью получения пространственного изображения клеток и тканей стало возможным с созданием лазерных гологра- фич. установок для микрофотографирования. В связи с возможностью концентрации энергии Л. и. на очень малых площадях открылись новые возможности для спектрального ультрамикроанализа отдельных участков клетки, жизнедеятельность которой при этом временно сохраняется. С этой целью коротким импульсом Л. и. вызывают испарение вещества с поверхности исследуемого объекта и в газообразном виде подвергают спектральному анализу. Масса образца при этом не превышает долей мкг.

Установлено, что ряд физиологич. изменений происходит в организме животных под действием излучения гелий-неоновых лазеров малой мощности. При этом отмечаются стимуляция кроветворения, регенерация соединит, ткани, сдвиги артериального давления, изменения проводимости нервного волокна и др. Как при непосредственном облучении гелий- неоновыми лазерами растительных тканей, так и при предпосевном облучении семян выявлено стимулирующее влияние Л. и. на ряд биохимических процессов, рост и развитие растений.

Н.Н.Шуйский.

Лазерное излучение в медицине. Мед. применение Л. и. обусловлено как термич., так и нетермич. эффектами. В хирургии Л. и. используют в качестве "светового скальпеля". Его преимущества - стерильность и бескровность операции, а также возможность варьирования ширины разреза. Бескровность операции связана с коагуляцией белковых молекул и закупоркой сосудов по ходу луча. Этот эффект отмечается даже при операциях на таких органах, как печень, селезёнка, почки и др. По мнению ряда исследователей, послеоперационное заживление при лазерной хирургии идёт скорее, чем после применения электрокоагуляторов. К недостаткам лазерной хирургии следует отнести нек-рую ограниченность движений хирурга в операционном поле даже при использовании светопроводов различной конструкции. В качестве "светового скальпеля" наиболее широко применяют СО ..-лазеры с длиной волны 10 590 А и мощностью от неск. вт до неск. десятков em.

В офтальмологии с помощью лазерного луча лечат отслоение сетчатки, разрушают внутриглазные опухоли, формируют зрачок. На основе рубинового лазера сконструирован офтальмокоагулятор.

При использовании Л. и. в онкологии для удаления поверхностных опухолей (до глубины 3-4 см) чаще применяют импульсные лазеры или лазеры на стекле с примесью Nd с мощностью импульса до 1500 вт. Разрушение опухоли происходит почти мгновенно и сопровождается интенсивным парообразованием и выбросом ткани из области облучения в виде- султана. Чтобы предупредить разбрасывание злокачеств. клеток в результате "взрывного" эффекта, применяют воздушные отсосы. Операции с применением Л. и. обеспечивают хороший косметический эффект. Перспективы использования лазерного "скальпеля" в нейрохирургии связаны с операциями на обнажённом мозге.

Терапия Л. и. основана преим. на нетермич. эффектах и представляет собой светотерапию с использованием в качестве источников монохроматического излучения гелий-неоновых лазеров с дл. волны 6328 А. Терапевтич. воздействие на организм осуществляется Л. и. с плотностью облучения в несколько мет/см2, что полностью исключает возможность проявления теплового эффекта. На поражённый орган или участок тела воздействуют как местно, так и через соответствующие рефлексогенные зоны и точки (см. Иглотерапия). Л. и. применяют при лечении длительно незаживающих язв и ран; изучается возможность его применения и при др. заболеваниях (ревмато- идный полиартрит, бронхиальная астма, нек-рые гинекологич. заболевания и т. д.). Соединение лазера с волоконной оптикой позволяет резко расширить возможности его применения в медицине. По гибкому светопроводу Л. и. достигает полостей и органов, что позволяет провести гологра- фич. исследование (см. Голография), а при необходимости и облучение поражённого участка. Исследуется возможность просвечивания и фотографирования с помощью Л. и. структуры зубов, состояния сосудов и др. тканей.

Работа с Л. и. требует строгого соблюдения соответствующих правил техники безопасности. Прежде всего необходима защита глаз. Эффективны, напр., теневые защитные устройства. Следует оберегать от поражения Л. и. кожные покровы, особенно пигментированные участки. Для защиты от поражения отражённым Л. и. с возможного пути луча удаляют блестящие (зеркальные) поверхности. Предположения о возможности возникновения ионизирующего излучения при работе высокоинтенсивных лазеров не подтвердились. В. А. Думчев, Н. Н. Шуйский.

Лит.: Фаин С., Клейн Э., Биологическое действие излучения лазера, пер. с англ., М., 1968; Лазеры в биологии и медицине, К., 1969; Гамалея Н. Ф., Лазеры в эксперименте и клинике, М., 1972; Некоторые вопросы биодинамики и биоэлектроники организма в норме и патологии, биостимуляция лазерным излучением. (Материалы Республиканской конференции 11 -13 мая 1972 г.), А.-А., 1972.

ЛАЗЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, вещества, применяемые в лазерах в качестве активных сред. В 1960 был создан первый лазер, в к-ром роль активной среды выполнял кристалл рубина (А12О3 -Сг3+). Позднее стали использоваться смесь газов Ne и Не (1960), силикатное стекло с примесью ионов Nd3+ (1961), кристаллы полупроводникового соединения GaAs (1962), растворы неодима в неорганич. жидкости SeOCl2 и растворы органич. красителей (1966). К 1973 было известно ок. 200 различных Л. м., охватывающих вещества во всех агрегатных состояниях: твёрдом, жидком, газообразном и в состоянии плазмы. Л. м. должны удовлетворять ряду требований: иметь набор энергетич. уровней, позволяющих эффективно воспринимать подводимую извне энергию и с возможно меньшими потерями преобразовывать её в электромагнитное излучение; обладать высокой оптич. однородностью, с тем чтобы исключить потери света из-за рассеяния, а также высокой теплопроводностью и малым коэфф. термич. расширения; быть стойкими по отношению к различным физико-химич. воздействиям, перепадам температуры, влажности и т. п.; сохранять состав и свойства в процессе работы. Твёрдые Л. м. должны обладать, кроме того, высокой прочностью и выдерживать без разрушения механическую обработку (резку, шлифовку, полировку), необходимую при изготовлении из них активных элементов.

Ионные кристаллы с примесями - наиболее представительная группа Л. м. Кристаллы неорганич. соединений фторидов (CaF2, LaF3, LiYF4 и др.), окислов (напр., А12О3) или сложных соединений (CaWO4, YaAl5O12, Ca5(PO4)3F и др.) содержат в своей кри- сталлич. решётке ионы активных примесей: редкоземельных (Sm2+, Dy2+, Tu2+, Pr3+, Nd3+, Er3+, Ko3+, Tu3+), переходных (Cr3+, Ni2+, Co2+, V2+) элементов или ионов U3+. Концентрация активных примесей в кристаллах составляет от 0,05 до неск. % по массе. Возбуждение генерации производится методом оптич. накачки, причём энергия поглощается, как правило, непосредственно примесными ионами. Эти Л. м. отличает: высокая концентрация активных частиц (1019-1021 ионов на см3), малая ширина линии генерации (0,001-0,1 мм) и малая угловая расходимость генерируемого излучения, способность обеспечить как импульсный, так и непрерывный режимы работы лазера. Недостатки- низкий (1-5%) кпд преобразования электрической энергии в энергию лазерного излучения в системе лампа накачки - кристалл, трудность изготовления лазерных стержней больших размеров и необходимой оптич. однородности. Лазерные кристаллы с примесями выращиваются преим. путём направленной кристаллизации расплава в кристаллизационных аппаратах, обеспечивающих высокую стабильность темп-ры расплава и скорости роста кристалла. Содержание посторонних примесей в исходных веществах для выращивания кристаллов не должно превышать 0,01% по массе, а нек-рых - наиболее опасных - 0,0001%. Из выращенных кристаллов вырезаются цилиндрич. стержни длиной до 250 мм и диаметром 2-20 мм. Торцы стержней шлифуются, а затем полируются. Как правило, стержни изготовляются с плоскими торцами, параллельными друг другу, с точностью 3-5", и строго перпендикулярными геометрич. оси стержня; в нек-рых случаях применяются торцы сферич. или др. конфигурации. В табл. 1 приведены химический состав и физические свойства наиболее важных Л. м. на основе примесных кристаллов.

Табл. 1. - Состав и физические свойства лазерных материалов на основе кристаллов с примесями
 
Кристалл
Активная примесь
Плотность, кг/м3
Показатель преломления
Температура плавления, К
Твёрдость (по минералогической шкале)
Основные длины волн генерации, мкм
Вещество
Содержание, % (по массе)
А12О3
Cr3+
0,03-0,7
3980
1,764
2303
9
0,6943 R1, линия. 0,6929 R2 линия
Y3A16O12
Nd3+
0,5-2,5
4560
l,8347
2203±20
8,5
1,0641 при 300 К
CaWO4
Nd3+
0,5-3
6066
1,926
1843
4,5-5
1,058 при 300 К
CaF2
Dy2+
0,02-0,06
3180
1,4335
1639
4
2,36 при 77 К
LaF3
Nd3+
0,5-2
-
-
1766
 
1,0633 при 295 К 1,0631 и 1,0399 при 77 К
В отличие от кристаллов, лазерные стёкла имеют неупорядоченную внутреннюю структуру. Наряду со стеклообразующими компонентами SiO2, B2O3, P2O5, BeF2 и др., в них содержатся Na2O, K2O, Li2O, MgO, CaO, BaO, A12O3, La2O3, Sb2O3 и др. соединения. Активными примесями служат чаще всего ионы Nd3+; используются также Gd3+, Ег3+, Но3+, Yb3+. Концентрация Nd3+ в стёклах доходит до 6% по массе. Достоинством стёкол как Л. м., кроме высокой концентрации активных частиц, является возможность изготовления активных элементов больших размеров (до 1,8 м длиной и до 70 мм диаметром) практически любой формы с очень высокой оптич. однородностью. Недостатки - большая ширина линии генерации - 3-10 км и низкая теплопроводность, препятствующая быстрому отводу тепла при мощной оптич. накачке. В табл. 2 приведены химич. состав и физич. свойства лазерных стёкол. Стёкла варят в платиновых или керамич. тиглях. Платина, попадающая в стекло из тигля, снижает мощность лазерного излучения, т. к. создаёт в рабочем элементе очаги механического разрушения. Исходные компоненты шихты для варки стёкол не должны содержать посторонних примесей более 0,01-0,001% по массе. Особо опасными для неодимовых стёкол являются примеси Fe2+, Sm3+, Pr3+, Dy3+, Co, Ni, Cu.

Табл.2. - Состав и физические свойства лазерных стёкол с неодимом (длина волны генерации 1,06 мкм}
 
Наименование или шифр стекла
Состав, % (по массе)
Плотность , кг/ма
Показатель преломления
Баритовый крон
SiO2-59, ВаО-25, Sb2O3-l , К2О-15 (добавки Nd2O3.,-0,13-10)
3 000
1,54
0580
SiO2-67,17, Na2O-15,93, CaO- 10,8, Nd2О3- 4,78, Al2O3-0,75, Sb2O3 и As2O3-0,38, K2O-0,19
2 630
1,5337
Боратное
BaO-35, B2O3-45, Nd2O3-20
3 870,4
1,65
Лантаноборосиликатное
добавка Nd2O3-2
4 340
1,691
Полупроводниковые Л.м.- кристаллы соединений типа A"BVI (ZnS, ZnSe, CdS, CdSe, CdTe, PbS, PbSe,. PbTe) и АIII Bv (GaPAs, GaAs, GaSb, InAs, InSb), а также кристаллы Те и др. Кристаллы полупроводников выращивают либо из расплава, либо из газовой фазы. Кристаллы для инжекционных лазеров, возбуждаемых путём пропускания через рабочий элемент электрич.. тока, имеют т. н. р - п переход (см. Электронно-дырочный переход). Толщина р - п перехода составляет 0,1 мкм. Излучение возникает в слое р - п перехода, однако излучающий слой имеет толщину большую, чем р - п переход (~ 2 мкм). Рабочие элементы для инжекционных лазеров, изготовляемые из полупроводниковых кристаллов, имеют форму прямоугольных пластинок размерами 1 X 1 X 0,2 мм. Наилучшими энергетич. параметрами обладают р -п переходы в кристаллах GaAs. Достоинства полупроводниковых Л. м. с р - п переходом: высокий (доходящий до 50% ) кпд, малые размеры рабочих элементов, большая мощность излучения, получаемая с 1 см2 излучающей поверхности. Недостатки - технслогич. трудности при получении однородных, высококачеств. р - п переходов, широкая линия излучения (~ 10 нм при комнатной темп-ре), большая угловая расходимость излучения (1-2°). В полупроводниковых лазерах с электронным возбуждением или оптич. накачкой используются кристаллы чистых соединений без введения к.-л. примесей.

Особенностям газовых Л.м являются точное соответствие схемы энергетич. уровней газа уровням отд. атомов или молекул, составляющих этот газ, высокая оптич. однородность (световой луч, проходящий в среде газа, практически не рассеивается), очень малая угловая расходимость и узкие линии генерации. Недостаток - низкая концентрация рабочих частиц (всего 10й-1017 в см3). В газоразрядных лазерах, где возбуждение осуществляется путём создания электрич. разряда в газе, давление колеблется от сотых долей am, т. е. 103 н/м2, до неск. am, т. е. (1-9)-105 н/м2. Рабочими частицами являются либо атомы газа (Ne, Xe), либо положительно заряженные ионы (Ne2+, Ne3+, Ar2+, Kr2+), либо молекулы (N2, CO2, H2O, HCN). В нек-рых случаях к осн. рабочему газу для улучшения его работы примешивают др. газ. Так, в гелиево-неоновом лазере активными излучающими частицами являются атомы Ne. Примесь Не улучшает условия возбуждения атомов Ne путём резонансной передачи энергии на их верхние рабочие уровни. В лазерах, возбуждаемых в результате фотодиссоциации, используется газ СРз! при давлении 6,7 ки/м2 (50 мм рт. ст.). В газовых лазерах с возбуждением внешним источником света используются пары щелочного металла Cs.

Жидкие Л.м. по оптической однородности сравнимы с газовыми и имеют высокую плотность активных частиц. Кроме того, жидкость может циркулировать в резонаторе лазера, что обеспечивает эффективный отвод выделяющегося тепла. Недостаток - низкая стойкость к действию мощного излучения оптич. накачки и лазерного излучения. В неор- ганич. жидкостях активная примесь - ионы Nd3+ - в концентрации неск. % по массе растворена в оксихлоридах селена (ЗеОС12) или фосфора (РОСЬ), содержащих хлориды нек-рых металлов. Ширина линии генерации не превышает десятых долей нм. Жидкие Л. м. на органич. красителях представляют собой растворы молекул родаминов, пиронина, трипафлавина, 3-аминофталамида и др. в этиловом спирте, глицерине, воде, растворах серной кислоты. Возбуждение генерации осуществляется излучением лазеров на кристаллах рубина, неодимо- вом стекле или светом импульсных газоразрядных ламп. Благодаря широким спектрам излучения растворов органич. красителей возможна плавная перестройка длины волны излучения лазера в пределах полосы излучения.

Лит.: Каминский А. А., О с и- к о В. В., Неорганические лазерные материалы с ионной структурой, "Изв. АН СССР. Неорганические материалы", 1966, т. 1, № 12, с. 2049-87; там же, 1967, т. 3, № 3, с. 417 - 63; там же, 1970, т. 6, № 4, с. 629 - 696; Карапетян Г. О., Р е и ш а х- рит А. Л., Люминесцирующие стёкла, как материал для оптических квантовых генераторов, там же, 1967, т. 3, № 2, с. 217 - 59; "Тр. Ин-та инженеров по электротехнике и электронике", 1966, т. 54, № 10, с. 57 - 70; Оптические квантовые генераторы на жидкостях, "Вестник АН СССР", 1969, № 2, с. 52- 57; Степанов Б. И., Рубинов А. Н., Оптические квантовые генераторы на растворах органических красителей, "Успехи физических наук", 1968, т. 95, в. 1, с. 46. В. В. Осико.

ЛАЗЕРНЫЙ ГИРОСКОП, см. Квантовый гироскоп.

ЛАЗЕРПИЦИУМ (Laserpitium), гладыш, род растений сем. зонтичных. Многолетние, редко двулетние травы с дважды-, триждыперистыми и тройчатыми листьями. Зубцы чашечки яйце- или шиловидные. Лепестки белые, розовые или желтоватые, обратносердцевидные, с загнутыми внутрь верхушками. Плоды эллиптические или продолговатые, с крыловидными рёбрами. Ок. 20 (по др. данным, до 35) видов - от Канарских о-вов до Ирана и Сибири, но гл. обр. в Средиземноморье. В СССР 5-6 видов. Наиболее распространены Л. широколистный (L. latifolium), Л. прусский (L. pruthenicum), растущие в лесах, кустарниках, на вырубках. Л. волосистый (L. hispidum), встречающийся по горным склонам и в лесах на юге Европ. части СССР и на Кавказе, культивируют как эфирномасличное растение. Получаемое из его плодов эфирное масло содержит до 64% гера- ниола (используется в парфюмерной и пищ. пром-сти).

2005-2009 © ShareIdeas.biz

Rambler's Top100