Потужні молекулярні лазери і їх застосування

       Одним з можливих шляхів подолання цього  утруднення є двоступінчате збудження. Молекули, вже селективно збуджені світлом лазера, можна змусити  поглинати світло іншого лазера або інтенсивного нелазерного джерела так, щоб їх ионизовать або перевести в нестійкий стан, коли вони диссоціюють. Якщо зробити це швидше, ніж відбувається передача енергії при зіткненнях, то можна зберегти селективність збудження. Таким шляхом вже вдалося експериментально продемонструвати можливість розділення ізотопів азоту.

       Приведені приклади показують, наскільки висока спрямованість дії світлового «каталізатора». Світло точно підібраної частоти стимулює реакції молекул з однаковими хімічними властивостями, що відрізняються тільки масою. Існують вже і експериментальні докази того, що продукти лазеро-химических реакцій інші, чим теплових. Можливо, що вже в недалекому майбутньому ми станемо   сучасниками лазеро-химического промислового виробництва.

       Дуже  важлива для розширення «хімічного» потенціалу лазерів можливість перебудови їх частоти. Одним з шляхів досягнення цієї мети є підвищення тиску робочої суміші. Із зростанням тиску окремі коливально-обертальні переходи молекул стають ширшими по частоті. Молекули частіше стикаються один з одним, унаслідок чого лінії розширюються. При тиску в 10—15 атм коливально-обертальні переходи в таких газах, як З або СО_2, перекриваються, утворюючи єдину широку лінію.  Як ми бачили вище, підвищення тиску суміші є одночасно і умовою зростання енергії імпульсного мазерного випромінювання. Енергетичні характеристики також дуже важливі для лазерної хімії. Імпульсні лазери високого тиску повинні зайняти важливе місце цієї науки, що виникає на наших очах області, і техніки.

       Нові  хімічні реакції, нові хімічні продукти, прискорення і здешевлення каталітичних реакцій, розділення ізотопів — все це може дати хімії застосування молекулярних лазерів.

       У зв'язку із застосуванням молекулярних лазерів не можна не згадати про  чудові властивості газодинамічних лазерів замкнутого циклу, про які йшла мова вище. Безпосереднє перетворення механічної енергії в лазерне випромінювання і, навпаки, лазерного випромінювання в механічну роботу з високим ККД може стати дуже важливим у ряді областей енергетики майбутнього, дозволяючи без проводів  передавати вельми великі потоки енергії на значні відстані в будь-якому необхідному напрямі. Фахівці вважають, що застосування лазерних ліній енергопередачі може корінним чином змінити авіаційний транспорт майбутнього, позбавляючи літаки, на дальніх авіалініях від необхідності в запасі пального, порівнянному по вазі з самим літаком і вантажем, що перевозиться ним.

       Існує дуже цікава пропозиція по використанню могутніх лазерів для виведення на орбіту космічних кораблів. У основі цього застосування лежить вже давно відома властивість могутнього лазерного випромінювання випаровувати речовину на відстані. Швидкість випаровування може бути вельми великою, тоді лазерне випаровування супроводжується появою надзвукового струменя гарячої пари. Такий струмінь надає сильну реактивну дію на матеріал, володіючи дуже великим питомим імпульсом (питомим імпульсом в ракетній техніці називається величина відношення реактивної сили до секундної вагової витрати пального; питомий імпульс характеризується швидкістю закінчення робочого газу двигуна). Оцінки показують, що для прискорення 1г речовини до першої космічної швидкості необхідна потужність лазера близько 400 Вт. Ясно, що для виводу на орбіту супутника із значною масою необхідні лазери дуже великої потужності, яких ще не існує. Але якщо вони будуть створені, з'явиться можливість виводити на орбіту супутники в умовах, коли маса супутника і ракети-прискорювача порівнянні по величині. У існуючих космічних системах ракета у багато разів перевершує корисне навантаження по масі. Потрібно відмітити, що у разі обмеження по технічних причинах величини прискорення не більше 10 g буде потрібно попередній розгін системи, що виводиться на орбіту лазерним випромінюванням, за допомогою звичайної ракети-носія. Це пов'язано з тим, що дальність дії лазерного прискорювача обмежена расходимостью випромінювання, а при обмеженій довжині активної ділянки траєкторії і величині прискорення космічний апарат не набуває необхідної швидкості. Разом з тим величина ракети для попереднього прискорення була б приблизно в 10 разів менше, ніж для виводу на орбіту. Отже, принципово виникає можливість багатократного використання ракет. Найважливішою гідністю лазерної космічної системи могло б бути виведення на орбіту великої кількості космічних апаратів, які в зістикованому стані риси б загальні розміри, абсолютно недоступні для існуючих ракет-носіїв. Вирішальну роль в цьому грала б дуже велика величина корисного навантаження. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Висновок

       Ми  не намагалися тут скільки-небудь повно описати різносторонні можливості застосування молекулярних лазерів в науці і техніці. Проте і сказане ясно демонструє, що їх створення, бурхливий розвиток і застосування в різних областях людської діяльності охоплює всі найважливіші напрями технічного прогресу. У поєднанні з багатьма іншими засобами сучасної науки і техніки вони стають могутнім інструментом науково-технічної революції. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Література

     1.Прохоров А. М. Из истории квантовых генераторов. — «Наука и жизнь»; 1965, № 3.

     2.Басов II. Г. Два направления в современной физике. — «Науки и жизнь», 1966, № 3.

     3.Гри горя ни В. В., Золин В. Ф. Лазеры сегодня и завтра, м , Знание», 1966

      4.КарловН В., Пашинин П. П., Прохоров А. М. Лазеры. М., «Знание», 1971.

     5.Тычинский В. П. Мощные газовые лазеры. - «Успехи физических наук», 1967, 91, вып. 3.

     6.Соболев Н. Н., Соковиков В. В. Оптические квантовые генераторы на С0₂. - «Успехи физических наук», 1967, 91, вып. 3.

     7.Де Мария А. Мощные С0₂-лазеры непрерывного действия. Обзор. ТИИЭР, 1973, 61, № 6.