Направленные потоки световой энергии

1. Направленные потоки световой энергии: от интернета до «звёздных» войн

O.Л. Антипов
Институт прикладной физики
Российской академии наук
телефон: 4164947
e-mail: [email protected]

2. Содержание

1). Что такое свет?
2). Основные источники световой энергии на
Земле.
3). Лазеры как генераторы направленных
потоков энергии.
4). Различные типы лазеров.
5). Применение лазеров в медицине, для
передачи информации и диагностики
объектов.
6). Применение лазеров для обработки
материалов.
7). Применение лазеров в военном деле.

3.

Что такое свет?
Свет - это электромагнитная волна оптического диапазона.
Оптический диапазон длин волн?
Название
Гамма-излучение
Рентгеновский
Ультрафиолетовый
Видимый
Инфракрасный
Радиоволны
Длины волн
1 .2 пм
1.2пм 12нм
12нм 380нм
380нм 760нм
760нм 1мм
1мм
Энергия кванта
1МэВ
100эВ 1МэВ
3.2эВ 100эВ
1.6эВ 3.2эВ
1.2 10 3 эВ 1.6 эВ
1.2 10 3 эВ

4.

Диапазоны электромагнитного излучения

5.

Основные источники световой энергии на Земле.
Солнце.
Пламя (свечение нагретых газов, плазмы).
Лампы накаливания (свечение нагретого металла).
Лампы дневного света (свечение плазмы газового
разряда).
Люминесцентные диоды.
Лазеры.

6.

Источники теплового излучения

7.

Лазеры как генераторы направленных потоков
энергии

8.

Лазеры как генераторы направленных потоков
энергии.
Основные отличия от тепловых источников:
1). узкий спектр излучения (большая длина
продольной когерентности);
2). высокая направленность излучения
(малая расходимость пучка излучения,
высокая яркость).

9.

Различные типы лазеров.
В зависимости от активной среды:
1). Газовые;
2). Жидкостные;
3). Твердотельные;
4). Волоконные.
В зависимости от способа накачки:
1). оптическая;
2). электрическая;
3). химическая;
4). ядерная.

10.

Примеры устройства лазеров
Твердотельный
лазер на рубине
Волоконный лазер

11.

Применение лазеров в медицине
(хирургия)

12.

Применение лазеров для медицинской
диагностики
Анализ
выдыхаемого
воздуха
• N2, O2, CO2, H2O
• CO, NO, N2O,
H2S, NH3, CH4, …
• ацетон, метанол,
этанол, изопрен,
…

13.

Применение лазеров для передачи информации.
Передача информации по оптическим
волокнам (ИНТЕРНЕТ).
Передача информации в
свободном простанстве (в
космосе, в атмосфере).

14.

Передача информации в атмосфере.
Окна прозрачности атмосферы
CO2 laser
Лазеры
COlaser
OPO
SSL
C2H6
Газы
C2H6
CH4
CH4
NO2
C2H4
C2H4
C2H4
100
%
H2O
Прозрачность
атмосферы в %
на высоте 300 м
CO2
0
1
2
3 4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15
Длина волны (в микрометрах)

15.

ЛИДАРЫ
Лидары для
зондирования
загрязнений
Лидары для
беспилотных
автомобилей

16.

Принцип использования бортовой лазерной системы для
диагностики утечки газа из магистрального трубопровода

17.

Применение лазеров для создания
спецэффектов (нелинейная оптика)

18. Лазерный термоядерный синтез

19.

Применение лазеров в промышленности
Лазерная резка

20.

Лазерная сварка.

21.

Лазерное термоупрочнение.

22.

Лазеры в военном деле
Боевое применение лазера для уничтожения МБР на взлёте.

23.

24.

Вверху: запуск "Стингера".

25.

Подготовка и запуск "Стингера".

26.

Лайнер MD-10 с новой системой Guardian под брюхом

27.

Схема работы системы. 1 – Guardian обнаруживает старт ракеты
своими датчиками и начинает отслеживание полёта, 2 – цель
захвачена в искатель системы наведения лазера, который
включается и начинает сопровождать ракету, 3 – ГСН ракеты
ослеплена, 4 – ГСН теряет самолёт, 5 – ракета уходит в сторону,
атака остановлена.

28.

Принципы и схемные решения, заложенные в гражданский
Guardian, неоднократно проходили проверку на полигонах, а также
в боевых условиях для самолётов и вертолётов ВВС США (на
врезке — противодействие этой системы реальному пуску ракеты).

29.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
Oлег Леонидович Антипов
Институт прикладной физики Российской
академии наук
телефон: 4164947
e-mail: [email protected]