Оптическая и квантовая электроника. Светцов В.И. - 34 стр.

излучения. Обычные источники обладают очень низкой направленностью
излучения (в пределах телесного угла от 2π до 4π).
      От обычных источников можно получить почти параллельные лучи, если
на большом расстоянии установить диафрагму или поместить источник в
фокальной плоскости коллиматора. Однако энергия такого пучка будет весьма
мала. ОКГ излучают в очень небольшом телесном угле. Излучение лазеров
является когерентным и поэтому фронт волны представляет собой, как
правило, почти плоскость или сферу очень большого радиуса, т.е. лазер можно
рассматривать как источник почти параллельных лучей с очень небольшой
расходимостью. В принципе эта расходимость определяется дифракцией на
выходном отверстии. Причем направленность излучения лазеров достигается
не в результате каких-то специальных приемов, а благодаря когерентности
излучения. Необходимо отметить, что создание идеально параллельного пучка
света невозможно и при помощи лазеров, можно лишь добиться очень малого
угла расхождения. Нижний предел для расходимости пучка, определяемый
дифракцией, может быть оценен из выражения:
          Kλ
      θ=     ,                                                      (1.47)
           d
где d - диаметр отверстия или диаметр пучка в наиболее узкой его части, К -
коэффициент, зависящий от формы пучка. Для плоского пучка К = 2,44, для
гауссова К = 1,27.
      Используя любую оптическую систему, увеличивающую телесный угол
пучка, можно получить значительное увеличение плотности излучения.
Когерентное излучение ОКГ можно сфокусировать в пятно чрезвычайно малых
размеров, где плотность энергии будет очень большой. Теоретическим
пределом минимального диаметра лазерного пучка является длина волны. В
реальной ситуации этот предел трудно достижим из-за неидеальности
пространственных характеристик лазерного пучка и искажений в линзах. Для
промышленных лазеров размеры сфокусированного светового пятна
составляют 0,001 - 0,01 см. В настоящее время с помощью лазеров достигнуты
плотности мощности излучения 1011 Вт/см2 (плотность излучения Солнца
составляет только 7⋅103 Вт/см2).
                    1.4.5. Яркость и мощность излучения
      Яркость В определяется, как мощность на единицу площади и на
единицу телесного угла. Для луча круглого сечения радиусом R,
расходимостью Q и полной мощностью Р имеем:
                                    37