Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 63
Так вот он чего
Скрытый текст
Луч не может быть лазерным и распространятся в воздухе, потому что это геометрическая сущность.
В воздухе распространяется лазерный, простите, пучок
В воздухе распространяется лазерный, простите, пучок
Пучок — это связка продолговатых предметов. А касательно квантов изЛУЧения есть определенные сомнения, что они продолговатые и связаны.
Интересно, когда ознакомитесь с терминологией, будете ли извиняться?
Вон, смотрите, человек, вроде, в теме разбирается, а все туда же — у него тоже изЛУЧение продолговатое и связанное:
habrahabr.ru/post/231535/#comment_7823265
habrahabr.ru/post/231535/#comment_7823265
Т.е. солнечные лучи на самом деле солнечные пучки?
Уел.
Но у лазерного пучка есть одно из фундаментальных отличий от солнечного луча — он имеет гауссову форму, т.е. энергия не сосредоточена на прямой, даже в приближении. Он характеризуется двумя параметрами — радиусом стяжки w и углом расходимости theta
Но у лазерного пучка есть одно из фундаментальных отличий от солнечного луча — он имеет гауссову форму, т.е. энергия не сосредоточена на прямой, даже в приближении. Он характеризуется двумя параметрами — радиусом стяжки w и углом расходимости theta
Я нифига не спец по лазерам, но они разве не являются подмножеством просто света? Т.е. свет — это поток фотонов, лазерный (луч|пучок) тоже состоит из фотонов, только с более специфическими свойствами. Соответственно, если мы можем говорить «луч» про свет, мы можем говорить «луч» про лазер, т.к. лазер — это тоже свет (ну тут, видимо, придется несколько расширить понятие света, правда, т.к. лазер может светить за пределами видимого спектра).
Хм, лазеры бывают УФ, видимого диапазона и ИК. А свет — только видимого. Может свет — это подмножество лазеров?
Так а где там про поток фотонов, если это нормаль к волновой поверхности?
>в геометрической оптике
Если внимательно прочитать мой самый первый коментарий, то можно увидеть, что я там пишу про то, что луч — это геометрическая сущность. Геометрические сущности не распространяются в воздухе. Солнечный луч — это абстракция. Это как сердечко рисовать — все знают, что имеется ввиду. А тот, кто не знает, очень удивиться увидев настоящее сердце.
>в геометрической оптике
Если внимательно прочитать мой самый первый коментарий, то можно увидеть, что я там пишу про то, что луч — это геометрическая сущность. Геометрические сущности не распространяются в воздухе. Солнечный луч — это абстракция. Это как сердечко рисовать — все знают, что имеется ввиду. А тот, кто не знает, очень удивиться увидев настоящее сердце.
В физической оптике свет — ЭМ излучение видимое человеком, но в более широком смысле и любое оптическое излучение. И свет ни в коем случае не может быть подмножеством лазеров, так как лазер это light amplification by stimulated emission of radiation «усиление света посредством вынужденного излучения». И да, луч по еще школьному определению луч — имеющая начало часть прямой. Так как лазерное излучение имеет начало а конца не имеет и (в вакууме без гравитационных источников и препятствий на пути, раз Вы так любите придираться к словам) распостраняется по прямой то термин «лазерный луч» имеет право на существование. В конце концов «электронная дырка» тоже чудовищная абстракция, но ей почему-то все пользуются.
Да, системный блок по этой логике тоже можно называть процессором. Школьное определение — из геометрии. И что значит слово ЛАЗЕР я тоже знаю, а тэг «сарказм», очевидно, на хабре обязателен. Оптика, судя по всему, в более широком смысле изучает прямолинейное поступательное движение тел, динамику жидкости и газа, а также теории поля и относительности.
Хы. А Вы в курсе, что разъема rj-45 в компьютерных сетях не существует? Но при этом это же никому не мешает покупать кабели с такими разъемами.
А Вы уверены что луч и пучок абсолютно несовместимые понятия? dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/2692/%D0%A1%D0%92%D0%95%D0%A2%D0%9E%D0%92%D0%9E%D0%99
А Вы уверены что луч и пучок абсолютно несовместимые понятия? dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/2692/%D0%A1%D0%92%D0%95%D0%A2%D0%9E%D0%92%D0%9E%D0%99
Нет, не в курсе, но пример-то отличный. Нам не мешает существовать непонимание электрических связей в атоме, но это же не повод не пытаться разобрать, перестать учиться и развиваться?
А Вас достаточно времени чтобы разобраться хотя бы во всех направлениях только физики? В данной статье разницы между световым пучком и световым лучом никакой. Тем более что «световой пучок» подразумевает пучок чего-то (а если точнее, световых лучей). Опять же, выйдя на улицу Вы говорить «сильный ветер» а не «суммарная скорость движения элементарных струек воздуха превосходит нормальную для данного времени суток/года».
Ээээ, а мужики-то не знают. Линзы зачем-то ставят для фокусировки.
А вообще что такое «лазерность»? Что отличает «лазерное» излучение от иного излучения и следствием чего являются эти отличительные особенности?
Зачем вообще нужны лазеры с такими смешными КПД в дай бог единицы процентов?
А вообще что такое «лазерность»? Что отличает «лазерное» излучение от иного излучения и следствием чего являются эти отличительные особенности?
Зачем вообще нужны лазеры с такими смешными КПД в дай бог единицы процентов?
Вот мне еще тут пишут в личку про то, чему есть место на хабре. И чему, соответственно, нет.
Судя по голосам за комменты, прикольчикам места на хабре хватает, а вот базовой информации из области, несвязанной с ИТ, даже высказанной в негрубой форме, места нет.
Вот если бы я написал в топике, что размер переменной double — 24 бита, меня бы первым же комментом поправили, что, мол, зависит от компилятора и его настроек, и это был бы самый заплюсованный коммент, что бы там еще в топике написано не было.
Судя по голосам за комменты, прикольчикам места на хабре хватает, а вот базовой информации из области, несвязанной с ИТ, даже высказанной в негрубой форме, места нет.
Вот если бы я написал в топике, что размер переменной double — 24 бита, меня бы первым же комментом поправили, что, мол, зависит от компилятора и его настроек, и это был бы самый заплюсованный коммент, что бы там еще в топике написано не было.
Ждем лазерную винтовку?
Не совсем понятно. Вот у нас изначально есть какой-то направленный источник света. С помощью него пытались передавать информацию по воздуху, но получалось плохо из-за рассеивания света на частицах воздуха. Авторы же предлагают сначала стрельнуть мощным и коротким импульсом света, который, по их задумке, должен создать канал типа оптоволокна, по которому уже будет идти свет с информацией и как бы рассеиваться меньше, чем без такого канала.
Вопрос1: а этот предварительный импульс света точно так же должен рассеиваться в воздухе, или нет?
Вопрос1а: если нет, то почему?
Вопрос1б: если да, то какая тогда разница?
Вопрос2: а на какую дальность такой канал остаётся эффективным?
Вопрос1: а этот предварительный импульс света точно так же должен рассеиваться в воздухе, или нет?
Вопрос1а: если нет, то почему?
Вопрос1б: если да, то какая тогда разница?
Вопрос2: а на какую дальность такой канал остаётся эффективным?
1) Пусть рассеивается, лишь бы канал сформировал.
1б) Потому что с каналом лучше.
2) Если канал эффективен на расстояние x, то луч, пущенный по каналу, пролетит немного дальше и перенесёт немного больше энергии. Как бы мал не был этот x.
И мне кажется, что эффект можно мультиплицировать — добавить лазеры вокруг лазеров, чтобы создавать каналы для каналов. Ну вы поняли.
1б) Потому что с каналом лучше.
2) Если канал эффективен на расстояние x, то луч, пущенный по каналу, пролетит немного дальше и перенесёт немного больше энергии. Как бы мал не был этот x.
И мне кажется, что эффект можно мультиплицировать — добавить лазеры вокруг лазеров, чтобы создавать каналы для каналов. Ну вы поняли.
Насколько я понял вспомогательные лучи это как первая ступень у ракеты: позволяют увеличить дальность полета луча за счет уменьшения рассеивания в воздухе на первом этапе полета. Их вспомогательное действие через какое-то расстояние прекращается и луч начинает лететь с большим рассеиванием. В итоге получаем увеличение эффективной дальности лазера может в 2 раза, может чуть меньше.
Позволю себе немного пофантазировать.
Могу предположить что можно использовать больше одной «ступени», что позволить неограниченно увеличивать дальность полета. Т.е. обернуть первую «ступень» из лучей в ещё одну обертку из лучей, и так далее, на сколько хватит ресурсов и на сколько это нужно. Скорей всего это окажется слишком затратно для гражданских целей. Но вот ракеты сбивать скажем получается удобно — можно регулировать дальность полета луча количеством оберток, хоть спутники сбивай, хоть цели на небольшой высоте. Повторюсь — это мои размышления на тему :)
Позволю себе немного пофантазировать.
Могу предположить что можно использовать больше одной «ступени», что позволить неограниченно увеличивать дальность полета. Т.е. обернуть первую «ступень» из лучей в ещё одну обертку из лучей, и так далее, на сколько хватит ресурсов и на сколько это нужно. Скорей всего это окажется слишком затратно для гражданских целей. Но вот ракеты сбивать скажем получается удобно — можно регулировать дальность полета луча количеством оберток, хоть спутники сбивай, хоть цели на небольшой высоте. Повторюсь — это мои размышления на тему :)
Ключевое слово — «фемтосекундная». Там можно такую мощность вкачать за фемтосекунду, что нулей не хватит на калькуляторе. При этом оборудование выживет, потому что средняя мощность будет невелика. А дальше уже работаем обычным лазером.
Вот мы, кстати, о лазерах беседовали в камментах
habrahabr.ru/post/153555/
habrahabr.ru/post/153555/
В топике упущен довольно важный момент — зона повышенного давления в центре создается не просто за счет прогрева воздуха и снижения давления вокруг, а за счет звуковой волны, формирующейся за счет очень быстрого нагрева. Причем условия подбираются таким образом, чтобы сфокусировать эту волну в центре пучка:
«The rapid heating caused by the laser pulses generates a ring of tiny sound waves that converge on a center point, creating a high-pressure channel in the middle»
«Быстрый нагрев с помощью лазерных импульсов создает кольцо небольших звуковых волн, которые сходятся в центральной точке, формируя канал высокого давления в середине»
Скорее всего излучение, которое собираются передавать по такому каналу — тоже импульсное, хотя и не обязательно фемтосекундное. ИМХО для коммуникаций это не очень интересно, поскольку гораздо проще увеличить диаметр пучка, что снизит как плотность мощности (а значит и нагрев воздуха и прочие нежелательные эффекты), так и дифракционную расходимость.
«The rapid heating caused by the laser pulses generates a ring of tiny sound waves that converge on a center point, creating a high-pressure channel in the middle»
«Быстрый нагрев с помощью лазерных импульсов создает кольцо небольших звуковых волн, которые сходятся в центральной точке, формируя канал высокого давления в середине»
Скорее всего излучение, которое собираются передавать по такому каналу — тоже импульсное, хотя и не обязательно фемтосекундное. ИМХО для коммуникаций это не очень интересно, поскольку гораздо проще увеличить диаметр пучка, что снизит как плотность мощности (а значит и нагрев воздуха и прочие нежелательные эффекты), так и дифракционную расходимость.
хм, интересно, будут ли слышимые допплеровские звуковые эффекты при махании таким лазером?
en.wikipedia.org/wiki/Lightsaber#Sound
en.wikipedia.org/wiki/Lightsaber#Sound
Что бы ни стояло за этим — насколько красивая идея! Просто и эффективно.
Интересно-интересно. Rafael, когда рассказывали о противоракетном лазере, тоже говорили что там будет несколько излучателей. Может, поэтому.
Идея хорошая и имеет право ни развитие.
Отношение сигнал / шум в такой системе растет однозначно. Но вот что такое большая дальность? Большая дальность для лидаров и лазерных спектроскопах система конечно обеспечит. А вот для расстояний сотни — тысячи километров это уже проблема.
Проблемой будет и передача силового пучка в военных целях. Потому что мощность фемтосекундного лазера, как правило, мала, а тепловые и ударные волны требуют приложения мощности, а не энергии.
Особенность фемтосекундного лазера короткий импульс с заданной энергией. При этом то что определяет выделение тепла — мощность (тут нельзя сказать средняя мощность) невысока. А тепловые эффекты и ударные волны определяются именно тепловыделением. Рост мощности у фемтосекундного лазера ограничен электрической прочностью среды Свет лазера это электромагнитная волна, при превышении напряженности электрического поля электропрочности среды происходит электрический пробой среды. В этом случае вся энергия лазерного пучка выделяется в месте пробоя.
При транспортировке силового лазерного пучка фемтосекундный лазер может служить инициатором пробоя для силового лазера.
Извините, возможно я слишком углубился, но знание практики лазерной техники заставляет меня сомневаться в некоторых аспектах применения данной идеи.
Отношение сигнал / шум в такой системе растет однозначно. Но вот что такое большая дальность? Большая дальность для лидаров и лазерных спектроскопах система конечно обеспечит. А вот для расстояний сотни — тысячи километров это уже проблема.
Проблемой будет и передача силового пучка в военных целях. Потому что мощность фемтосекундного лазера, как правило, мала, а тепловые и ударные волны требуют приложения мощности, а не энергии.
Особенность фемтосекундного лазера короткий импульс с заданной энергией. При этом то что определяет выделение тепла — мощность (тут нельзя сказать средняя мощность) невысока. А тепловые эффекты и ударные волны определяются именно тепловыделением. Рост мощности у фемтосекундного лазера ограничен электрической прочностью среды Свет лазера это электромагнитная волна, при превышении напряженности электрического поля электропрочности среды происходит электрический пробой среды. В этом случае вся энергия лазерного пучка выделяется в месте пробоя.
При транспортировке силового лазерного пучка фемтосекундный лазер может служить инициатором пробоя для силового лазера.
Извините, возможно я слишком углубился, но знание практики лазерной техники заставляет меня сомневаться в некоторых аспектах применения данной идеи.
А как насчет передачи энергии на расстоянии и космического лифта?
Передача энергии на расстояние уже имеет место быть. Простейший вариант бесконтактная зарядка смартфона. Сейчас этого нет, но в 60х годах ее показывали даже в школе на уроках физики. Использовали простой виток с лампочкой и ВЧ генератор. Все наглядно.
Главная проблема передачи энергии — это КПД такой системы. На последний влияют множество факторов. И он настолько мал, что применение таких устройств пока просто нерентабельно.
Что касается лифта, то как говорил Архимед «Дайте мне точку опоры и я переверну мир».
Перефразируя можно сказать " создайте материал с необходимыми весо-прочностными характеристиками и поедем на орбиту на лифте".
Главная проблема передачи энергии — это КПД такой системы. На последний влияют множество факторов. И он настолько мал, что применение таких устройств пока просто нерентабельно.
Что касается лифта, то как говорил Архимед «Дайте мне точку опоры и я переверну мир».
Перефразируя можно сказать " создайте материал с необходимыми весо-прочностными характеристиками и поедем на орбиту на лифте".
Алекс, ну, вроде не на форуме для домохозяек :-) Я, может, непонятно выразился, вот что я имел ввиду: www.spaceward.org/games
и вот это: lasermotive.com/wp-content/uploads/2012/03/Laser-Power-Beaming-Fact-Sheet.pdf
Если я правильно понимаю, то можно с использованием описанной в топике технологии увеличить и кпд и дальность…
и вот это: lasermotive.com/wp-content/uploads/2012/03/Laser-Power-Beaming-Fact-Sheet.pdf
Если я правильно понимаю, то можно с использованием описанной в топике технологии увеличить и кпд и дальность…
:-), ну вот, а я, прочитав вопрос, грешным делом подумал…
Но я отвечу чтобы было понятно не только специалистам.
Таких и подобных технологий известно много (кроме приведенных ссылок), но пока не существует известных конструкций. А работающая модель единственное доказательство гипотезы.
Для обсуждения ссылок надо открывать отдельный пост.
Но я отвечу чтобы было понятно не только специалистам.
Таких и подобных технологий известно много (кроме приведенных ссылок), но пока не существует известных конструкций. А работающая модель единственное доказательство гипотезы.
Для обсуждения ссылок надо открывать отдельный пост.
Потому что мощность фемтосекундного лазера, как правило, мала, а тепловые и ударные волны требуют приложения мощности, а не энергии
Может быть, вы перепутали мощность и энергию? В противном случае особенно вторая часть предложения (про тепловые и ударные волны) как-то совсем теряет физический смысл.
Может быть сказано немного неточно, но чуть ниже я писал: «тепловые эффекты и ударные волны определяются именно тепловыделением».
Эффекты тепловыделения (или просто тепловыделение) в луче не могут превышать мощность потребляемую лазером от розетки.
Автор заметки пишет: «Эта вспышка прогревает воздух вокруг пути, по которому пойдёт основной луч». Поэтому я писал именно об этой стороне эффекта. Хотя на самом деле происходящие процессы много сложнее.
А соотношение энергии 1 Дж=1 Вт х сек
Эффекты тепловыделения (или просто тепловыделение) в луче не могут превышать мощность потребляемую лазером от розетки.
Автор заметки пишет: «Эта вспышка прогревает воздух вокруг пути, по которому пойдёт основной луч». Поэтому я писал именно об этой стороне эффекта. Хотя на самом деле происходящие процессы много сложнее.
А соотношение энергии 1 Дж=1 Вт х сек
Эффекты тепловыделения (или просто тепловыделение) в луче не могут превышать мощность потребляемую лазером от розетки
Мощность превышать могут. Например, вы можете в течение 100 секунд потреблять из розетки мощность 1Вт. За 100 секунд наберется 100Дж. Эту энергию можно запасать в конденсаторе, например. После этого вы можете выделить эти 100Дж в виде излучения за очень короткое время. Например, за 1с. При этом у вас получится мощность 100Вт. С учетом кпд будет меньше, но общий смысл сохраняется. Вы можете медленно (с малой мощностью) брать энергию из розетки, запасать ее, а потом быстро расходовать. При этом мощность тепловыделения в луче или еще где-либо может многократно превышать мощность, которая потреблялась от розетки. Закон сохранения энергии при этом не нарушается. Главное — чтобы сохранялся положительный баланс энергии, а не мощности.
А вот для расстояний сотни — тысячи километров это уже проблема.
Где найти эти сотни и тысячи километров плотной атмосферы?
Где найти эти сотни и тысячи километров плотной атмосферы?
Сотни километров — любая трасса по касательной к поверхности земли. 2/3 ее в плотных (или возмущенных) слоях атмосферы.
Ну а тысячи, трасса канала передачи информации с промежуточными отражателями.
Ну а тысячи, трасса канала передачи информации с промежуточными отражателями.
Это какая мощность фемтосекундной вспышки должна быть чтобы подогреть воздух на некоторое расстояние? Если я правильно понимаю, таким лазером будут предавать инфу например на орбиту, до куда очень много км. На сколько сильно подогревается воздух? И как это скажется на глобальном потеплении?)
я в этих вопросах конечно профан, но лазер перед собой не разогревает пространство? Ато в таком случае ему особо мешать ничего и не должно… Объясните незнайке.
Глобальное потопление — маркетинговая выдумка.
Это какая мощность фемтосекундной вспышки должна быть чтобы подогреть воздух на некоторое расстояние?
Большая. Только время, пока этот «подогрев» будет держаться — какие-нибудь микросекунды. Но этого достаточно, чтобы пустить основной луч.
И как это скажется на глобальном потеплении?
Очень просто: бдыдыщь!… и все вымерли.
en.wikipedia.org/wiki/Ti-sapphire_laser
At 5 mJ in 100 femtoseconds, the peak intensity of such a laser is 50 gigawatts per square centimeter.[2] When focused by a lens, these laser pulses will ionise any material placed in the focus, including air molecules
At 5 mJ in 100 femtoseconds, the peak intensity of such a laser is 50 gigawatts per square centimeter.[2] When focused by a lens, these laser pulses will ionise any material placed in the focus, including air molecules
Сто лет в обед этой теме.
В одном институте в Москве тема прорабатывалась в 70-80х годах.
Суть(упрощенно): строим ОЧЕНЬ мощный лазер, светим им в небо. Материя (воздух) в пучке ионизируется и разгоревается до состояния плазмы. В этот плазменный «шнур» вкачиваем радиочастоту. Получаем антенну высотой сколько мощности лазера хватит. Профит.
В одном институте в Москве тема прорабатывалась в 70-80х годах.
Суть(упрощенно): строим ОЧЕНЬ мощный лазер, светим им в небо. Материя (воздух) в пучке ионизируется и разгоревается до состояния плазмы. В этот плазменный «шнур» вкачиваем радиочастоту. Получаем антенну высотой сколько мощности лазера хватит. Профит.
А еще можно излучать два параллельных луча, а между получившимися проводящими пучками создать разность потенциалов — получаем нечто вроде очень мощного тазера, но без проводов.
Оффтоп: вы видите изображение в вашем посте? Я вижу только небольшую его верхнюю часть.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Американские учёные создали воздушный световод, который многократно улучшает распространение лазерного луча в воздухе