Такие великие изобретения как квантовые усилители волнового и оптического диапазонов (мазеры), а также квантовые световые генераторы (лазеры) позволили использовать энергию, излучаемую атомами и молекулами.
Но, если на заре своего появления они были кристаллическими и малоэффективными (КПД не свыше 1%), то с развитием технологий появились новые, намного более мощные разновидности. Например, волоконные излучатели.
Спектр их применения крайне широк. Это и резка металлов с нанесением гравировки, и медицина, и военное дело. Еще одной отраслью применения лазеров стало составление крайне точных метеорологических прогнозов. Это обеспечивает поразительная точность воспроизводимости секунды. Недаром лазеры называют молекулярными часами.
Также лазеры используются для более точного измерения длины волн с нанесением линейных шкал. Благодаря своим уникальным свойствам лазерные излучатели стали самыми незаменимыми помощниками в изучении параметров различных сред (их диапазонов, качеств и скоростей). К таким свойствам можно отнести:
- Высокую монохроматичность;
- Малую расходимость луча;
- Большую интенсивность.
Благодаря этим свойствам стало возможно с большой точностью измерять:
- Давление;
- Температуру;
- Наличие примесей;
- Показатели преломления среды;
- Изменения турбулентных завихрений;
- Скорость перемещения воздушных масс.
Все лазеры, используемые метеорологами, несколько отличаются от остальных и называются лидарами. Помимо этого, сейчас создаются лазерные системы, не реагирующие на шумы, качество внешнего освещения, вибрации и выдерживающие определенную пыльность воздуха. Все эти факторы влияют на искажение показаний, именно поэтому их воздействие на лазер стараются минимизировать.
С помощью лидаров удается отслеживать изменения турбулентных завихрений воздушных масс. Это способствует большей точности прогнозирования, поскольку именно эти процессы не в последнюю очередь влияют на скорость и направление перемещения атмосферных потоков. Также лидарами измеряют высоту расположения в атмосфере и скорость перемещения различных типов облаков. Это позволяет точно предсказывать приближение таких явлений как грозы, шторма, бураны.
Новейшие разработки в этой области позволяют управлять такими установками дистанционно. Благодаря этому метеоролог может находиться на довольно большом расстоянии от самого излучателя.