В настоящее время разработано значительное число лазеров, отличающихся видом активной среды, способом создания инверсии населенности, конструкцией, режимом работы, длиной волны генерации и т. д. Классификация лазерных систем может быть построена по одному из этих признаков. Деление лазеров на группы может быть выполнено по агрегатному состоянию активной рабочей среды, в которой обеспечивается наличие отрицательных температур (инверсии населенностей). Следуя этому принципу, все лазерные системы делятся на четыре группы: лазеры на твердом теле; газовые лазеры; жидкостные лазеры; полупроводниковые лазеры .[ ...]
Необходимо отметить, что деление на группы не исключает возможности деления лазеров в каждой группе на подгруппы. Выбор той или иной группы лазерных источников определяется конкретным применением. Коротко остановимся на общей характеристике каждой из групп.[ ...]
Наиболее распространенным методом накачки твердотельных лазеров является оптический. При этом используются интенсивные источники света. Основным достоинством твердотельных лазеров являются высокие значения мощности и энергии излучения. Это объясняется тем, что в твердом теле сравнительно легко обеспечить высокую концентрацию атомов-активаторов в матрице. Например, в рубине концентрация ионов Сг3+ составляет порядка 10 см и выше. Преимущественный режим работы твердотельных лазеров — импульсный. В режиме обычной генерации энергия в импульсе этих лазеров может достигать 1000 Дж и более. В режиме импульсной добротности пиковая мощность в импульсе может достигать 10 Вт и более. Из-за этих параметров твердотельные лазеры представляют значительный интерес для исследований в области взаимодействия излучения с веществом [20 — 27]. Однако ширина линии излучения при генерации и расходимость луча этого класса приборов являются сравнительно большими по сравнению, например, с такими же параметрами газовых лазеров. Кроме того, несмдтря на высокие уровни мощности в импульсе, твердотельные лазеры обладают низким КПД (1 — 10%). Средняя мощность невысокая. По этим характеристикам оптические квантовые генераторы (ОКГ) на твердом теле также уступают газовым лазерам.[ ...]
Газовые лазеры. К этому чрезвычайно обширному классу квантовых приборов относятся лазеры, в которых активной средой является газ или смесь газов. В зависимости от использования энергетических уровней молекул, атомов или ионов газовые ОКГ можно разделить на молекулярные, атомные и ионные лазеры. Этот класс квантовых приборов обладает большими достоинствами. В связи с тем, что энергетический спектр газа точно соответствует энергетическому спектру отдельных атомов, в этих системах можно установить различные схемы переходов между энергетическими уровнями. Во-вторых, в газовых ОКГ получают высокую степень монохроматичности и когерентности излучения, так как газ является оптически однородной средой, что позволяет использовать большие расстояния между зеркалами. Далее, газовая среда позволяет применять самые различные способы создания инверсии населенности: электронный удар, световая накачка, неупругие соударения атомов, химические, тепловые методы и т. д.[ ...]
С помощью газовых лазеров получена генерация индуцированного излучения в широчайшем диапазоне: от вакуумного ультрафиолета до далекой инфракрасной области. Благодаря этим уникальным свойствам газовые лазеры нашли самое широкое применение в различных областях науки и техники. С появлением газовых лазеров, в которых используются нестационарные способы создания инверсной населенности, некоторые типы газовых лазеров не уступают даже твердотельным лазерам по уровням мощности и энергии излучения. Механизм работы различных газовых лазеров изложен в многочисленных работах [10 — 14].[ ...]
В настоящее время в качестве активных сред в жидкостных лазерах широкое применение нашли растворы огранических красителей. Термин «краситель» в этом смысле применяется для обозначения определенного органического соединения, обладающего определенными спектральными свойствами. На этих средах удается получить интенсивное индуцированное излучение практически на любой длине волны от 0,34 до 1,175 мкм. Очень важным преимуществом таких сред является возможность непрерывной перестройки частоты генерации в диапазоне нескольких сотен ангстрем. Это достигается либо изменением свойств раствора или параметров резонатора, либо введением в резонатор селектора длин волн (дифракционной решетки). Такое достоинство жидкостных лазеров особенно ценно в лазерохимии (стимулирование и управление химическими реакциями [24, 25]), в специальных разделах оптики.[ ...]
В качестве источников накачки жидкостных лазеров применяют когерентное излучение другого лазера (например, рубинового), либо спонтанное излучение импульсных ламп.[ ...]
К числу сильно флуоресцирующих красителей относятся вещества из класса ксантенов, кумаринов, оксазолов, антраценов, азинов, акридинов, полиметинов, фталоцианинов. Например, на красителях ксантеновой группы легко получить индуцированное излучение в диапазонах 5500 — 5900 А (родамин 60) и 5800 — 6800 А (родамин В). Красители антраценовой, оксазольной и кумариновой групп излучают в фиолетовой и сине-фиолетовой областях спектра (4000 -4800 А). В жидкостных ОКГ находят применение и неорганические жидкости, например, на основе оксихлорида фосфора и галогенидов металлов, оксихлорида селена с тетрахлоридом олова. Активатором в этих жидкостях используется неодим, растворяемый в количестве нескольких процентов.[ ...]
Вернуться к оглавлению