Параметры лазеров

При заданных параметрах лазера, реактора и преобразователя увеличение полной мощности установки можно обеспечить увеличением частоты инициирования микровзрывов и числом камер реактора. [c.286]

Параметры Лазеров подразделяются на внешние и внутренние. Внешние параметры характеризуют излучение, вышедшее из лазера внутренние связаны с процессами, происходящими внутри резонатора с рабочим веществом. К внешним основным параметрам относятся энергия и мощность излучения, длительность импульса, угловая расходимость пучка света, когерентность излучения и поляризации. Помимо этого в ряде случаев необходимо знать распределение энергии и мощности внутри пучка, его спектральный состав и изменение во времени, а также изменение угловой расходимости в ближней и дальней зонах. К внутренним параметрам относятся спектр мод резонатора, усиление и шумы в ряде случаев требуется знать также порог генерации и насыщение. Различные типы лазеров имеют различные параметры, определяющие области их применения в науке и в технике, и в частности в машино-и приборостроении. [c.19]

При сверлении, так же как и при резании, свойства обрабаты-ваемого материала существенно влияют на параметры лазера, необходимые для выполнения операции. Сверление осуществляют импульсными лазерами, работающими как в режиме свободной генерации с длительностью импульсов порядка 1 мкс, так и в режиме с модулированной добротностью с длительностью в несколько десятков наносекунд. В обоих случаях происходит тепловое воздействие на материал, его плавление и испарение из зоны воздействия по модели, аналогичной процессу лазерной резки с неподвижным тепловым источником [см. формулу (103)]. [c.127]

Выражения (121) описывают глубину и диаметр лунки при заданных исходных параметрах лазера, оптической системы и исходного материала. [c.128]

Основные параметры лазеров, пригодных лля обработки тонких пленок [73, 126, 128] [c.160]

Приведенные в предыдущих главах сведения о принципах построения и достигнутых параметрах лазеров технологического назначения, естественно, не охватывают всего многообразия существующих сегодня лазерных систем. Из-за ограниченного объема книги за пределами рассмотрения остался целый ряд перспективных направлений развития лазерной техники, представляющих интерес для лазерной технологии. Остановимся кратко на некоторых тенденциях этого развития. [c.182]

Параметры лазеров, применяемых для технологических операций [c.747]

Пальцы 149 Параметры лазеров 747 Пасты 896 [c.955]

До сих пор наше рассмотрение было направлено на обоснование уравнения (5.1 в) и на вывод явных выражений для В и Хс через измеряемые параметры лазера. Однако следует заметить, что мы указали также и на пределы применимости уравнения (5.1в). Действительно, при выводе уравнения (5.12) нам пришлось использовать приближение (5.9), согласно которому разница между усилением и потерями невелика. Для непрерывного лазера это условие всегда выполняется, поскольку в установившемся процессе а(Л 2 — Ni)l = y (см. разд. 5.3.1). А вот для импульсного лазера условие (5.9) будет справедливо лишь тогда, когда лазер работает при малом превышении над порогом. Если условие (5.9) не выполняется, то неприменимы и уравне- [c.242]

Параметры лазеров на красителях [c.392]

В табл. 6.1 представлена краткая сводка выборочных параметров лазеров, рассмотренных в предыдущих разделах. Хотя перечень лазеров, перечисленных в табл. 6.1, является уже достаточно большим, следует иметь в виду, что он представляет [c.437]

Требования к стабильности параметров лазеров накачки и выявить наиболее устойчивые режимы работы. Эффективным методом исследования статистических характеристик является численный эксперимент, в котором можно выделить вклады, вносимые флуктуациями различных параметров импульсов накачки [26]. [c.252]

ПАРАМЕТРЫ ЛАЗЕРОВ НА ГРАНАТЕ С НЕОДИМОМ [c.50]

Таким образом, выбирая конкретный лазерный переход (соо и а) и задавая отношение ненасыщенной инверсии Ne к пороговой Л/ ор, из выражений (2.41) легко получить выходную мощность лазерного излучения при заданных параметрах лазера Ур, к , п, g (i)). [c.66]

Технические шумы. Причина появления технических шумов кроется в неидеальности конструкции лазера, при которой такие его-параметры, как потери резонатора и мощность накачки, испытывают заметные флуктуации. Как было показано выше, лазер особенно чувствителен к модуляции параметров на релаксационных, резонансных частотах, близких к йо или кратных Qo. Однако эти частоты обычно достаточно велики (десятки килогерц) и относительно легко удается подавить источники возмущений параметров лазера на этих частотах. На низких частотах (от единиц герц до сотен и нескольких килогерц) источники возмущений подавить -сложно и они оказывают влияние па стабильность излучения ла- [c.89]

Все источники технических нестабильностей лазерного излучения оказывают свое влияние на генерацию через два основных параметра лазера коэффициент усиления активной среды и коэффи- [c.90]

Флуктуации коэффициента потерь излучения в резонаторе могут быть (вызваны различными нестабильностями параметров лазера, основные из которых перечислены выше. Существует несколько физических механизмов, через которые эти нестабильности порождают флуктуации коэффициента потерь резонатора. [c.92]

Таблица 4.1 Параметры лазеров серии ЛТИ-500

Таблица 4.2 Параметры лазеров серии ЛТИ-700

Таблица 4.3 Параметры лазеров серии ЛТН-100

При обработке тонких пленок применяется как одноимнульс-ный, так и многоимпульсный режим. Многоимпульсная обработка тонких слоев и пленок применяется в тех случаях, когда энергетические параметры лазеров не позволяют полностью удалить пленку из облученной зоны за один импульс или когда возникает необходимость в удалении части пленки. Кроме того, многоимпульсный режим обладает такими достоинствами по сравнению с одноимпульсной обработкой, как возможности усреднения нестабильности параметров светового импульса и уменьшение отклонения размеров и формы отверстий в толстых пленках. [c.158]

Появление лазеров вызвало интенсивное развитие методов внутр. М, с., основанных на управлении когерентным излучением за счёт изменения параметров лазера. При этом мы. устройства, применяемые как внеш. модуляторы, номещаются внутри оптического резонатора лазера. Используя разл. способы внутр. модуляции, получают любой вид М. с. амплитудный, частотный, фазовый и поляризационный. Частотой излучения лазера управляют, изменяя добротность оптич. резонатора лазера, напр. менян оптич. длину резонатора. С этой целью одно из зеркал резонатора закрепляют либо на магнитострикционном стержне (см. Магнитострикционный преобразователь), либо на пьезоэлементе и изменяют длину резонатора синхронно с модулирующим напряжением. Тот же эффект достигается путём изменения показателя преломления среды, заполняющей резонатор, для чего используется электрооптич. кристалл. Частотную модуляцию излучения лазера можно получить также при наложении на активную среду магн. или электрич. полей (см. Зеемана эффект, Штарка эффект), под действием К-рых происходит расщепление и смещение рабочих уровней атомов, ответственных за генерацию когерентного излучения. Изменяя величину коэф. усиления, получают амплитудную модуляцию излучения лазера. Для этого воздействуют на разность населённостей активной среды, либо изменяя мощность её возбуждения, либо используя всцомогат. возбуждение, приводящее к-перераспределению населённостей. Амплитудная модуляция излучения может быть получена и при помощи модуляции тока разряда газовых или полупроводниковых лазеров, работающих в непрерывном режиме. Одним из методов управления когерентным излучением является модуляция величины обратной связи лазера, т. е. коэф. отражения зеркал резонатора. С этой целью используют резонатор, одно из зеркал к-рого вращается с большой скоростью, и потому условия генерации выполняются лить в короткие промежутки времени. Вместо зеркал часто используют вращающуюся призму полного внутр. отражения. Изменение величины обратной связи можно получить, заменяя одно из зеркал на систему зеркал, образующих интерферометр Фабри — Перо. Коэф. отражения такого резонатора зависит от расстояния между зеркалами, изменяя к-рое можно модулировать интенсивность излучения и получать т. н. гигантские импульсы, мощность излучения в к-рых существенно превосходит мощность непрерывной генерации. Наконец, излучение лазеров также модулируют, изменяя добротность оптич. резонатора путем введения потерь, величина к-рых управляется внеш. сигналом. Для этого используют модуляторы на основе элек- [c.184]

Уже в настоящее время в устройствах данного типа достигнуты удельные параметры P/L IO кВт/м и Р—- 10...15 кВт, являющиеся предельными для лазеров с самостоятельным разрядом. Результаты, полученные в макетных экспериментах, позволяют надеяться на дальнейшее увеличение параметров лазеров с пучком. Согласно (4.24) для лазера с /г 10 см, v,= 10 см/с, рг (I...2) lO""" г/см (р 100...200 торр) и т1эо 0,1...0,2 значения P/La могут достигать 50... 100 кВт/м, что на порядок превышает предел для лазеров с накачкой самостоятельным разрядом постоянного тока. [c.141]

НПО ВНИИ оптико-физических измерений (ВНИИОФИ, Москва) — это центр по оптическим и оптико-физическим величинам, акустико-оптической спектрорадиометрии, измерениям в медицине, а также единицам измерения параметров лазеров. [c.519]

Важно подчеркнуть, что диапазон длин волн, который могут теперь перекрыть лазеры, весьма широк (приблизительно 0,1—10 мкм, т. е. четыре порядка между границами спектрального диапазона). Помимо длины волны имеются и другие параметры лазеров, которые могут изменяться в широких пределах. Действительно, мы показали, что выходная мощность лазеров может изменяться от милливаттного уровня в маломощных непрерывных лазерах до нескольких мегаватт в мощных непрерывных лазерах и до 100 ТВт в импульсных лазерах. Аналогично можно получать длительности лазерных импульсов от миллисекунд (в импульсных твердотельных лазерах) до фемтосекунд (в лазерах с синхронизацией мод). Габариты различных типов лазеров изменяются также в необычно широких пределах от нескольких микрон до нескольких десятков метров (один из самых длинных лазеров, который использовался в геодезии, имел длину 6,5 км ). Огромное разнообразие типов лазеров и их выходных параметров представляет собой, возможно, одну из наиболее удивительных особенностей лазерной отрасли и приводит к большому разнообразию их современных применений. [c.438]

Е = [(y2/2)(Ni/2Np) i E (Ae/o)hv. Заметим, что при тех же значениях параметров лазера выходная энергия трехуровневого лазера вдвое меньше четырехуровиевого. Это является следствием того, что в трехуровневом лазере используется лишь 1/2 часть первоначальной инверсии населенностей (Ni), поскольку как только Ni/2 возбуждений релаксировало на нижний лазерный уровень, населенности верхнего и нижнего лазерных уровнен выравниваются и усиление обращается в нуль. Выражение для длительности импульса совпадает с аналогичным выражением для четырехуровневого лазера [см. (5.101)1. [c.545]

Существенной особенностью лазеров с комбинированной синхронизацией мод оказывается сравнительно слабая зависимость длительности импульса генерации от расстройки длин резонаторов [29]. Это снижает требования к точности настройки резонаторов и стабильности параметров лазера накачки. В области больших отрицательных расстроек длительность импульса практически не меняется при изменении AL, а падает его энергия. При дальнейшем увеличении jALI наступает новый режим генерации — пульсирующий. В этом режиме импульс формируется за 400—500 проходов, затем медленно перемещается вперед во времени и пропадает, далее начинает формироваться новый импульс и процесс повторяется. Импульсов сателлитов, или сложной субструктуры при этом не наблюдается. [c.254]

Pi TeMbi при заданных конструктавных параметрах. В обратной задаче разработки необходимо определить конструктивные параметры лазера, обеспечивающие необходимые выходные характеристики излучения. И прямые, и обратные задачи должны включать в себя оптимизацию полученного решения прежде всего по конструкционно-технологическим и экономическим параме трам. Конечной целью этих новых методов разработки и проектирования приборов квантовой электроники должна стать система автоматизированного проектирования (САПР). Однако существование САПР невозможно без существования хорошо разработан ных и проверенных методов расчета, основанных на использовании новейших теоретических и экспериментальных исследований в области лазерной техники. Это является задачей будущего. [c.5]

Выражения (2.37) являются общими, справедливыми для лкх-бого типа лазера. Теперь необходимо связать величину W с измеряемыми параметрами лазера. Применительно к нашему слу- чаю стационарной генерации энергия излучения и инверсия населенности активной среды в резонаторе постоянны, т. е. dWldt=Or dNldt=0. Тогда из уравнений (2.6) получим выражение для стационарного значения энергии поля излучения внутри резонатора [c.65]

При оценках энергетических параметров не были учтены дифракционные потери света в резонаторе, потери на термическом двулучепреломлении активной среды и т. п. Учет этих потерь приведет к меньшим значениям энергетических параметров лазера. Кроме того, мы предполагали, что в генерации участвует весь объем кристалла граната, что достигается лишь при многомодовой генерации. При необходимости получать одномодовую генерацию часть апертуры кристалла диафрагмируется так, что работает лишь центральная, приосевая область кристалла. В этом случае выходная мош.ность лазерного излучения падает пропорционально уменьшению рабочего объема кристалла. Так, например, если нулевая мода лазера имеет диаметр в 2 раза меньший, чем диаметр кристалла, то ее выходная мощность примерно в 4 раза ниже мощности мнотомодо-вой генерации без диафрагмы и составит для принятых выше параметров около 2,5 и 9 Вт для длин волн 1338 и 1064 нм соответственно. [c.67]

Оптимальный коэффициент отражения нетрудно рассчитать из исходных параметров лазера с помощью выражения для выходной мощности лазерного излучения (2.43). При этом расчете удобнее оперировать коэффициентом излучательных потерь Кр, однозначно связанным с р выражением (2.14). Беря полную производную от функции Явых по переменной Кр и приравнивая ее к нулю получаем уравнение для нахождения оптимального значения Кр [c.68]

Для анализа динамики генерации многочастотного лйзера могут быть использованы нормированные балансные уравнения (2.8), позволяющие выявить практически все основные закономерности энергетических параметров лазера. Применительно к лазерам на гранате с неодимом многочастотная одномодовая генерация была исследована в работах [41, 42, 55, 58]. Достаточно подробный анализ удается провести лишь для малых (линейных) колебаний двухчастотного лазера и получить выражения для АЧХ такого лазера и относительных пороговых мощностей на кач1ки для каждой из двух мод [58]. Общие закономерности поведения многочастотного лазера в некоторых случаях удается аналитически проследить для случая большого числа продольных мод. [c.79]

В простейшем случае (одинаковая мощность всех мод и синфазная модуляция потерь) в каждой из мод имеются лишь два резонанса основной Qo и (k—1) —кратно вырожденный резонанс на более низкой частоте около Qo/2, где k — полное число продольных мод. В суммарном излучении всех мод остается лишь один высокочастотный резонанс, низкочастотный отсутствует. Этот факт является следствием эффективной противофазности колебаний мощности излучения в модах на низкочастотном резонансе. Складываясь, эти колебания компенсируют друг друга. Такие скомпенсированные колебания мод в низкочастотных резонансах наблюдаются практически во всех случаях модуляции параметров лазеров на гранате с неодимом. Поэтому многомодовые лазеры в суммарном излучении ведут себя практически так же, (как и одномодовые. Наблюдающееся некоторое отличие заключается только в том, что за счет неравенства мощностей излучения различных мод низкочастотные резонансы компенсируются не полностью и проявляются в суммарном излучении, нарушая регулярность пульсаций мощности. Наряду с компенсацией низкочастотных резонансов, при противофазной модуляции потерь в модах наблюдается также компенсация и высокочастотного резонанса, т. е. в суммарном излучении могут пропасть все резонансы. Все эти закономерности в АЧХ. многомодовых лазеров, полученные при теоретическом анализе уравнений генерации лазера, наблюдаются на практике в ваде пульсаций выходного излучения. На рис. 3.8 и 3.9 приведены картины характерных АЧХ многомодовых непрерывных лазеров на гранате с неодимом, полученные расчетным путем и Э1КСпер Иментально. [c.81]

При большом числе однов1ременно генерируемых мод резонатора (поперечных и продольных) пространственное распределение суммарного поля излучения существенно сглаживается и соответственно сглаживается инверсная населенность активной среды. В этом итредельном случае многомодовый лазер достаточно точно описывается одномодовыми уравнениями с однородными по пространству полем излучения и инверсией населенности активной среды (2.1) [41, 62]. Это обстоятельство существенно упрощает расчеты параметров лазера в том числе и энергетических, что особенно ценно для инженерной практики. [c.84]

Ширина моды резонатора Асор для лазеров на АИГ-Nd всегда существенно больше частоты релаксационных колебаний (согласно 4 2.3 А(0р/2я=1г р 9,5 МГц, 2о/2д 73 Гц). Поэтому подавляющий вклад В шумы лазерного излучения согласно (3.20) дают шумы в релаксационном шике AQo.- Применительно к типичным параметрам лазеров на АИГ-Nd с непрерывной накачкой (Айо/2я 73 кГц) относительные квантовые шумы, обусловленные релак- [c.88]

Проведённое рассмотрение относится к одномодовому одночастотному лазеру. Квантовые шумы многочастотных или многомодовых лазеров в целом похожи на рассмотренные выше и отличаются только тем, что в шумах многомодовых лазеров появляется дополнительный пик вблизи частоты Qo/2 i[64, 65]. Положение и амплитуда пи ка шумов также определяется соотношением мощностей генерируемых мод и их числом. Однако,. в отличие от АЧХ лазера соответствующей активной модуляции его потерь (или накачки) (см. рис. 3.8, 3.9), в квантовых шумах суммарного выходного излучения наблюдается толыко один низкочастотный лик (ряс. 3.13). Этот факт обусловлен, л э-види-мому, случайным хара1ктером мо- дуляции параметров лазера (поля или инверсии) от источников шумов, при которой наблюдается компенсация флуктуаций мод в суммарном излучении. [c.89]

Распространенным механизмом является модуляция потерь при наличии так называемых нестабильных связанных резонаторов [55, 66, 71]. Связанные резонаторы возникают между основными зеркалами резонатора и торцами внутрирезонаторных элементов, таких как активный элемент и различного рода управляющие элементы (модуляторы, поляризаторы и т. п.). В условиях флуктуаций оптической длины резонатора (из-за нестабильностей (параметров лазера) потери излучения в многозеркальном резонаторе оказываются промодулированными, причем частоты модуляции могут достигать нескольких килогерц, а ам плитуды, в зависимости от остаточного отражения от торцов элементов, от единиц до десятков ттроцентов. Как показано в 3.2, даже в более устойчивом одномодовом одночастотном лазере при таких глубинах и частотах мо-,дуляции потерь резонатора в выходном излучении лазера могут возникнуть глубокие пульсации, вплоть до 100%. [c.92]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...