Ионные лазеры

Кроме лазеров, работающих на нейтральных атомах, в настоящее время созданы газовые ионные лазеры, работающие на криптоне, аргоне (/. = 0,5145 мкм 0,4880 мкм 0,4765 мкм) и др. Эти лазеры более мощные, чем гелий-неоновые их мощность излучения в непрерывном режиме до десятков ватт. В далекой инфракрасной области работают газовые лазеры на СО. (/.= 10.6 мкм). [c.36]

Одним из наиболее распространенных ионных лазеров является аргоновый лазер. Условия его возбуждения характерны для ионных лазеров, в которых верхний лазерный уровень заселяется благодаря двум последовательным столкновениям атомов аргона с электронами в электрическом разряде. При первом столкновении образуются ионы из нейтральных атомов, а при втором происходит возбуждение этих ионов, т. е. накачка представляет собой двухступенчатый процесс. Для того чтобы ионный лазер действовал эффективно, плазма газового разряда должна быть высокоионизированной. Такая плазма создается при использовании сильноточного дугового разряда. Газоразрядная трубка имеет малый диаметр (1—10 мм), что позволяет получать большие плотности тока в разряде (порядка сотен ампер на 1 см ). [c.290]

Среди разнообразных ионных лазеров следует отметить криптоновый лазер, в котором генерация происходит тоже на нескольких линиях, причем самой интенсивной из них является красная линия с Я,=547,1 нм. [c.291]

К ионным лазерам относятся и лазеры на парах металлов. В таких лазерах активной средой служат пары меди,, олова, свинца, цинка, кадмия и селена, причем самыми распространенными являются лазеры, в которых применяют пары кадмия и селена. Пары кадмия дают интенсивную непрерывную генерацию с длинами волн 1 = 441 нм и Я2=325 нм. Пары селена дают генерацию по крайней мере на 19 длинах волн, перекрывающую большую часть видимого спектра. [c.291]

В ионных лазерах непрерывного действия это условие выполняется. Нижний рабочий уровень имеет очень короткое время жизни и быстро расселяется. Верхний рабочий уровень обладает значительно большим временем жизни. Заселяется он при соударениях с электронами как за счет переходов из основного состояния, так и за счет последовательных переходов с более высоко расположенных уровней. [c.41]

В ионных лазерах под действием потока электронов происходит перекачка газа от катода к аноду, в результате чего газ быстро скапливается в анодной части трубки, образуется большой [c.42]

Луч аргонового лазера во многом схож с лучом красного Не—Ме-лазера. Угол расходимости луча приблизительно тот же самый, проявляется такое же влияние поперечных мод. Коэффициент полезного действия аргонового лазера, как и вообще ионных лазеров, весьма мал — 0,01—0,1%. [c.43]

Стабилизация частоты мощных ионных лазеров представляет интерес для развития техники перестраиваемых лазеров на красителях и лазеров на центрах окраски. В качестве оптич. репера используются узкие резонансы насыщенной флуоресценции в шириной [c.452]

ИОННЫЕ ЛАЗЕРЫ (Лг-ЛАЗЕР [c.160]

Получение генерации возможно не только при переходах между уровнями нейтральных атомов, но и ионов. В настоящее время получена генерация на переходах между уровнями ионов более 30 химических элементов. Наибольшее распространение среди ионных лазеров получил аргоновый лазер, использующий переходы между электронными состояниями иона Аг+, отвечающие видимой области спектра (X, 0,455...0,515 мкм). [c.160]

Как видно из (4.35), высокие удельные параметры Аг-лазера возможны лишь при высоких плотностях токов, т. е. при использовании дуговых разрядов. Это обстоятельство сказывается на конструкции ионных лазеров. Для обеспечения однородного сильноточного разряда разрядную трубку приходится делать в виде достаточного тонкого капилляра. Иногда для достижения максимальной концентрации заряженных частиц разрядный капилляр помещают в продольное магнитное поле. Ряд проблем возникает в Аг-лазерах из-за эффекта переноса ионов Аг" " от анода к катоду. В результате этого вдоль разрядной трубки образуются большие градиенты давления и для ликвидации их приэлектродные области разряда приходится соединять длинной обводной трубкой, по которой газ возвращается обратно в прианодную зону. Однако основная проблема создания мощных Аг-лазеров заключается в преодолении высоких тепловых нагрузок. Для получения излучения мощностью 10 Вт необходимо подвести к трубке 10 кВт электрической энергии. Температура ионов в разряде составляет при этом 3000 К. Это приводит к серьезному усложнению конструкции и сокращению ресурсных характеристик ионных лазеров. [c.161]

Среди других наиболее интересных для практических целей ионных лазеров необходимо назвать криптоновый лазер, излучающий мощность 100 мВт в красном и желтом участках видимого спектра, а также гелий-кадмиевый лазер, линии излучения которого 0,417 и 0,325 мкм лежат в видимой и ультрафиолетовой частях спектра. Эти лазеры в основном представляют интерес для научных исследований, а также для биологии и медицины. [c.162]

По сравнению с нейтральными атомами шкала энергетических уровней ионизованного атома является более широкой. Действительно, в этом случае каждый электрон атома испытывает влияние поля положительного заряда ядра Ze (Z — атомный номер элемента, а е —заряд электрона), экранированного отрицательным зарядом (Z — 2)е оставшихся электронов. Таким образом, результирующий эффективный заряд равен 2е, в то время как в случае нейтрального атома он равен только е. Это расширение энергетической шкалы приводит к тому, что ионные лазеры обычно работают в видимой и ультрафиолетовой областях спектра. Как и лазеры на нейтральных атомах, ионные лазеры можно разделить на две категории 1) ионные газовые лазеры, использующие большинство инертных газов. [c.353]

В заключение данного раздела упомянем Кг+-лазер, который получил наиболее широкое распространение среди множества остальных ионных лазеров. Он также генерирует на многих длинах волн, среди которых наиболее интенсивной является красная (647,1 нм) [c.357]

Ионизационное равновесие 150 Ионные лазеры 353 [c.550]

К числу основных модулей относятся задающие генераторы с фиксированной длиной волны, выполненные на основе твердотельных или ионных лазеров. В последнее время особый интерес вызывают высокостабильные лазеры на гранате с неодимом, работающие в режиме активной синхронизации мод или в сдвоенном режиме — синхронизации мод и модуляции добротности. Преобразование частоты задающих генераторов, как правило с уменьшением длительности, осуществляется методами нелинейной оптики (генерация гармоник, параметрическое преобразование частот) или путем накачки перестраиваемых по частоте лазеров (на красителях, центрах окраски, полупроводниковых или ВКР лазеров). [c.240]

Если говорить о расчетах характеристик других типов газовых лазеров, то нет необходимости приводить здесь подробное описание этих задач, так как все они в той или иной мере реализуются по структурной схеме, на основе которой нами были рассмотрены расчеты характеристик Ne—Не-лазера и СОз-лазера. Читателю можно рекомендовать следующие работы по расчету характеристик атомарных и ионных лазеров [31 ] молекулярных лазеров (СО, N2) [19] эксимерных лазеров [113] лазеров на парах металлов [42]. [c.76]

Можно приобрести многие сверхмощные (15—20 Вт) аргоновые и криптоновые ионные лазеры, но из-за своих больших размеров, громоздкого источника питания и необходимости обязательного охлаждения эти лазеры мало пригодны для голографии. Мощностью излучения лазера совместно с чувствительностью регистрирующей среды обычно определяется время экспонирования, которое в свою очередь определяет восприимчивость оптической системы к вибрациям, тепловой турбулентности и т. п. От мощности выходного излучения лазера зависит также поле объекта, которое можно зарегистрировать за приемлемое время экспонирования. [c.292]

Криптоновые и аргоновые ионные лазеры [c.42]

Более высокие параметры, необходимые для голо-графических съемок, имеют ионные газовые лазеры на аргоне, криптоне и их смесях. Они обеспечивают большую длину когерентности, высокую по сравнению с гелий-неоновыми лазерами мощность и возможность генерирования на одной из многих длин волн выборочно или одновременно на нескольких, что имеет существенное значение для цветной голографии. Ионный лазер имеет призму, эталон, регулируемую диафрагму (рис. 22). Активным элементом служит газоразрядная трубка, в которой накачка осуществляется дуговым разрядом в ионизированном газе с высокой плотностью тока (например, ток разряда достигает 30—50 А при диаметре канала около 3 мм). Поэтому в конструкции разрядной трубки предъявляются высокие требования к катоду и устойчивости стенок трубки к действию разряда. Необходимо принудительное водяное охлаждение (например, мощность, потребляемая лазером, составляет 25 кВт и выше). [c.42]

При всей условности сопоставления непрерывных преобразователей с учетом их прочностных характеристик в импульсном режиме II теплопроводности оно представляется правомерным для оценки относительной эффективности различных испытывающихся материалов. Практически достигнутые мощности непрерывного зеленого излучения второй гармоники колеблются от сотен милливатт до 25 Вт в случае КТР, однако при большем интегральном КПД и существенно меньших габаритах, чем у ионных лазеров на аргоне или на парах меди. Относительно наилучшим из трех кандидатов в преобразователи-излучатели непрерывного режима по сумме характеристик является технологически трудный кристалл КТР, поскольку возможности более давно изучающихся кристаллов БНН и ИЛ практически исчерпаны. Отметим также большую перспективность бета-бората бария [70]. Одним из наиболее интересных ожидаемых применений зеленых непрерывных излучателей (по литературным данным), вероятно, явится их использование в системах формирования оптических архивных ЗУ и записи видеодисков или кассет для массово выпускаемых в пос- [c.245]

Ионные лазеры впервые создал в 1964 г. Бриджес. В этих лазерах в качестве рабочих переходов используются энергетические уровни ионов. Как рабочее вещество лазера ионы имеют два существенных отличия от атомов во-первых, расстояние между рабочими энергетическими уровнями у ионов больше, чем у атомов, поэтому излучение ионных лазеров попадает в видимую часть спектра во-вторых, вероятности переходов между рабочими уровнями у ионов больше по сравнению с вероятностями переходов у атомов. [c.290]

Поскольку в атомных и ионных лазерах верхний рабочий уровень очень высоко расположен над уровнем, с которого идет накачка, величина 1(7 является большой и отношение hvlWa [c.43]

Импульсные ионные лазеры на несамоограниченных переходах составляют довольно большую группу. В них инверсия населенности получается на короткое время при мощном импульсном электрическом разряде. Она осуществляется между некоторыми возбужденными уровнями образовавшихся в разряде ионов. Импульсные ОКГ имеют в принципе такую же конструкцию, как и лазеры, работающие в непрерывном режиме, но катод выполняется более мощным. Блок питания обеспечивает токи в импульсе до нескольких килоампер при напряжениях до сотен киловольт. При высоких напряжениях предусматривается повышение электрической прочности устройств. Мощности при этом достигают нескольких мегаватт. В импульсном режиме возможна генерация в ультрафиолетовом диапазоне, которая возникает в большинстве случаев на переходах многозарядных ионов. [c.50]

Эксперименты показали, что теория Шотки справедлива для лазеров на инертных газах, в том числе на нейтральных атомах, а также для ионных лазеров на инертных газах высокого давления (которые работают в импульсном режиме). Интересно также заметить, что радиальная зависимость электронной плотности в виде функции Бесселя была использована для точного вычисления радиального распределения инверсии населенностей в СОг-лазере [19], где, как мы видели, предположение о максвелловском распределении выполняется плохо. [c.149]

Вт. Для осуществления в лазере одночастотного режима генерации для любой данной длины волны обычно применяют внутрирезо-наторные эталоны, что, таким образом, позволяет достичь экстремально большой длины когерентности. Поэтому для голографических применений, в которых требуются и большая длина когерентности, и высокая мощность лазерного излучения, лучше всего выбрать аргоновый ионный лазер. [c.290]

Медленно меняющиеся явления и явления, в которых происходят периодические колебания, изучают с применением лазеров непрерывного действия. Среди них наиболее популярным является Не—Не-лазер, диапазон достижимых мощностей которого лежит в пределах от долей до 100 мВт. В тех случаях, когда для изучения больших объектов требуется более высокая выходная мощность, применяют аргоновый ионный лазер, дающий на одной линии в одномодовом режиме мощность в несколько ватт. В многомодовом режиме аргоновый лазер в видимой области спектра обеспечивает мощность 10 Вт и более. Для исследования повторяющихся явлений можно использовать либо непрерывный лазер с различными обтю-)аторами, либо лазер с генерацией повторяющихся импульсов. Имеются аргоновые лазеры с длительностью импульса порядка 20 мкс, пиковой мощностью 5 Вт и с частотой повторения импульсов до 20 кГц. Для многих экспериментов эти параметры являются удовлетворительными. Интерферометрия больших объектов, движущихся с высокими скоростями, требует применения рубиновых лазеров, работающих в импульсном режиме. Выходная энергия в импульсе типичного голографического рубинового лазера составляет 30 мДж при длительности импульса 20 не. Для увеличения энергии до нескольких джоулей можно использовать каскады усилителей, однако большие лазерные системы на рубине недешевы и сложны в эксплуатации. [c.510]

Для поддержания стабильного излучения лазера эталон в совершенных моделях ионных лазеров термостатируется, применяется автоматическая юстировка элементов резонатора, электронная стабилизация тока. Вследствие постепенного поглощения рабочего газа стенками трубки в лазерах предусматривается поддержание [c.43]

Для цветной голографии представляет интерес прокачнон ионный лазер разработки Новосибирского электротехнического института на аргоне и криптоне или их смеси. Лазер имеет возможность выбора линии генерации с помощью внутрирезонаторного селектора длин волн и работы с высокой выходной мощностью на линиях 0,647 мкм (1,5 Вт) 0,514 мкм (4,8 Вт), 0,488 мкм (4,7 Вт). Общая мощность на всех линиях 15 Вт, длина когерентности — не менее 1 м. [c.44]

Рабочие характеристики самого лазера иногда играют важную роль при выборе экспериментальной методики, наиболее удобной для определения параметра. Режимы работы лазеров можно классифицировать следующим образом непрерывный, модулированный или пульсирующий, пичковый, самосинхронизация мод резонатора и модуляция добротности резонатора. Примерами лазеров, работающих в таких режимах, могут служить гелий-неоновый лазер, работающий в непрерывном режиме пульсирующий лазер на полупроводниковом диоде из ар-сенида галлия импульсный рубиновый лазер, работающий в пичковом режиме аргоновый ионный лазер с самосинхронизацией мод резонатора лазеры на неодимовом стекле, в которых применяется модуляция добротности резонатора или режим гигантских импульсов. Очевидно, что точность измерения параметров пучка сильно зависит от режима работы лазера. Например, при работе твердотельного (рубинового) лазера в пичко- [c.34]

Выходную мощность газовых лазеров непрерывного действия большой мощности можно качественно оценить, отмечая порог возгорания или время, потребное для прожигания горючих материалов. Пучки ионных лазеров мощностью около 1 вт обычно дают нятна диаметром от 1 до 2 мм. Несфокусированный пучок ионного лазера непрерывного действия прожигает отверстие в белой регистрационной (каталожной) карточке размером 75 X X 125 мм приблизительно за 5 сек при уровне мощности 0,25— [c.141]

Газовый лазер Источник интенсивного света h nu systems, аргоновый ионный лазер типа 3410 [c.205]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...