Лазерная накачка

Накачка лазеров на красителях может осуществляться как при помощи излучения лазеров других типов (лазерная накачка), так и при помощи излучения импульсных ламп (ламповая накачка). Принципиальная схема первого жидкостного лазера, которая широко применяется и в настоящее время, приведена на рис. 35.20. Излучение рубинового лазера / падает на кювету 2 с раствором красителя, помещенную между двумя зеркалами 3, образующими резонатор. Излучение, генерируемое красителем, распространяется перпендикулярно к направлению распространения возбуждающего потока. [c.294]

ЛК с лазерной накачкой по устройству и параметрам -. варьируются в зависимости от типа лазера накачки. 564 Существуют ЛК непрерывного и импульсного режимов. [c.564]

Жидкостные лазеры Неорганические жидкости (>50) Органические красители Ламповая накачка, лазерная накачка Лазерная накачка 0,22- —0,86 0,55- -0,67 Импульсный. Непрерыв- ный 0,1—10 МКС 0,1-500 10 -10 Вт 0,1-1 Вт 2—4 мрад 0,2 мрад [c.230]

Перспективы расширения спектра генерации лазеров в ИК- и субмиллиметровой области излучения связывают с использованием оптической лазерной накачки для получения инверсии между самыми различными уровнями молекул. Например, использование СОг-лазеров для возбуждения молекул NHs, F4 и им подобных открывает возможности расширения диапазона длин волн в области [c.183]

Органические красители Лазерная накачка 0,55— 0,67 Непрерывный 0,1—1 Вт 0,2 мрад [c.254]

Неупругие столкновения с атомами (или молекулами), входящими в состав газовой смеси. Эти столкновения ведут либо к переходу атома в одно из его возбужденных состояний, либо к ионизации атома. Указанные явления возбуждения или ионизации электронным ударом представляют собой, возможно, наиболее важные процессы с точки зрения лазерной накачки, и мы их подробно рассмотрим в разд. 3.3.2. [c.134]

В ЭТИХ лазерах с накачкой в видимом диапазоне КПД преобразования энергии лазера накачки в выходную энергию лазера на красителе (30—40 %) намного превышает КПД преобразования, получаемые при лазерной УФ-накачке ( 10%). Кроме того, под воздействием излучения накачки существенно уменьшается деградация красителя. Во всех рассмотренных выше случаях, когда применяют импульсную лазерную накачку, используют, как правило, схему с поперечной накачкой (т. е. направление распространения пучка накачки перпендикулярно оси резонатора) см. рис. 6.32. В этом случае пучок лазера накачки [c.394]

Коэффициент полезного действия (не при лазерной накачке), % [c.231]

Рис. 1.6. Изменения населенностей при воздействии излучения на системы с неоднородно уширенными линиями. а — зависимость от частоты населенностей, нормированных на объем и частоту в основном и возбужденном состояниях (О — без воздействия излучения, I при воздействии излучения) штриховая кривая соответствует максимально достижимой плотности населенностей в возбужденном состоянии б — установка с пробным лучом для измерения насыщения поглош,ения. 1 а>ь) — интенсивность лазерной накачки иа частоте шь /о(со), /(со)—интенсивности пробного света на частоте ш до и после образца.

Твердотельные с лазерной накачкой [c.8]

Умножая энергии на частоту цикла и, таким образом, имея дело с мощностями, а не с энергиями, можно получить выражение для эффективности охлаждения г], которую определим как отношение мощности охлаждения к мощности излучения, поглощённого при данной лазерной накачке. Строго говоря, эта величина должна называться относительной эффективностью охлаждения-, абсолютная же эффективность задаётся отношением мощности охлаждения к мощности падающего лазерного излучения. Из (1.51) получаем [c.44]

На рис. 2.13, а мощность охлаждения показана как функция мощности накачки с энергией фотонов кщ = 1 эВ для интервалов температур АТ =0, 100 и 150 К. Потери на поглощение предполагались не более 1 %. Благодаря малому внутреннему нагреву и небольшим потерям на поглощение, которые линейно пропорциональны мощности лазерной накачки, оптическое охлаждение оказывается возможным для больших значений АТ. Это подтверждается уже поставленными экспериментами (см., например, [146, 147]), где продемонстрирована возможность лазерного охлаждения при температурах ниже 190 К, тогда как холодильники Пельтье уже не могут качественно функционировать при таких температурах, а обычные механико-электрические рефрижераторы становятся неудобными из-за вибраций, сопровождающих их работу. Хотя эффективность лазерного охлаждения остаётся пока невысокой, такие лазерные рефрижераторы могут использоваться для отвода небольшого количества тепла. [c.116]

Вынужденное комбинационное рассеяние (ВКР) возникает при больших интенсивностях /о падающего лазерного излучения. В таких условиях рассматривается процесс взаимодействия молекулы не только с возбуждающей лазерной волной на частоте озо, но и с рассеянной стоксовой волной на частоте сор. Обе волны взаимодействуют друг с другом через молекулярные колебания на частоте (О,/. Взаимодействие является параметрическим и приводит к обмену энергией между волной лазерной накачки и стоксовой или антистоксовой волнами, который характеризуется образованием на комбинационных частотах интенсивных направленных волн [2]. Вынужденное комбинационное рассеяние является пороговым эффектом усиление рассеянной компоненты возникает, если интенсивность возбуждающего лазерного излучения превышает некоторый пороговый уровень /о >/пор. Тогда низкочастотная (стоксовая) волна с частотой а)р = (Оо — о>/ экспоненциально уси- [c.156]

При фиксированной частоте лазерной накачки соотношение [c.166]

Укажем еще на одну особенность преобразователя частоты вверх, которая пока оставалась вне нашего внимания, — на его способность запасать энергию регистрируемого сигнала . Другими словами, поскольку квантовая эффективность преобразования зависит от мощности лазерной накачки и поскольку большинство твердотельных лазеров ограничено со стороны средней, а не пиковой мощности (запасом энергии при инверсии населенности), то преобразователь частоты вверх обеспечивает возможность создания такого детектора, который работает либо в непрерывном режиме с умеренной эффективностью, либо с очень высокой эффективностью в течение коротких вспышек, сопровождающихся затем периодами, когда детектор вообще не способен регистрировать сигналы. Подобный режим работы детектора особенно подходит для решения задач лазерной локации, когда приблизительно известно время возвращения отраженного сигнала, либо для использования его в схемах синхронного детектирования излучения пульсирующих источников с известным периодом и фазой. Ко времени написания данной книги экспериментальных исследований указанной способности преобразователей частоты вверх к синхронному детектированию пульсирующего излучения проведено не было, хотя имеется работа [113], содержащая результаты анализа ожидаемых характеристик подобного детектора. [c.178]

Рис. 5. Когерентная активная спектроскопия комбинационного рассеяния а — квантовые переходы б — времевнбй ход процессов нестационарной когерентной спектроскопии комбинационного рассеяния. Сигнал с частотой Шс=<о + (и, — ш,) регистрируется спустя время задержка т (переменное) после во -действия двух импульсов лазерной накачки (частбты ш,, юД (внизу пунктиром показан временной ход амплитуды р когерентных молекулярных колебаний, возбуждённых импульсами

В большинстве моделей Я. г. применяется динамич. ориентация ядер, заключающаяся в изменении равновесной населённости в системе ядерных спинов с помощью оптической накачки циркулярно-поляризованным излучением на частоте, соответствующей переходу между зеема-новскими подуровнями электронов, находящихся в слабом пост, поле Н (см. Зеемана эффект). Ориентация ядерных спинов происходит за счёт передачи момента импульса фотонов от электронов к ядрам (см. Ориентированные ядра). При лазерной накачке степень ориентации ядер может достигать 70%, что даёт высокое отношение сигнала к шуму SIN (> 75 дБ). [c.673]

Неоргани- ческие жидкости (>50) Ламповая накачка, лазерная накачка 0,22— 0,86 Импульсный 0,1—10 МКС 0,1—500 10 —Ю Вт 2—4 мрад [c.254]

Чтобы закончить эти вводные замечания, следует упомянуть о специальном виде оптической накачки, когда лазерный луч используется для накачки другого лазера лазерная накачка). Свойства направленности лазерного пучка делают его очень удобным для накачки другого лазера, причем здесь не требуется специальных осветителей, как в случае (некогерентной) оптической накачки. Такая накачка является довольно простой, и в дальнейшем мы ее не будем рассматривать. Хотелось бы лишь здесь отметить, что благодаря монохроматичности излучения лазера накачки ее применение не ограничивается лишь твердотельными и жидкостными лазерами (как в случае некогерентной оптической накачки), но ее можно также использовать для накачки газовых лазеров. В данном случае линия, излучаемая накачивающим лазером, должна, разумеется, совпадать с линией поглощения накачиваемого лазера. Это применяется, например, для накачки большинства газовых лазеров дальнего ИК-Диапазона (скажем, таких лазеров, в которых используются метиловый спирт СНзОН в виде паров) с помощью излучения соответствующей длины волны СОглазера. [c.109]

Лазеры на красителе работают либо в импульсном, либо, если выполняется условие (6.19), в непрерывном режиме. Лазерная генерация в импульсном режиме получена на большом числе различных красителей, причем для накачки применялись как импульсная лампа с коротким импульсом (при длительности переднего фронта <С 1 мкс), так и лазер, генерирующий короткие световые импульсы. В обоих случаях короткие импульсы необходимы для того, чтобы обеспечить генерацию до того, как в триплетном состоянии накопится существенная населенность, и до появления градиентов показателя преломления в жидкости. При накачке импульсной лампой можно применять эллиптический осветитель или осветитель с плотной упаковкой (см. рис. 3.1,6 и в). Чтобы обеспечить лучшую однородность накачки, а отсюда и более симметричные градиенты показателя преломления, применяют также и спиральные лампы в конфигурации, аналогичной рис. 3.1, а. Для лазерной накачки часто применяют азотный лазер, УФ-излучение которого подходит для накачки многих красителей, генерирующих в видимой области спектра. Для получения больших энергий и средних выходных мощностей для накачки УФ-излучением все чаще применяют более эффективные эксимерные лазеры (в частности, KrF и XeF), в то время как для красителей с длиной волны излучения более чем 550—600 нм предпочитают использовать вторую гармонику Nd YAG-лазера в режиме модуляции добротности (Х = 532нм), а также зеленое или желтое излучение лазера на парах меди, [c.393]

Наиболее интересны экзотермические реакции лазерной накачки с образованием молекул галогеноводородов [c.45]

Большой комплекс исследований был выполнен под руководством акад. АН УССР Л1. С. Бродина по созданию (1966 г.) и исследованию полупроводниковых лазеров при двухфотонной лазерной накачке. [c.8]

В начале 1980-х годов Дью и Уинтни из военно-морской исследовательской лаборатории наблюдали охлаждение углекислого газа СО2 на один градус в области луча накачки диаметром 1 см, проходившего сквозь цилиндр с газом, температура стенок которого поддерживалась равной 600 К [5]. Колебательный переход (100) (001) накачивался при помощи СО2 лазера мощности 300 Вт на длине волны 10,6 мкм. Охлаждение достигалось благодаря антистоксовой эмиссии на длине волны 4,3 мкм при переходах из антисимметричного состояния (001) в основное колебательное состояние (ООО). При установлении теплового равновесия происходит заселение симметричного состояния (100), которое затем опустошается при лазерной накачке. Процессу теплового перераспределения населённостей содействуют три фактора близость к резонансу первого обертона (010), постоянная температура окружения 600 К, добавление к СО2, парциальное давление которого 64 мТорр, инертного газа Хе, парциальное давление которого равно 0,2 Topp. В качестве буферного газа ксенон выгоден своей малой теплопроводностью, а также тем, что он слабо влияет на девозбуждение молекул СО2, находящихся в состоянии (001). Парциальное давление буферного газа подбиралось опытным путём из условия наиболее оптимального режима охлаждения. В отсутствие буферного газа давление двуокиси углерода устанавливалось на такой уровень, когда только начиналась девозбуждение состояния (001) в результате частых столкновений молекул. Это определяло плотность СО2, что, в свою очередь, задавало диаметр кюветы с газом, который составлял 127 мм, с той целью, чтобы сделать минимальным перепоглощение излучения на длине волны 4,3 мкм. Внутренние стенки цилиндра были выкрашены в чёрный цвет, чтобы избежать отражения излучения обратно в среду. Изменение температуры фиксировалось по изменению осевого давления при помощи ёмкостного манометра. В целом, форма снятой кривой зависимости изменения температуры от парциального давления буферного газа подтверждала наличие охлаждения. [c.48]

Когда излучение лазера накачки 11 входит в охлаждающий слой 12 и возбуждает в нём свободные носители, последние быстро приходят в равновесие путём поглощения фононов, понижая температуру слоя 12. После этого через время порядка 10 с возбуждённые носители рекомбинируют, порождая фотоны флуоресценции 13, энергия которых больше, чем энергия фотонов излучения лазерной накачки 11. Спонтанное образование таких высокоэнергетичных по отношению к излучению накачки фотонов носит название антистоксовой флуоресценции . Результатом этого процесса является отток тепла из слоя 12. [c.53]

Рис. 2.7. Сверхизлучательный режим лазерного охлаждения примесных кристаллов и стёкол с использованием вспомогательных коротких лазерных импульсов. Обозначения НЛН — непрерывная лазерная накачка, КЛИ — короткий лазерный импульс, ОСИ — оптическое сверхизлучение, Ф — фотон, Фн — фонон 1, 2, 3 — энергетические уровни

Рис. 2.8. Сверхизлучательный режим лазерного охлаждения примесных кристаллов и стёкол при условии накачки лазерным излучением, промодулированным с частотой фононного перехода. Обозначения МНЛН — модулированная непрерывная лазерная накачка, ОСИ — оптическое сверхизлучение, Ф — фотон, Фн — фонон

Как видим, Пэкв не зависит от интенсивности лазерной накачки подобно тому, как коэффициент Пельтье не зависит от силы ( интенсивности ) электрического тока. [c.114]

Лазеры на красителях генерируют в области 0,3—1,3 мкм, причем их наибольшая эффективность достигается в области 0,4— 0,7 мкм [22]. В лазерах с ламповой накачкой типичная длительность генерации несколько микросекунд и только в лазерах на родаминовых красителях она достигает 500 мкс [22]. Лазеры на красителях с лазерной накачкой работают в непрерывном режиме, что позволяет обеспечить чувствительность 3 10 ° см [24. [c.125]

Интенсивность стоксовой компоненты может вырасти до такой величины, что она сможет сама служить накачкой для второй стоксовой линии и т. д. Генерацию на этих новых частотах можно подавить с помощью селек тивных просветляющих покрытий на окошках или специальных поглотителей в кювете для комбинационного рассеяния. Без таких предосторожностей при возрастании мощности лазерной накачки мощность выходного излучения будет распределяться по все возрастающему числу стоксовых компонент сравнимой интенсивности. Наблюдались случаи, когда более 60% выходной мощности излучалось на стоксовых частотах. Вероятно, коэффициент преобразования мог бы быть и вышеесли бы этому не препятствовало то обстоятельство, что луч лазера обычно далек от однородной плоской волны. Части луча, где интенсивность невысока, преобразуются только частично или вообще не преобразуются. С точки зрения эффективности преобразования рубиновый лазер, дающий излучение в виде немногих очень ярких нитей, был бы лучше лазера, дающего луч с равномерным распределением интенсивности по поперечному сечению, при условии, что полные потоки мощности в обоих случаях одинаковы. Изменение интенсивности лазера во времени также играет важную роль. [c.238]

Таким образом, преобразователь частоты вверх (ир-сопуег-1ег) мы можем представить себе как некий ящик , содержащий лазерную накачку (частоты сог) настолько мощную, насколько это возможно без применения специальных усилий, кристалл смесителя и фотоумножитель. Излучение накачки вводится в кристалл вместе с тем инфракрасным излучением, которое подлежит детектированию. Оба пучка смешиваются, и сигнал после соответствующей фильтрации детектируется фотоумножителем (фиг. 6.1). [c.156]

Достижимые значения эффективности определяются доступными сочетаниями нелинейного материала и лазерной накачки, которые обеспечивают нужное нелинейное взаимодействие. Отметим два ограничения, определяющие возможности выбора. Одно из них относится к источнику лазерной накачки, который должен иметь достаточно высокую среднюю мощность, второе относится к сигналу суммарной частоты, который должен быть легко регистрируемым. Наконец, после удовлетворения обоих указанных требований мы должны еще обеспечить фазовый синхронизм взаимодействия, т. е., поскольку сОз = = сор + согг, мы должны каким-то доступным способом выполнить условие ка = кр кгг. Именно это требование обычно является наиболее серьезным. [c.159]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...