Перестройка частоты лазера

Поскольку полоса энергетических уровней широкая, спектральная линия излучения лазера имеет большую ширину (около 0,4 мкм). Это позволяет при помощи частотно-селективного элемента осуществлять плавную перестройку частоты лазера в широком диапазоне. Таким элементом может являться отражательная дифракционная решетка, используемая вместо глухого зеркала. Длина волны излучения такого типа лазера зависит от концентрации раствора, что позволяет осуществлять также перестройку генерации. [c.65]

Лазеры с перестраиваемой частотой удобно применять в спектральных приборах, которые отличаются высоким спектральным разрешением и дают возможность обходиться без диспергирующего элемента. Аппаратная функция таких приборов, сканирование по спектру в которых осуществляется перестройкой частоты лазера, полностью определяется свойствами лазерного излучения. Полуширина аппаратной функции, а следовательно, и спектральное разрешение такого прибора зависят от ширины спектра линии генерации лазера, а ее форма определяется характером распределения интенсивности излучения по спектру. [c.439]

В методе ступенчатого сканирования перестройка частоты лазера производится дискретно с определенным шагом, например, при использовании СОг-лазера перестраиваемого с линии на линию. В [11] отмечается, что в этом методе можно свести к минимуму потери времени на переходы от одной компоненты к другой [c.139]

Облучение лазером атомов натрия, находящихся в буферном инертном газе, позволило создать своего рода оптический насос так как при перестройке частоты лазера вблизи резонанса меняется направление движения атомов Ка. Если частота несколько ниже резонанса, атомы двигаются в направлении лазерного пучка, а если выше — навстречу пучку. [c.297]

Рис. 35.21. Перестройка частоты генерации лазера на красителях без селективного элемента (/) и с селективным элементом (2) в пределах полосы люминесценции (3)

Как указывалось, одним из недостатков твердотельных ОКГ является необходимость интенсивного охлаждения рабочего тела. В жидкостных лазерах этот вопрос разрешается значительно проще благодаря возможности циркуляции жидкости через кювету, помещенную в резонатор, и охлаждения ее во внешнем теплообменнике. Весьма существенным преимуществом жидкостных лазеров на основе органических красителей является возможность перестройки частоты генерируемого ими излучения. [c.64]

УМНОЖЕНИЕ И ПЕРЕСТРОЙКА ЧАСТОТЫ ИЗЛУЧЕНИЯ ЛАЗЕРОВ [c.74]

Лазеры на красителях. Рабочая среда — жидкость (разрабатываются и газовые системы). Оптич. накачка (применяются как излучения др. типов Л., так и газоразрядных ламп). Осн. достоинство — большой диапазон плавной перестройки частоты генерируемого излучения. [c.551]

Подзоны Ландау испытывают в магн. поле дополнит, расщепление, обусловленное собственным спиновым магн. моментом электрона. При интенсивном лазерном возбуждении в полупроводнике можно наблюдать вынужденное рассеяние света на электронах проводимости, сопровождающееся переворотом спина. Поскольку величина спинового расщепления на подзоны для нек-рых полупроводников оказывается значительной, этот эффект используется для плавной перестройки частоты лазерного излучения с помощью магн. поля (нанр., в комбинационных лазерах). [c.702]

С созданием лазеров появился и начал быстро развиваться новый раздел оптики — нелинейная оптика. В сильном лазерном излучении становятся существенными нелинейные эффекты взаимодействия эл.-магн. волны со средой. Эти эффекты — перестройка частоты излучения, самофокусировка и др.— представляют большой теоретич. и практич. интерес. [c.320]

В СО 2-лазере высокого давления с плазменным катодом при давлении до 8 атм получена интенсивная генерация на газовой смеси СО2 и N2 с парциальным соотношением компонент 1 1, что позволило получить плавную перестройку частоты в интервале 46 см с пиковой мощностью МВт. [c.533]

Интерес, проявляемый в последнее время к развитию техники эксимерных лазеров, обусловлен не только научными, но и практическими перспективами их использования. Эксимерные лазеры являются уникальными источниками мощного излучения в ультрафиолетовой части спектра, обеспечивающими при этом возможность плавной перестройки частоты генерации в широком диапазоне длин волн. Излучение созданных эксимерных лазеров охватывает 20% всей области ультрафиолетового диапазона. Поэтому наиболее плодотворное применение эксимерных лазеров, по-видимому, будет связано с селективными процессами лазерной фотохимии. [c.167]

Перестройка частоты генерации лазера [c.252]

Рис. 4.11. Традиционная схема СОг-лазера с перестройкой частоты излучения

Одним из наиболее представительных примеров комбинационных лазеров могут служить полупроводниковые лазеры с переворотом спина, обеспечивающие плавную перестройку частоты в среднем ИК-диапазоне (5—15 мкм). Перестройку осуществляют, управляя напряженностью внешнего поля, вызывающей сдвиг рабочих уров[1ей лазера. [c.246]

Для решения задач экспрессной спектроскопии высокого разрешения весьма перспективны свип-лазеры — источники вынужденного излучения, длина волны которых меняется в процессе генерации. Впервые метод перестройки частоты лазера в процессе генерации был предложен в Институте физики АН УССР и привел к созданию целой серии свип-лазеров как на твердотельных активных средах, так и на растворах органических красителей. Наиболее полно изучены свип-лазеры на твердотельных активных средах (стекло с Ыс1 и рубин). Кинетика их генерации носит пичковый характер (рис. 21.7, б), причем каждому пичку соответствует своя длина волны излучения (рис. 21.7, б, в, г). [c.204]

Эффект легко наблюдать визуально по резонансной флуоресценции возбужденных атомов. При перестройке частоты лазера на другое крыло доплеровского контура линии поглощения знак эффекта изменяется в ближнем к лазеру конце кюветы начинают скапливаться невозбужденные (и, следовательно, нефлуоресцирующие) атомы, а в дальнем конце -возбужденные (и, значит, светящиеся) атомы. Из сказанного видно, что светоиндуцированное количество движения микроскопических масс газа берегся не впрямую от света — оно как бы рождается из внутреннего движения атомов, образующих газ за счет нарушения под действием света равновесного распределения атомов газа по скоростям. [c.106]

Рис. 4.11. Блок-схема спектрометра АСКР высокого разрешения на основе непрерьшных лазеров 1 - узкополосный стабилизированный лазер на красителе непрерьшного действия система контроля перестройки частоты этого лазера включает в себя сканирующий интерферометр Фабри-Перо 3, фотоумножитель 2 и осциллограф 4 - система стабилизации и электронной перестройки частоты лазера на красителе 5 - фотоприемник для измерения мощности лазера

Явления генерации кратных, разностных и суммарных гармоник нашли многочисленные научно-технические применения. Ценность этих явлений для лазерной техники обусловлена тем, что удвоение частоты лазерного излучения или смешивание излучений двух лазеров в нелинейной среде позволяет получать мощный поток когерентного света в области спектра, отличной от исходной. Например, удвоение частоты излучения лазеров на красителях, генерирующих в видимой области спектра (см. 231), обеспечивает когерентное излучение с плавной перестройкой частоты в ультрафиолетовой области. Особый интерес представляет смешивание инфракрасного излучения со светом мощных лазеров (рубинового или неодимового). Дело в том, что приемники инфракрасного излучения значительно уступают по чувствительности и инерционности приемникам, применяемым в видимой и ультрафиолетовой областях. В инфракрасной области очень плохо разработана фотография. Смешивание же излучения, например, с Я, = 4 мкм и 0,694 мкм (рубиновый лазер) дает желтый свет с длиной волны 0,591 мкм, который можно регистрировать и визуально, и фотографически, и с помощью фотоумножителя. Таким способом удается регистрировать даже слабое тепловое излучение. [c.845]

В последнее время широкую известность приобрели монокристаллы сапфира, легированные ионами титана Т1 + и ванадия У +, электронная конфигурация которых 1 5 2 5 2 р 3 5 3р 3с( . При такой электронной конфигурации образуется одно состояние Ю, которое расщепляется в кристаллическом поле решетки сапфира на два состояния и При переходах между уровнями этих состояний происходит генерация лазерного излучения. Особенностью активных сред с ионами титана и ванадия является возможность плавной регулировки (перестройки) частоты генерации лазера. При активации монокристаллов сапфира ионами титана перестройка осуществляется в пределах 0,68—0,93 мкм, а ионами ванадия — 0,59—0,62 мкм. Монокристаллы сапфира с различными примесями выращивают методами Вернейля, Чохральского и Багдасарова (см. главу третью). [c.75]

Перейдем к рассмотрению работы лазеров на основе СО2 в импульсном режиме. Лазер работает на тех же переходах, что и в постоянном режиме генерации. Одним из основных параметров, определяющих мощность излучения, является число активных молекул в единице объема. Поэтому в настоящее время основное внимание сосредоточено на разработке лазеров при давлении, равном атмосферному и выше. Такого рода лазеры получили название TEAL. Сжатые газы как активная среда представляют интерес потому, что кроме большой концентрации активных частиц и высокой мощности они обладают однородностью, дают возможность получать высокие к. п. д. и осуществлять плавную перестройку частоты. Самым большим затруднением в создании газовых лазеров, работающих при столь высоких давлениях, является получение однородного разряда с возможно большим [c.51]

Смещение частоты 2 в световом пучке может быть осуществлено применением двухчастотного лазера [53] или однополосного частотного оптического модулятора. Частотные модуляторы могут быть выполнены на акустооптических ячейках с дифракцией Брэгга или Рамана — Натовского на бегущих ультразвуковых волнах [100, 174]. В результате дифракции на бегущей ультразвуковой волне в дифракционных порядках имеет место допле-ровский сдвиг частоты, пропорциональный скорости движения волны. Обычно в ЛДИС акустооптические ячейки совмещают функции лучевого расщепителя и однополосного частотного модулятора. Однако возбуждение бегущей ультразвуковой волны в акустооптической ячейке осуществляется в узкой полосе частот. Это ограничение связано с резонансными свойствами возбудителя и геометрией активной среды. Резонансные свойства ограничивают возможность перестройки частоты в акустооптическом модуляторе. [c.298]

Т. к. эти ширины могут быть сделаны предельно малыми, спектральная разрешающая способность О приборов, используемых в этом методе (типичные значения О — и/До) 10 —10 ), на несколько порядков выше, чем для традиц. спектральных приборов или фурье-спектрометров (для них С 10 —10 ). При этом область дисперсии для нелинейных спектрометров может быть аномально велика, она определяется шириной области перестройки частоты одного или нескольких перестраиваемых лазеров накачки и может занимать значит, часть видимого спектра. При сочетании спектроскопии четырёхволнового смешения с Н. с. насыщения удаётся исключить доплеровское ушире-ние. Пространств, разрешение методов смешения частот определяется размерами области перекрытия всех взаимодействующих пучков. [c.308]

Широкое распространение получили дифракционные решётки как диспергирующие элементы в спектральных приборах (монохроматорах, спектрографах, спектрофотометрах и др.) и как элементы резонаторов в лазерах с перестройкой частоты излучения. Они используются также в качестве ответвителей монохроматич. (лазерного) излучения (см. Дифракционный ответвитель) велика их роль в интегральных оптич. устройствах. ракция на ультразвуке в прозрачных средах позволяет определить упругие константы вещества, а вакже создать акустооптич. модуляторы света (см. также Акустооптика), применяемые в светодальномерах, оптич. локаторах и системах оптической связи. [c.420]

Источниками накачки служат лазеры непрерывного, импульсного и импульсно-периодич. действия и оптич. гармоники их излучения. Отд. II. г. с. обеспечивают перестройку частоты в пределах 10% от б>н. Особую ценность П. г. с. с плавной перестройкой частоты представляют Д.ЛЯ ИК-диапазона спектра. Во мн. странах выпускаются промышленные образцы разл. П. г. с. Уникальные характеристики 1Т. г. с. (когерентность излучения, узость спектральных линий, высокая мощность, плавная перестройка частоты) делают его основным, а норой единственным прибором для спектроско-пич. исследований (активная спектроскопия и др.), а также позволяют использовать его для селективного [c.540]

Наиб, распространены 2 метода С. с. ) фурье-спектро-скопия, являющаяся продолжением и развитием методов классич. спектроскопии, основанной на использовании не-монохроматич, теплового излучения (см. Фурье спектроскопия. Фурье-спектрометр) 2) монохроматич. спектроскопия с применением монохроматич. генераторов, обладающих широкодиапазонной непрерывной перестройкой частоты. Наибольших успехов достигла разработангшя в России монохроматич. С. с.. основанная на использовании ЭЛ.-перестраиваемых по частоте генераторов типа ламп обратной волны (ЛОВ), иногда называемая ЛОВ-спектроскопией. С. с. с применением лазеров раепросгра-нена значительно меньше из-за узкополосности перестройки лазеров. По сравнению с фурье-спектроскопией в суб-миллиметровом диапазоне ЛОВ-спектроскопия имеет значит. преимущество по таким осн. параметрам, как разрешающая способность р10 —10 (p = v, Sv, где 5v— мин. разрешимый интервал по частоте) и динамич. диапазон 0 = где —макс. и мин. мощности регистрируемых сигналов. Это позволяет методами ЛОВ-спектроскопии успешно проводить исследования, напр., узких резонансных линий поглощения с добротностью 10, а также исследовать вещества в области резких изменений их свойств (напр., при фазовых переходах). [c.17]

Показатель усиления в импульсных газоразрядных СО2-Л. обычно составляет от 1,5 до 3—4 м Ч Импульсные СО2-Л. успешно работают при давлениях до 10—15 атм. При давлении более 5—7 атм ударное уширение становится примерно равным интервалу между колебательно-вра-щат. линиями полос. Это позволяет получить плавную перестройку частоты во всём диапазоне, показанном на рис. 1. В непрерывном режиме применение трубок диаметром 1—2 мм (т. н. волноводные лазеры) даёт возможность работать при давлении до 0,2—0,4 атм и существенно расширить диапазон перестройки частоты за счёт ударного уширення линий. [c.445]

Говоря о проблеме перестройки частоты технологических лазеров для селективной технологии, необходимо остановиться на еще одной, уникальной по своим свойствам лазерной системе — лазере на свободных электронах. В этих лазерах когерентное излучение возникает при прохождении пучка быстрых электронов через онду-лятор — систему с постоянным во времени и периодически изменяющимся в пространстве магнитным полем. В отличие от всех остальных лазеров, являющихся принципиально квантовыми системами, лазер на свободных электронах допускает классическое рассмотрение и, как следствие, принципиальную возможность непрерывности спектра возможных частот генерации. Длина волны излучения лазера на свободных электронах определяется характерным размером, на котором происходит изменение магнитного поля ондулятора Л( соЛ), и энергией электронов U k со U ) и при параметрах существующих сегодня электронных ускорителей соответствует ИК- и видимому диапазону спектра. Это обстоятельство, а также принципиальная возможность получения мощных электронных пучков делают лазер на сво дных электронах весьма привлекательным инструментом для проведения технологических процессов, требующих одновременно селективности и высокой интенсивности излучения. [c.184]

Схема экспериментальной установки представлена на рис. 6.18. Лазер, работаюш,ий в сдвоенном режиме, генерировал цуги импульсов с частотой повторения 2 кГц (1=1,06 мкм, т = 100 пс, Ро=1 МВт). Основными элементами волоконно-оптического компрессора служили одномодовый волоконный световод длиной 1 м, кристалл КТР и голо-графическая дифракционная решетка. Варьирование длины кристалла-удвоителя Lkp (2, 5, 8 и 11 мм) позволяло изменять ширину полосы спектрального синхронизма. На рис. 6.18 приведены корреляционные функции интенсивности второй гармоники, измеренные до (а) и после (б) сжатия в решеточном компрессоре. Видно, что увеличение от 2 до 11 мм приводит к уменьшению длительности частотно-модулиро-ванных импульсов на выходе кристалла с 62 до 30 пс. При этом длительность сжатых импульсов растет с 1,1 до 2,8 пс, но снижение степени сжатия компенсируется повышением контраста и уменьшением флуктуаций длительности с 30 до 10 %. Отметим, что простым поворотом кристалла-удвоителя осуш,ествляется плавная перестройка частоты излучения в пределах уширенного в световоде спектра (Av = [c.264]

Рис. 3.17. Упрощенная схема энергетических уровней, показывающая диапазон перестройки излучения ГЛОН за счет эффектов Рамана при пе- рестройке частоты лазера накачки

Было замечено, что скорость свипирования и ее знак зависят от соотношения длин парциальных резонаторов при 21,2 > перестройка частоты излучения происходила в красную сторону, при 2Z.2 < i i — в фиолетовую. Если частота генерации смещалась так далеко от частоты Wq — максимума кривой усиления красителя, что порог генерации вблизи ojq оказывался меньше, чем для то в области Wq скачком возникала широкополосная генерация (аналогично традиционным перестраиваемым лазерам [3]), и цикл самосвиш1рования повторялся. Самосвипирование в красную сторону наблюдалось в сходных условиях и при смещении обращающего зеркала на 2—5 длин основного резонатора L i. Наконец, само-свиш1рование частоты излучения гибридного лазера на красителях бьшо получено и без промежуточного зеркала З4, которое убиралось после записи обращающего зеркала [28]. Чтобы предохранить обращающее зеркало от стирающего действия люминесценции красителя в момент его удаления, на это время вводился экран Э. В таком полулинейном резонаторе суммарный спектральный диапазон свипирования оказался максимальным и достиг 37 нм. И здесь бьшо обнаружено, что направление смещения спектра генерации зависит от многих факторов, например от небольшого поворота кристалла. [c.207]

Перейдем к рассмотрению основных применений нецентросимметричных диэлектриков в нелинейной оптике, преимущественно относящихся к области дискретного и непрерывного (плавного-па-раметрического) преобразования частоты излучения лазеров. Исторически это направление начало быстро развиваться после выявления Франкеном с сотрудниками генерации второй гармоники от излучения лазера на рубине в кристаллическом кварце в 1961 г. и предсказания Р. В. Хохловы.м и С. А. Ахмановым в 1962 г. возможности параметрической перестройки частоты излучения лазе- [c.240]

В числе схем, осуществляющих плавную перестройку частоты излучения лазеров, необходимо кратко упомянуть об устройствах электронного управления частотой, исключающих какие-либо механические перемещения регулирующих элементов. К ним относятся акустооптические фильтры. Характеристики пропускания нх управляются изменением частоты ВЧ-генератора, напряжение с которого подается на пьезопреобразователь светозвукопровода фильтра. [c.247]

Вместо рассмотренной в предыдущем разделе синхронизации мод при модуляции внутренних потерь или оптической длины резонатора синхронизация мод может осуществляться путем модуляции усиления. Для этого в резонатор лазера вводится накачка в виде непрерывной последовательности импульсов, генерируемых другим лазером с синхронизацией мод (см. рис. 5.8). Если длина резонатора лазера достаточно близка к длине резонатора лазера накачки или кратна ей, то при определенных условиях усиление оказывается модулированным с периодом, равным времени полного прохода резонатора. Как и при модуляции потерь, короткий импульс в этом случае формируется за промежуток времени, соответствующий максимальному усилению. Длительность этого импульса при оптимальных условиях может быть на два-три порядка короче длительности импульса накачки. Наибольший практический интерес представляет применение метода синхронной накачки в лазерах на красителях, так как в лазерах этого типа используется преимущественно оптическая накачка, а их линии усиления весьма широки (величина А(0з2/2л лежит в пределах от 10 до 10 Гц). Лазеры на красителях допускают в определенном диапазоне плавную перестройку частоты в области максимума спектра излучения. Это достигается введением в резонатор частотно-селек-тивного оптического фильтра, в качестве которого могут быть использованы, например, эталон Фабри—Перо, фильтр Лио или призма. Ширина спектра пропускания этих фильтров, однако, не должна быть слишком мала, так как ее сужение может вызвать существенное увеличение длительности импульсов. По указанным причинам значение лазеров на красителях с синхронной накачкой в технике генерации пикосекундных и субпи-косекундных импульсов в последние годы все больше возрастает. По сравнению с лазерами на красителях с пассивной синхронизацией мод, которым посвящена следующая глава, синхронно накачиваемые лазеры имеют следующее преимущество для перестройки частоты их излучения может быть использована полная спектральная ширина лазерного перехода, тогда как при пассивной синхронизации полоса перестройки дополнительно ограничивается спектром линии поглощения насыщающегося поглотителя. [c.150]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...