СОг-лазер медленной

В настоящее время разрабатываются методы контроля пучков излучения молекулярных газовых лазеров, работающих в интервале от 5 до 10 мк. Один из способов, который оказался пригодным для наблюдения за излучением лазера на СО2 (10,6 мк), состоит в том, что луч пропускают через газовую кювету с аммиаком. На наличие лазерного пучка указывает зеленое свечение флуоресценции, которой сопровождается фотохимическое разложение газа (интенсивность флуоресценции при постоянной мощности лазера медленно уменьшается со временем). Изыскания, которые ведутся в настоящее время во многих промышленных лабораториях, несомненно приведут к разработке и других многофотонных преобразователей частоты, что позволит визуально контролировать инфракрасные лазерные пучки. [c.30]

Принцип работы лазера в режиме модуляции добротности состоит в следующем. Допустим, что внутрь оптического резонатора помещен затвор. Если затвор закрыт, то генерация не возникает и, следовательно, инверсия населенности может достигнуть очень высокого значения. При достаточной мощности накачки на метастабиль-ном уровне можно накопить почти все частицы активного вещества. Однако условие генерации выполняться не будет, так как потери резонатора слишком велики. Если быстро открыть затвор, то усиление в лазере будет существенно превышать потери и накопленная энергия выделится в виде короткого интенсивного импульса света. Поскольку в данном случае добротность резонатора изменяется от низких до высоких значений, то такой режим называется режимом модуляции добротности резонатора. При быстром открывании затвора (за время, которое короче времени развития лазерного импульса) выходное излучение состоит из одного гигантского импульса. При медленном же открывании затвора может генерироваться много импульсов. [c.283]

Для действия лазера необходимо не только эффективное заселение верхнего уровня рабочего перехода, но и быстрое опустошение нижнего уровня. В Не—Не-лазере нижние уровни 2р и Зр опустошаются в основном вследствие спонтанных переходов на уровни 1л. Вероятность этих переходов достаточно велика. Так, время жизни уровня 2р и большинства других уровней 2р составляет всего 2-10 с. Однако эффективному опустошению р-уров-ней может препятствовать значительная населенность уровней 1л. Два из них являются метастабильными, но и остальные опустошаются очень медленно вследствие пленения резонансного излучения. Поглощение излучения, испускаемого при спонтанных переходах с уровней 2р и Зр, атомами, находящимися на уровнях 1л, приводит к дополнительному заселению уровней 2р и Зр. Еще большую роль в заселении этих уровней играет электронное возбуждение с уровней 1л, эффективное сечение которого очень велико. Вследствие этого необходимым условием создания инверсной населенности является не слишком высокая концентрация атомов на уровнях 1л. Опустошение этих уровней происходит в основном при столкновениях со стенками разрядной трубки, к которым диффундируют возбужденные атомы. Процесс диффузии протекает тем быстрее, чем меньше диаметр трубки. Именно этим объясняется экспериментально установленная зависимость ненасыщенного коэффициента усиления от диаметра разрядной трубки [c.304]

Для газолазерной резки, как правило, используются мощные СО 2-лазеры, хотя не вызывает сомнений возможность применения лазеров на ИАГ, а также других лазеров высокой и средней мощности. Современные СОа-лазеры с медленной прокачкой газа вдоль газоразрядной трубы имеют сравнительно большие длины, так как их удельная мощность не превышает 50—100 Вт/м. [c.123]

Схема лазера с несамостоятельным разрядом, поддерживаемым электронным пучком, представлена на рис. 3.6. Пучок эмиттированных катодом ускорителя электронов J вводится в заполненный активной средой лазера объем 2 через тонкую, герметичную для газа фольгу 3 в одном из электродов разрядного промежутка и, пронизывая его, обеспечивает однородную ионизацию рабочей смеси. Созданные этим пучком вторичные, медленные электроны [c.98]

Таким образом, одним из основных условий работы СОг-лазера является недопустимость перегрева лазерной смеси выше Гор . з следовательно, необходимость ее эффективного охлаждения. Отвод теплоты от рабочей смеси СОг-лазера может осуществляться либо за счет теплопроводности к охлаждаемой стенке разрядной трубки, либо путем замены нагретой порции газа новой, поэтому по способу охлаждения рабочей смеси все газоразрядные СОг-лазеры можно разделить на лазеры с диффузионным и конвективным охлаждением иногда их называют соответственно газоразрядными лазерами с медленной и быстрой прокачкой. [c.123]

Рассмотрим сначала зависимость глубины провала от времени выжигания. На рис. 5.5 представлен результат расчета по формуле (13.5). Четко видна зависимость скорости выжигания провала от интенсивности лазера. Поскольку 7о -Ь Д Г, а 7о - Д /с, то одна экспонента в формуле (13.5) спадает быстро, а другая — медленно. Более быстро спадающая экспонента не проявляет себя так как коэффициент при ней очень мал. Поэтому временное нарастание глубины провала определяется медленно спадающей экспонентой, т. е. скоростью накачки к. [c.174]

В. Лазерный дилатометр [103]. В обычных дилатометрах механические детали вносят вклад в ошибки измерений (коэффициент расширения механических деталей). Это не представляется возможным полностью устранить даже путем очень медленного охлаждения. Поэтому получило развитие применение лазеров. [c.152]

Рис. 5.27. Последовательность многократных импульсов в случае медленного включения. На рисунке представлено усиление лазера g t)=

Хотя во многих лазерах с пассивной синхронизацией мод применяются быстрые насыщающиеся поглотители, в некоторых условиях синхронизацию мод могут обеспечить также медленные насыщающиеся поглотители. Это возможно, когда энергия насыщения усиливающей среды сравнима с энергией насыщения поглотителя, хотя и несколько превышает ее. К синхронизации мод в этом случае приводят весьма тонкие физические явления [28], которые мы опишем с помощью рис. 5.45. Для простоты предположим, что как насыщающийся поглотитель, так и активная среда помещены вместе в одну и ту же кювету на одном из концов лазерного резонатора. Будем считать, что до появления импульса потери преобладают над усилением, поэтому участок переднего фронта импульса испытывает ослабление. С некоторого момента времени в течение переднего фронта импульса, когда накопленная плотность энергии импульса станет сравни- [c.318]

С точки зрения конструкции СОг-лазеры можно подразделить на семь типов 1) лазеры с медленной продольной про- [c.367]

В ряде практических ситуаций важно обнаружить и выделить из шумов полезный сигнал, являющийся некогерентным (например, при приеме многомодового излучения лазера, прошедшего турбулентную атмосферу при обнаружении ретранслированного и несущего информацию или отраженного от цели когерентного излучения оптически шероховатой отражающей поверхностью и т. д.). Поскольку некогерентный сигнал и шумовое поле имеют гауссовское распределение амплитуд и описываются гауссовскими весовыми функциями (плотность распределения вероятностей комплексной амплитуды), то и весовая функция, соответствующая суперпозиционному полю также является гауссовской. В частном случае при выделении некогерентного сигнала и медленно флуктуирующих шумов при близких частотах сигнала й шума и медленных флуктуациях сигнала распределение вероятностей потока фотоэлектронов характеризуется законом Бозе—Эйнштейна (10 а) 1 табл. 1.1). Однако в общем случае присутствие шумового поля вызывает изменение распределений при этом спектрально — корреляционные характеристики шумового поля, величина смещения центральной частоты шума относительно центральной частоты сигнала и время наблюдения Т существенно изменяют вид получающихся распределений. [c.48]

Более прецизионными, но зато и гораздо более медленными являются устройства ввода с плоским столом (рис. 3.3). Фотопластинка закрепляется на специальном столике, который может с помощью ходовых винтов и шаговых двигателей перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Это перемещение и обеспечивает развертку изображения. В качестве датчика цифрового видеосигнала, так же как и в устройствах барабанного типа, используется система осветитель—фотоумножитель—квантователь. Точность развертки определяется качеством изготовления ходовых винтов и точностью поворота шаговых двигателей. В особых случаях для точного определения положения столика может использоваться лазерный интерферометр. В этом случае шаг растра может контролироваться с точностью до долей длины волны излучения лазера, т. е. до долей микрона. В таких устройствах иногда приходится предусматривать гранитный фундамент [c.52]

Отвод тепла от рабочей смеси СОз-лазера может осуществляться либо за счет теплопроводности к охлаждаемой стенке разрядной трубки, либо путем замены нагретой порции газа новой. Поэтому по способу охлаждения смеси все газоразрядные С02-лазеры можно разделить на лазеры с диффузным и конвективным охлаждением иногда их называют соответственно газоразрядными лазерами с медленной и быстрой прокачкой. [c.47]

Зависимость коэффициента отражения идеального резонатора от длины волны представляет собой очень узкие пики, разделенные друг от друга большим расстоянием. Комбинируя различные методы селекции мод, такие, как добавление в резонатор многопластинчатого отражателя, использование режима работы вблизи порога генерации, применение модулятора добротности на насыщающемся поглотителе или модулятора добротности на ячейке Поккельса с очень медленным временем нарастания импульса, можно получить излучение рубинового лазера на одной аксиальной моде. [c.282]

На рис. 1.7 показан ход ба в зависимости от Bi и времени процесса накачки, выраженного через Fo. С ростом длительности действия накачки тепловое поле медленно уходит от адиабатического приближения, и при длительности более нескольких секунд для кристаллов и десятков секунд для стекла форма температурного поля приблизится к профилю поля в стационарном режиме работы лазера. [c.22]

Матрицы Джонса наиболее употребительных в технике твердотельных лазеров элементов приведены в табл. 9. Первая строка таблицы не нуждается в комментариях — оптически изотропная среда изображается единичной матрицей Джонса. Матрицы для двух следующих элементов записаны в системе координат, совпадающей с их главными осями. Для частичного поляризатора (п. 2 табл. 9) Pi и р2 — амплитудные коэффициенты пропускания света, поляризованного в х и у направлениях идеальный поляризатор характеризуется значениями pi = 1, рг = 0. Линейная фазовая пластинка (п. 3 табл. 9) записана в такой форме, что ее медленная главная ось совпадает с х направлением набег фазы после прохождения через фазовую пластинку равен ф. [c.87]

Куда хуже обстоит дело с нестационарными во времени линзоподобными деформациями (даже медленно меняющимися, например в начальный после включения период работы лазера), а также с аберрациями более высоких порядков. Наиболее перспективно здесь применение неустойчивых резонаторов (вспомним рассуждения об аберрационных коэффициентах и вид графиков для них на рис. 2.23), однако расходимость излучения лазеров с их использованием будет значительно больше, чем в отсутствие деформаций. [c.134]

Отметим еще одну причину, вызывающую необходимость выбора определенного рабочего диапазона температуры активного элемента лазера. Это так называемое двоение импульса генерации в моноимпульсных лазерах с медленно изменяющимся во времени значением потерь в лазерном затворе и в лазерах с пассивным лазерным затвором из-за влияния колебаний температуры на начальный коэффициент усиления активной среды. [c.159]

Применение гелиево-неоновых лазеров непрерывного излучения позволяет решать практически все задачи исследования сравнительно медленно меняющихся термооптических искажений, проявляющихся в активных элементах под действием накачки и процессов тепловой релаксации. Достаточное временное разрешение (порядка 10- с) при этом обеспечивается использованием скоростных фотокамер в режиме покадровой съемки [4], а также тех или иных затворов, синхронизированных с фотокамерой и моментом включения накачки [24], [c.180]

Будущие термоядерные реакторы мыслятся пока двух типов — стационарные и пульсирующие. В первом реакция между дейтерием и тритием будет протекать в форме медленного стабильного пламени , во втором — в форме повторяющихся взрывов умеренной мощности. Исследуется возможность осуществления коротких импульсных термоядерных нроцессов с помощью лучей лазера, ре.лятивистских электронных пучков и коммуляцнонного способа получения мощных мегагаусспых полей и давлений в миллионы бар. [c.165]

Дальнейшего уменьшения Дм можно добиться, увеличивая время взаимодействия частиц с эл.-магн. полем, отбором медленных частиц. Однако доля таких частиц в М. в а. п., порождённых источником, находящимся в тепловом равновесии, мала. Эфф. способом уменьшения скорости является сочетание метода М. и а. п. с оптич. ориентацией ядер [А, Кастлер, (А. Казиег), 1950 см. Ориентированные ядра]. Возможности комбинир. методов расширились после появления лазеров. Стало возможным получение интенсивных медленных М. и а. п., лазерное охлаждение, исследования спектров единичных атомов и молекул, основанные на взаимодействии М. и а. п. с излучением лазеров, в частности пленение отд. атомов и молекул эл.-магн. полем и их длит, хранение в изолир. состоянии. [c.199]

Квазирезовансные Н. п. играют определяющую роль в кинетике формирования компонентов плазмы, активной среды газовых лазеров, атмосферы и т. п. Экспериментально и теоретически исследуются такие Н. п. в медленных атомных столкновениях, как резонансная и нерезонансная перезарядка, передача возбуждения, дезактивация, деполяризация, спиновый обмен, переходы между компонентами тонкой и сверхтонкой структуры электронных оболочек атомов, между разл. молекулярными состояниями, столкновения с участием отрицат. ионов и др. Цели исследований — получение детальной информации о механизмах и оси. особенностях элементарных процессов столкновений, а также надёжная оценка величин вероятностей и сечений разл. каналов возбуждения. [c.249]

Наблюдается медленное распространение плазменного фронта в лазерном луче со скоростями 10— 40 м/с, обязанное теплопроводностному прогреванию газа перед фронтом. Этот механизм действует преим. и в оптич. плазмотроне, где для непрерывности горения применяется непрерывный СО -лазер. В оптич. плазмотроне достигается на 1000—3000 К более высокая темп-ра, чем в НОР в неподвижном газе. Продувкой воздуха снимаются верх, ограничения по мощности лазера, а также по фокусному расстоянию линзы / (в неподвижном воздухе в слабофокусированном луче, при / 20 см, НОР не горит). [c.451]

В импульсных С. источником излучения обычно являются твердотельные. и полупроводниковые лазеры, работающие в ближнем ИК-диапазоне (0,8- -1,06 мкм), излучение к-рых формируется в виде коротких импульсов. Медленно меняющиеся расстояния измеряются с помощью одиночных импульсов при. быстро меняющихся расстояниях применяется непрерывно-импульсный режим излучения. Твердотельные лазеры допускают частоту следования импульсов излучения до 50—100 Гц, полупроводЕШКОвые — до 10 —10 Гц, Короткие импульсы (20—40 нс) твердотельных лазеров формируют в режиме модуляции добротности с помощью различного рода оптических затворов. В полупроводниковых лазерах генерация коротких импульсов мощностью до сотен Вт осуществляет- ся путём формирования коротких импульсов тока накачки. [c.464]

Прежде чем завершить это общее рассмотрение модуляции добротности, уместно сделать два заключительных комментария. 1) Из вышеприведенного обсуждения ясно, что для осуществления модуляции добротности необходимо иметь достаточно большое время жизни верхнего лазерного состояния, чтобы инверсия населенностей могла достичь больших значений. Обычно время жизни должно быть порядка долей миллисекунды, что реализуется для переходов, запрещенных в электродиполь-ном приближении. Это имеет место для большинства кристаллических твердотельных лазеров (например, на кристаллах Nd YAG, рубина, александрита) и в некоторых газовых (в СОг- и йодном лазерах). Однако в лазерах на красителе и в некоторых газовых лазерах, имеющих важное значение (например, в Не—Ne-или аргоновом лазерах), лазерный переход является электроди-польно разрешенным и время жизни изменяется от нескольких наносекунд до десятков наносекунд. В этом случае метод модуляции добротности неэффективен, поскольку для накопления достаточно большой инверсии не хватает времени. Кроме того, если время жизни т сравнимо со временем tp, необходимым для достижения световым импульсом пикового значения, то значительная доля накопленной к моменту времени t = Q инверсии при > О будет потеряна на спонтанное излучение, а не давать вклад в вынужденное излучение. 2) Представленная на рис. 5.26 временная зависимость модуляции добротности предполагает, что затвор открывается мгновенно, как показано на этом рисунке, или по крайней мере очень быстро по сравнению с временем развития импульса tp (быстрое переключение). В случае медленного переключения могут возникать многократные импульсы (рис. 5.27). Каждый импульс образуется в тот момент времени, когда мгновенное значение усиления g[t) равно мгновенному значению потерь y t). После каждого импульса усиле- [c.286]

С практической точки зрения пять типов взаимодействия, приведенные в табл. 10.1, можно разбить на две категории. Первые два процесса соответствуют случаю, когда мощность накачки разделяется между быстрой и медленной модами. В остальных случаях накачка поляризована вдоль медленной оси. В первой категории процессов параметрическое усиление максимально, когда мощность накачки в двух поляризационных модах равна, т. е. 0 = 45, где 0-угол между направлением поляризации накачки и медленной осью. Даже в этом случае различные процессы конкурируют между собой, поскольку значения коэффициентов параметрического усиления для всех этих процессов приблизительно одинаковы. В эксперименте [21] наблюдалось четырехволновое смешение с синхронизмом типа I при накачке импульсами длительностью 15 пс на длине волны 585,3 нм от лазера на красителе с синхронизацией мод. Доминировал параметрический процесс типа I, поскольку в этом случае расстройка групповых скоростей различных волн относительно мала. [c.299]

XL)]/in М. Из этой формулы следует, что время формирования дифракционно направленного пучка при фиксированных габаритах резонатора медленно и монотонно уменьшается с ростомМ Интереснее, однако, то, что riQ зависит не только от определяемых величиной М потерь резонатора, но и от параметра а I(XL), причем при а /(XL) > 1 может оказаться не слишком малым, даже если М существенно превышает единицу. Так, для упоминающихся в 4Л лазеров на твердотельных элементах диаметром 45 мм с неустойчивыми резонаторами, имеющими М = 2, составляет около 10. [c.173]

Управление с помощью внешнего сигнал. К числу важнейших методов получения нужных спектрально-временных характеристик генерации относится введение в резонатор затравочного излучения от внешнего источника. Этот метод нередко используется в случае моноимпульсных лазеров с плоскими резонаторами для синхронизации или управления спектром импульса, к началу развития которого и впрыскивается затравка. Поскольку дифракционное распльюание пучков в плоских резонаторах происходит сравнительно медленно, для убыстрения процесса установления затравку обычно вводят сразу по всему сечению. [c.232]

При больших усилениях в среде можно увеличивать М весьма значительно, не вызьюая катастрофического снижения выходной мощности. Дело в том, что эффективность соответствующих лазеров уменьшается с ростом М не слишком быстро и в отсутствие управляющего сигнала, в его же присутствии еще медленнее. Это и понятно когда М столь велико, [c.233]

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]

Из-за более высокого порога генерации развитие импульса генерации на длине волны 1,32 м км шроисходит медленно и его длительность существенно больше, чем для лазера с длиной волны [c.100]

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]

Схема типичной установки для измерения Хцк первым способом дана на рис. 23. Излучение одного и того же источника направляется на образец и эталон измеряется мощность второй гармоники после прохождения каждого кристалла. Толщина кристаллов, вырезанных в виде плоскопараллельных пластин, меняется за счет медленного вращения (со скоростью 1-20°С/мин). Чаще всего в качестве источника света используется импульсный лазер, но может быть использован и непрерьшный лазер с внешним модулятором [141]. Точность определения этим методом зависит главным образом от качества изготовления и обработьси поверхности кристалла. 7 и /<. могут быть измерены с точностью 1—2%. Если поверхность кристалла обработана с точностью до X, погрешность измерения Хцк может не превышать 2-3%. Так как молекулярные кристаллы пока не удается обрабатьшать с такой тщательностью, наибольшая точность достигнутая при измерении Х к составляет 5%. [c.88]

Остановимся на кратком анализе характеристик принимаемого сигнала в случае импульсного подсвета цели. Имеется в виду случай, когда в силу немонохроматичности излучения лазера излучаемый сигнал во времени и в пространстве представляет собой после довательность отдельных рассредоточенных импульсов, и можно говорить об изучении и приеме каждого импульса в отдельности. Наибольший интерес представляет рассмотрение импульсов излучения с пространственной протяженностью, меньшей или равной протяженности лоцируемых объектов, что соответствует длительности импульсов от единиц до сотен не. Импульсы такой длительности могут генерироваться существуюш,ими типами лазеров. При указанных длительностях зондируюш,его сигнала и частотах колебаний оптического диапазона ( 10 Гц) он является относительно узкополосным и поэтому, как и ранее, (1.1.30) может быть записан в виде произведения медленно , меняющегося амплитудного множителя на высокочастотное колебание. Такую же форму записи можно применить и для пространственного описания зондирующего сигнала в направлении цели. [c.36]

Отметим, что в твердотельных лазерах почти всегда направление распространения света через термомеханически напряженную активную среду совпадает с одним из главных напряжений или, что то же самое, с одной из осей эллипсоида показателей преломления, а указанные направления поляризации ( быстрая и медленная оси анизотропной среды) совпадают с направлениями двух других главных напряжений. Преимущественно этот случай и рассматривается в данной книге (исключение составляет наклонная пластина). [c.35]

Общие уравнения. Физической основой усиления и генеращ1и волн на динамических решетках является четырехволновое смешение. Поэтому изложение теоретических основ лазеров на динамических решетках целесообразно начать с общего анализа четырехволнового смешения, используя стандартную для нелинейной оптики процедуру сведения проблемы к решению системы укороченных уравнений для медленно меняющихся амплитуд взаимодействующих волн. [c.63]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...