Накачка оптическая

Все более широкое и разнообразное применение находят импульсные лампы, дающие вспышки оптического излучения исключительно высокой плотности и малой длительности. Они находят применение в различных приборах и установках для изучения быстропротекающих процессов, оптической дальнометрии, накачки оптических квантовых генераторов и для других целей. [c.155]

Активная среда s. Условия накачки оптическая накачка паров s2 излучением линии Не с = 0,3880 мкм. Фотодиссоциация паров sj излучением ультрафиолетовых лазеров [c.899]

ОКГ состоят из активной среды (твердой, газообразной, жидкой), оптического резонатора и устройства накачки (оптической, электрической и др.), стимулирующего генерацию когерентного индуцированного излучения. [c.52]

Различают следующие способы накачки оптическую (облучение рабочего вещества светом определенной частоты), электрическую (прохождение тока через рабочее вещество) и [c.747]

Два упомянутых выше процесса накачки (оптической и электрической) не исчерпывают всех возможных методов накачки лазеров. Например, необходимая инверсия может быть создана также с помощью соответствующей химической реакции химическая накачка). Необходимо упомянуть здесь два достойных внимания вида химической накачки 1) ассоциативная реакция, А + В->АВ, ведущая к образованию молекулы АВ в возбужденном колебательном состоянии, и 2) диссоциативная реакция, АВ +/ivА-(-В, ведущая к образованию частицы В (атома или молекулы) в возбужденном состоянии. [c.109]

Лазерная обработка основана на применении мощного светового потока, вызывающего плавление или испарение обрабатываемого материала. Средняя плотность потока в поперечном сечении лазерного луча достигает 10 Вт/см . Размерная обработка материалов значительной толщины осуществляется при плотностях потока более 10 — 10 Вт/см , а сварка и резка тонких пленок при плотностях менее 10 Вт/см . Основными элементами лазера являются рабочее вещество, система накачки, оптический резонатор, элемент вывода энергии из [c.851]

Различают следующие способы накачки оптическую (облучение рабочего вещества светом определенной частоты), электрическую (прохождение тока через рабочее вещество) и химическую (инверсия возникает в результате химической реакции). Для газовых лазеров применяют все способы накачки, для полупроводниковых — электрическую или оптическую, а для твердотельных — оптическую. [c.852]

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]

Упрощенная схема лазера (например, на рубине, неодимовом стекле или красителе) с оптической накачкой приведена на рис. 5.3. В этой схеме для накачки оптической энергии в соответствующую среду, находящуюся внутри резонатора Фабри — [c.169]

Оптическая накачка энергией в результате облучения вещества мощным световым потоком. [c.121]

Простейшая схема оптической накачки [c.450]

Кванты света поглощаются, а частицы переходят из состояния с энергией Ео в состояние с энергией Е2. Такое заселение уровня 2 получило название оптической накачки. Инверсия населенности здесь может быть получена либо между уровнями 2 и El (т. е. П2>П]), либо между уровнями 1 и о( 1> о)- В первом случае усиление возникает на переходе Ет Еи во вто- Рис. 9.9. Трехуровневая ром — на переходе Ei- Eo. Ясно, что для схема переходов создания инверсной населенности между [c.317]

Обменная энергия 79, 336 Обратная решетка 24, 40, 49 Одноэлектронное приближение 212 Оптическая накачка 317 Оптические моды колебаний 155 [c.383]

Принципиальная схема оптического квантового генератора с оптической накачкой показана на рис. 35.8. Накачка активного элемента осуществляется с помощью специальных импульсных газоразрядных ксеноновых ламп-вспышек. Длительность вспышки 10 с и меньше. [c.279]

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]

Инверсная заселенность создается между уровнями Е и Е2 методом оптической накачки. Важно, чтобы основная масса энергии, излучаемой источником накачки, попадала в полосы поглощения активного вещества и эффективно использовалась для создания инверсной заселенности в системе рабочих уровней. Как уже упоминалось, для накачки активного вещества применяют импульсные газоразрядные ксеноновые лампы, коэффициент полезного действия которой около 50 % [c.286]

Существуют разные оптические схемы параметрических генераторов света. Одна из них показана на рис. 9.13, а. Оба зеркала резонатора (/ и 2) прозрачны на частоте накачки W. Для более низких частот зеркало 1 является полностью отражающим, а зеркало 2 характеризуется некоторым коэффициентом пропускания. Существуют параметрические генераторы света, где генерируется только одна световая волна, например волна на частоте Wi. Чтобы [c.237]

Возбуждение кристалла рубина осуществляется методом оптической накачки с помощью импульсных источников света большой мощности. Поглощая излучение накачки в зеленой и синей областях спектра, ионы хрома переходят с основного уровня Аз (рис. 112) на уровни / 1 и представляющие собой широкие полосы. Часть возбужденных ионов с этих уровней снова возвращается в основное состояние Мз, а часть (путем безызлучательных переходов) попадает в состояние Е, включающее два близко расположенных уровня 2Л и Е. Вероятность перехода с этих уровней в основное состояние очень мала, вследствие чего они имеют большое время жизни (- 3 мс). На таких уровнях, называемых метастабильными, происходит накопление возбужденных ионов. [c.295]

Методы создания инверсной населенности [4]. Специфика газов проявляется и в многообразии физических процессов, применяемых для создания инверсной населенности. К их числу относятся возбуждение при соударениях в электрическом разряде, химическое возбуждение, фотодиссоциация, газодинамические процессы, оптическая накачка, электронно-лучевое возбуждение. [c.895]

Активная среда Са. Условия возбуждения импульсный разряд в смеси паров Са и Не оптическая накачка паров Са ультрафиолетовым излучением разряд с полым катодом [c.900]

Активная среда Naj. Условия возбуждения оптическая накачка лазерным излучением с длиной волны 473, 659, 454, 488 нм с Не в качестве буферного газа [c.906]

К. м. с оптической накачкой лишён этих недостатков. В нём поляризация вещества достигается воздействием на иарамагн. атомы светового излучения определ. частоты. Реальная система зеемановских уровней парамагн. атомов (К, ВЬ, s), применяемых в К. м., сложна. Однако принцип оптич. накачки может быть проиллюстрирован на npo Tennreii двухуровнево схеме. Свет накачки должен быть таким, чтобы вероятности его поглощения существенно различались для разных подуровней. В атом случае под действием света накачки примерное равенство населённостей этих подуровней нарушится и в ансамбле атомов возникнет макроскопич. электронный магн. момент — система станет поляризованной (см. Оптическая накачка, Оптическая ориентация атомов). [c.332]

Твердотельные лазеры на люминесцирующих средах Л. на стёклах, активированных Nd, УЛО-лазерьг, рубиновые лазеры) накачка оптическая. Применение лазерная спектроскопия, нелинейная оптика, лазерная технология (сварка, закалка, упрочнение поверхности). Лазерные стёкла применяются в мощ1тых установках для лазерного термоядерного синтеза (ЛТС). [c.551]

Уже в первые годы после открытия лазера такие замечательные свойства его излучения, как исключительно высокие когерентность, направленность и интенсивность излучения, получение значительных плотностей энергии как в непрерывном, так и импульсном режимах, привлекли внимание не только научных работников, занимающихся разработкой и исследованием лазеров, но и инженерно-технического персонала с точки зрения широкого применения лазеров для практических целей в науке и lex нике. Это явилось одной из причин того, что с начала своего возникновения лазерная техника развивалась исключительно высокими темпами. За несколько лет своего существования она достигла весьма высокого уровня развития. С момента создания первого генератора электромагнитных волн основанного на использовании вынужденного излучения активных молекул, предложенного Н. Г. Басовым и А. М. Прохоровым, открылась возможность создания подобных генераторов в широком диапазоне длин волн, включающих в себя всю видимую часть спектра. Впоследствии усилиями ученых различных стран мира было создано весьма большое число различных типов лазеров, работа" ющих в диапазоне от рентгеновской части спектра до длин волн принадлежащих СВЧ диапазону, т. е, включающих всю инфракрасную часть спектра. В настоящее время существует большое число различных типов лазеров, в качестве рабочих тел в которых используются вещества, находящиеся во всех видах агрегатного состояния (твердом, жидком и газообразном). В различных типах лазеров при этом применяются и различные методы накачки оптическая, электрическая, химическая, тепловая и др. Различаются лазеры и по режиму работы, помимо обычных (непрерывного и импульсного) режимов лазеры работают также и в специфических режимах (гигантских импульсов и синхронизации мод). [c.3]

Наконец, обсудим место лазеров на динамических решетках в квантовой электронике. Первые квантовые генераторы оптического диапазона, созданные уже более 25 лет назад, использовали для усиления явления вынужденного излучения света в среде с инвертированной населенностью (рубин [1], газовые смеси [2]). Активная среда в этих лазерах становилась усиливающей под действием стороннего источника накачки (оптического,, электрического, химического и т.д.), создающего в среде инверсию. Однако достаточно скоро появились также генераторы, использующие нелинейнооптические процессы усиления — вынужденные рассеяния [3] и параметрические многоволновые взаимодействия [4] ). Необходимым условием их реализации было использование для накачки оптического излучения с достаточной степенью монохроматичности. [c.258]

Накачка оптическая 452 Намагниченность 75 Населенность инверснаи 93, 443 Насыщение 447, 479, 481 [c.509]

Классификация лазеров с учетом различных методов накачки. Традиционно лазеры классифицируют по типу активной среды, распределяя их по четырем основным группам газовые, жидкостные, твердотельные, полупроводниковые. Более точная классификация должна учитывать не только тип активной среды, но и используемый метод накачки. Подобная классификация приводится на рис. 1.3 ). В схеме на рисунке указываются типы накачки оптическая, с использованием самостоятельного электрического разряда, электроионизационная, тепловая, химическая, рекомбинационная. Эти типы накачки отмечались выше при перечислении физических механизмов возбуждения. Надо, однако, иметь в виду, что вопросы создания инверсии должны рассматриваться с учетом не только процессов возбуждения, но и процессов релаксации энергетических уровней. [c.15]

Специфические свойства оптической накачки. Оптическая накачка предполагает юзбуждение активных центров при поглощении активной средой излучения от некоторого специального источника света. Метод оптической накачки широко применяется в различных типах твердотельных и жидкостных лазеров он используется также в газовых лазерах. [c.21]

Схема оптического квантового генератора с вихревым охлаждением активного элемента — излучателя показана на рис. 6.10. Активный элемент I размещен в оправках на оси камеры энергоразделения 2, изготовленной из прозрачного материала — кварцевого стекла. Сжатый газ подается в полость камеры энер-горазделения через тангенциальное сопло в виде интенсивно закрученного потока. На удаленном от соплового ввода конце камеры энергоразделения установлен щелевой диффузор 3. Ось вихревой трубы совмещена с одной из фокальных осей эллиптического отражателя 4. В другой его фокальной плоскости под камерой энергоразделения 2 размешена лампа накачки 5. Эллиптический отражатель 4 имеет зеркальную внутреннюю поверхность. Регулирование интенсивности охлаждения излучателя осуществляется сменой работы вихревой трубы путем изменения щелевого зазора при перемещении подвижной щеки диффузора. Время выхода оптического генератора на установившийся режим определяется теплогенерационными свойствами охлаждаемого активного элемента-излучателя. [c.296]

Установка состоит из рабочего тела /, лампы накачки 2, обеспечивающей световую энергию для возбуждения атомов активного вещества-излучателя. Полученное излучение фокусируется и направляется с помощью оптической системы 3 на свариваемое изделие 4. Мощность твердотельных лазеров невелика — 0,015—2 кВт. Газовые лазеры обладают более высокой выходной мощностью, работают в непрерывном и импульснсш режимах и по своим технологическим возможностям становятся конкурентно-способными с электронно-лучевой сваркой. [c.17]

Инверсная заселенность уровней. Как увидим в дальнейшем, систему, энергетические уровни которой удовлетворяют определенным условиям, можно перевести в состояние с инверсной населенностью уровней. Процесс перевода системы в инверсное состояние называется накачкой. Накачку можно осуществить оптическими, электрическими и другими способами. При оптической накачке атомы, поглощая излучение, переходят в возбужденное состояние. При электрической накачке (например, в газообразной среде) атол ы переходят в возбужденное состояние благодаря неупругим столкновениям атомов с электронами в газовом разряде. В этой связи следует еще раз отметить идею В. А. Фабриканта, выдвинутую в 1939 г., сущность которой заключалась в том, чтобы с помощью спеи,иальных молекулярных примесей избирательно исключить некоторые нижние энергетические состояния, в результате чего осуществилась бы инверсная заселенность. [c.382]

Из npo Tt>ix соображений следует, что для двухуровневой системы с помощью оптической накачки нельзя получить инверсную населенность. [c.382]

Если менять направление распростраиення волны накачки по от-рюшению к оптической оси кристалла (например, путем вращения самого кристалла при неизменном направлении распространения волны накачки), то очевидно, что условие синхронизма для волн и (1)., нарушится и никакое их усиление не произойдет. Однако по новому направлению условие синхронизма выполняется уже для других, отличных по частоте от прежних на некоторую величину о волн, а именно [c.409]

Поскольку и в этом случае частотное соотношение остается в силе (о) со 1- o)j С0 г ы + м., — ш = 0) + соо), то в этом новом нанравлеиии произойдет усиление волн с частотами со = o)i + со и ьн = 2 — со. Величина оз зависит от угла О между направлением распространения волны накачки и оптической осью кристалла. Следовательно, плавно меняя каким бы то ни было способом этот угол, М0Ж1Ю осуществить плавную перестройку частот. [c.409]

В 1954 г. вьп1ужденное излучение было обнаружено Н. Г. Басовым, А. М. Прохоровым и независимо Таунсом в микроволновой области спектра и использовано для создания мазера, а в 1960 г. появились первые лазеры, которые генерировали в видимой области. Во всех этих сисггемах исгюльзуется тот или иной способ дополнительного (неравновесного) заселения генерирующих уровней — оптическая накачка, избирательное электронное возбуждение и др. [c.430]

В таких экспериментах широко применяется понятие оптической накачки, введенное А.Кастлером в 50-е годы. Это явление, связанное с опустошением нижнего (основного) уровня и переходом атомов на какой-либо третий (промежуточный) уровень, широко используется в спектроскопии и лазерной физике, так как здесь создается значительное превышение числа атомов в более высокоэнергетическом состоянии (рис. 8.28), создающее предпосылки для возникновения лазерного излучения. [c.450]

Вместо термина оптический меюд возбуждения иногда используется термин оптическая накачка , заимствованный из американской научной литературы. [c.784]

В отличие от активных модуляторов добротности, у которых момент выключения потерь определяется в)1еш-ними факторами, включение добротности пассивными модуляторами полностью определяется плотностью излучения внутри резонатора и их оптическими свойствами. В качестве пассивных модуляторов (или пассивных затворов) могут использоваться просветляющиеся фильтры, пленки, разрушающиеся под действием излучения, полупроводниковые зеркала с коэффициентом отражения, зависящим от интенсивности света, органические красители и т. д. Особое место среди пассивных затворов занимают затворы на основе просветляющихся фильтров. Исключительная простота таких затворов в сочетании с высокими параметрами получаемых с их помощью моноимпульсов излучения обеспечила им весьма широкое распространение. В основе работы этих затворов лежит способность просветляющихся фильтров обратимо изменять коэффициент поглощения под действием интенсивных световых потоков. Введение в резонатор пассивного затвора (рис. 35.10) приводит к увеличению порогового уровня накачки, в результате чего к моменту начала генерации па метастабилышм уровне накапливается значительное число активных частиц. При возникновении генерации лазерное излучение, проходящее через затвор, резко уменьшает его потери и запасенная энергия излучается в виде мощного импульса. Длительность этого импульса почти такая же, как и в режиме мгновенного включения добротности. Применение этих затворов значительно упрощает конструкцию генератора и позволяет получить параметры выходного импульса, близкие к предельным. [c.284]

Неодимовые лазеры — это лазеры, в которых активным элементом является либо кристалл Y3AI5O12 (обычно называемый YAG), где часть ионов иттрия Y + замещена ионами неодима Nd +, либо оптическое стекло, активированное ионами неодима. Упрощенная схема энергетических уровней неодима в кристаллах иттрий-алюми-ниевого граната приведена на рис. 35.14. В отличие от рубинового лазера, работающего по трехуровневой схеме, неодимовый лазер работает по четырехуровневой схеме. До возбуждения подавляющее число частиц находится на исходном уровне Накачка осуществляет- [c.287]

Газовые лазеры. Ширина энергетических уровней в газах довольно мала (порядка нескольких гигагерц и меньше), поскольку в них по сравнению с твердым телом более слабо действуют механизмы, вызывающие уширение линий. Поэтому оптическая накачка с помощью ламп, применяемых для твердотельных лазеров, неэффективна для газовых лазеров, так как в активной газовой среде нет широких полос поглощения. [c.288]

Параметрический генератор света. Поместив нелинейный кристалл в оптической резонатор, можно превратить параметрическое рассеяние в параметрическую генерацию света. Будем рассматривать скалярный синхронизм — когда волновые векторы (как волны накачки, так и обеих иереизлученных световых волн) направлены вдоль одной прямой эта прямая есть ось резонатора. Ориентируем нелинейный кристалл внутри резонатора таким образом, чтобы направление синхронизма для некоторой конкретной пары частот odj и — oj совпадало с осью резонатора, и введем в резонатор вдоль его оси интенсивную когерентную световую волну накачки частоты ш. Для выполнения условия синхронизма надо позаботиться о поляризации волны накачки. Возможна ситуация, когда волна накачки и одна из переизлученных волн — необыкновенные, а другая переизлученная волна — обыкновенная. [c.236]

Оптическая накачка для газовых активных сред эффективна, если источник накачки достаточно моноэнер-гетичен, поскольку резонансные линии поглощения газов узки. Обычно используются лазерные источники накачки. [c.895]

Активная среда Rb. Условия возбуждения фотодиссо-циация паров Rbj излучением рубинового лазера оптическая накачка лазерами на красителях [c.899]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...