Иттрий-алюминиевый гранат

Иттрий-алюминиевый гранат 44 [c.281]

Лазеры с преобразованием частоты. Обеспечивая высокие уровни мощности, лазеры на стекле и иттрий-алюминиевом гранате с неодимом позволяют достаточно эффективно преобразовывать излучение в видимую область спектра (А,=0,53 мкм). Такое преобразование основано на нелинейном взаимодействии излучения с кристаллами [18], в результате которого на выходе кристалла появляется излучение второй гармоники, причем коэффициент преобразования во вторую гармонику обычно оказывается тем выше, чем выше уровень мощности и чем меньше угловая расходимость излучения основной гармоники [18]. [c.170]

ЛАЗЕР НА ИТТРИЙ-АЛЮМИНИЕВОМ ГРАНАТЕ (ИАГ) [c.44]

Таким уникальным сочетанием выходных параметров, как у ЛПМ, сегодня не обладает ни один из известных коммерческих лазеров [8-10, 37]. КПД промышленных ЛПМ обычно составляет 0,5-1%, что на порядок больше, чем КПД непрерывного аргонового лазера (Аг+) с близкой по уровню мощностью. Однако ЛПМ в той же мере (на порядок) уступает по КПД мощным инфракрасным СОг-лазерам (Л = 10600 нм), но из-за более коротковолнового излучения его энергия может быть сфокусирована в области, имеющей на два порядка меньшую площадь [38]. Поэтому для ряда применений, например для прецизионной обработки материалов, высокие плотности мощности излучения с использованием ЛПМ достигаются при относительно небольших средних мощностях. Такие теплопроводные металлы, как Си, А1, Аи, Ag, обрабатывать излучением СО2- и других ИК-лазеров практически невозможно (коэффициент отражения превышает 95%). Близкий по спектру, мощности и КПД распространенный твердотельный лазер на основе иттрий-алюминиевого граната с неодимом (YAG Nd) (Л = 1064 нм) и с удвоением частоты (Л = 532 нм) из-за тепловых искажений имеет относительно большие расходимости. [c.6]

Кристаллы рубина и иттрий-алюминиевого граната имеют по-ложительные температурные коэффициенты показателя преломления тепловая линза, образующаяся в этих кристаллах, является собирающей. Для рубина ( п/кТ — 1,4- Ю К , для граната йп/йТ— = 7,3-10 К [61]. Эффект рассеивающей тепловой линзы наблюдается в некоторых типах стекол. [c.231]

Поверхностная закалка при нагреве лазером. Лазеры — это генераторы света (квантовые генераторы оптического диапазона). В основу их работы положено усиление электромагнитных колебаний при помощи индукцированного излучения атомов (молекул). Лазерное излучение монохроматично, распространяется очень узким пучком и характеризуется чрезвычайно высокой концентрацией энергии. Для промышленных целей применяют лазеры, у которых в качестве активных тел, т. е. источников генерируемого излучения, служат 1) твердые тела (твердотельные лазеры) рубины, иттрий-алюминиевые гранаты (ИАГ) и стекла, активированные неодимом [c.225]

По данным рентгенофазового анализа, спеченный материал представлен фазами АШ, 2А15012 (иттрий-алюминиевый гранат) и ЗЮ2 по микроструктуре — зернами и волокнами нитрида алюминия, распределенными в матричной фазе на основе 2А15012-Проведенные испытания позволили заключить, что введение добавки 20з способствует уплотнению материала при спекании, введение же добавки 8102 влияет на образование волокон АШ, [c.132]

Для накачки красителей в импульсном режиме применяют лазеры аа Nj, иттрий-алюминиевом гранате с примесью Nd, парах Си, на рубине, эксимерные лазеры. При накачке азотными лазерами генерируются импульсы длительностью 1 —10 нс, с пиковой мощностью порядка единиц или десятков кВт, при частоте повторения 100 ими./с. Перестройка спектра при смене красителей может осуществляться по всему видимому диапазону. При использовании лазера на иттрий-алюминиевом гранате (2-я и 3-я гармоники) выходная мощность может достигать сотен кВт при длительности импульса 30 НС и частоте повторения неск. десятков имп./с. Более высокую частоту повторения импульсов (неск. десятков кГц) обеспечивает лазер на парах Си. В этом случае ср. мощность излучения 1 Вт, длительность импульса 5—10 не, диапазон перестройки ограничен жёлто-красной областью спектра. Рубиновый лазер позволяет при использовании основной частоты и второй гармоники получить перестройку спектра в максимально широком диапазоне — от 360 до 1000 нм. Экси-мерныв лазеры обеспечивают высокие мощности излучения в синей и УФ-областях спектра (1—2 МВт). [c.564]

В качестве матриц твердотельных активных сред используются такие кристаллические или аморфные диэлектрические материалы, как корунд (АЬОз), иттрий-алюминиевый гранат (Y3AI5O12), стекло. Оптимальная концентрация примесных ионов в матрице, как правило, невелика и составляет 5-10 -10%. Уменьшение ее приводит к спаду коэффициента усиления, а увеличение — к взаимодействию активных частиц между собой. [c.169]

Во многих случаях типичной активной средой лазера является Nd YAG, представляющий собой кристалл 9А1бО,2(иттрий-алюминиевый гранат, YAG), в котором часть ионов замещена ионами Nd +. Обычно концентрация ионов Nd + составляет 1 ат. %, т, е. 1 % ионов Y + замещен ионами Nd +. Плотность кристалла YAG равна 4,56 г/см. Определите концентрацию ионов Nd +, находящихся на основном уровне ( /9/2). В действительности этот уровень состоит из пяти (дважды вырожденных) уровней, из которых четыре верхних отстоят от нижнего на 134, 197, 311 и 848 см- соответственно. Вычислите концентрацию ионов Nd +, находящихся на самом низком уровне состояния /д/г. [c.104]

Кроме рубинов к активным средам в твердотельных лазерах относят иттрий-алюминиевый гранат (ИАГ) с неодимом и стекло с неодимом. ИАГ имеет химический состав Y3AI5O12. Кристаллы ИАГ активируются ионами Nd +. Генерация на ИАГ с неодимом происходит на длине волны 1,06 мкм. Для голографии используют вторую гармонику излучения 0,53 мкм (зеленая линия). Ионы неодима можно вводить в различные стекла. Наилучшими свойствами обладают фосфатные стекла, активированные неодимом, которые могут работать в частотном режиме с высокими энергиями излучения. [c.44]

В АЛТК используются газовые и твердотельные лазеры, работающие в непрерывном и импульсном режиме генерации. Это, как правило, С02-лазеры и лазеры на иттрий-алюминиевом гранате очевидно, что в бли- [c.396]

АИГ Nd-лазер принадлежит к твердотельным лазерам с оптической накачкой. Лазерно активными веществами служат синтетические кристаллы иттрий-алюминиевого граната (Y3AI5O12), содержащие ионы Nd + в объемной концентрации, приблизительно равной 1,5 %. Более высокие концентрации невозможны вследствие различия в радиусах ионов Nd и Y +. АИГ-кристаллы имеют кубическую решетку и поэтому являются оптически изотропными. На рис. 2.13, а показана схема уровней энергии иона Nd +, находящегося в электрическом поле кристалла. Из левой части рис. 2.13, а видно, что схема относится к четырехуровневому лазеру. [c.75]

Обычно в качестве излучения накачки используют вторую гармонику неодимового лазера на иттрий-алюминиевом гранате (YAG Nd). Созданные на основе высококачественных нелинейных кристаллов ниобата лития LiNbOs, ниобата бария-натрия Ba2NaNb50i5, дигидрофосфата калия KDP и аммония ADP параметрические генераторы света позволяют получать когерентное излучение с плавной пepetтpoйкoй частоты во всем видимом и инфракрасном диапазоне спектра. [c.497]

Рис. 5.6. Длительность флуктуации интенсинности в конце линейною этапа развития генерации в зависимости от начальной ширины спектра с учетом дисперсии показателя преломления иттрий-алюминиевого граната (с-) и неодимовиш стекла на, фосфатной ф) и силикатной с) основах длиной 10 см / — йп/й(И -8 10 с. 2 — ёп/и(а -0. Штриховая линия — число проходон спета по резонатору на линейном этапе генерации

Вообще, первая попытка по лазерному охлаждению твердотельного образца, активированного редкоземельными ионами была сделана в 1968 году исследователями из Бел л-лаборатории [46]. Их выбор пал на кристалл иттрий-алюминиевого граната YAG, легированный трёхвалентным неодимом с концентрацией в один весовой процент. Причиной такого выбора явилось то обстоятельство, что этот материал может быть использован как в качестве образца для охлаждения, так и как кристалл, который служит для получения излучения накачки. В этом эксперименте как лазерный, так и охлаждаемый кристалл были помещены вместе в оптическую кювету. Размеры образца составляли 0,254 см в диаметре и 5,08 см в длину кристалл поддерживался тремя иглами в специально сконструированной для этого ячейке. На внутренние стенки этой ячейки был нанесён тонкий золотой слой, по-видимому, для того, чтобы перераспределять рассеянное излучение накачки обратно в образец, несмотря на то, что такая техника обладает серьёзным недостатком, так как приводит к перепоглощению излучения собственной флуоресценции. Образец облучался светом с длиной волны 1,064 мкм, изменения температуры определялись посредством присоединённой термопары и сравнивались в температурой такого же, но не легированного никакими примесями стержня YAG. [c.58]

Лазер на иттрий-алюминиевом гранате с неодимом. Одним из наиболее широко используемых в настоящее время твердотельных лазеров является лазер, в котором матрицей служит иттрий-алюминиевый гранат (УдА15012), а активатором — ионы N(1 +. Принятое обозначение этого лазера ИАГ N(1 +. [c.30]

Существенно, что термоупругие напряжения приводят не просто к появлению дополнительного вклада в величину изменения показателя преломления. Через фотоупругий эффект этн напряжения воздействуют на оптическую индикатрису образца ). Если в исходном состоянии образец оптически изотропен (жидкость, стекло, кристалл кубической симметрии), то под воздействием термоупругих напряжений он приобретает свойства одноосного кристалла, обладающего двулучепреломлением его оптическая индикатриса превращается из сферы в эллипсоид вращения. Кристалл иттрий-алю-миниевого граната имеет кубическую симметрию в результате поглощения излучения накачки в нем возникает термически инициированное двулучепреломление, приводящее, в частности, к деполяризации излучения лазера на иттрий-алюминиевом гранате. В случаях, когда образец в исходном состоянии является одноосным или двуосным кристаллом, изменения оптической индикатрисы могут иметь довольно сложный характер поворачиваются главные оси оптической индикатрисы, изменяются значения главных показателей преломления, одноосный кристалл приобретает свойства двуосного кристалла. [c.233]

Особенно много неясностей существовало в вопросе о природе режимов незатухающих пульсаций. Исследования пичковых реж 1М0В твердотельных лазеров и в особенности лазера на иттрий-алюминиевом гранате с неодимом подтвердили выдвинутое в [9] предположение, что незатухающие пульсации связаны главным образом с влиянием нестабильности резонатора на динамику лазера, т. е. в основном имеют техническое происхождение. Для лазера на гранате с неодимом были получены прямые доказательства связи незатухающих пульсаций с вибрациями зеркал резонатора и неравномерным (во времени) нагревом активного элемента [21]. Незатухающие пульсации могут быть связаны также с многомодовостью генерации [16]. [c.270]

На рис. 2.14.3 показано изменение с глубиной в подложке продольных (L) и поперечных (Т) компонент механического перемещения волн Рэлея, распространяющихся вдоль оси [100] в плоскости (010) для различных слабопоглощающих кристаллов (иттрий-алюминиевого граната (YAG), кремния (Si), арсе-нида галлия (GaAs), рутила (Ti02) и двуокиси теллера (Те02)). Чем больше выражено отклонение от изотропности в сагиттальной плоскости (характеризуемое величиной А = 1 — [c.150]

В лазерах данного класса активные центры создают ионы примеси в кристаллической решетке (или стекле). Одним из первых таких лазеров являлся лазер на рубине, в котором ионы Сг + внедрены в кристалл АЬОз (сапфир). В лазере другого типа в кристалл зА15012 (иттрий-алюминиевый гранат, или ИАГ) внедрены примесные ионы N(1 +. Недавно разработан новый класс твердотельных лазеров — перестраиваемые лазеры [145]. В этих лазерах на александрите ионы Сг + внедрены в кристаллическую решетку ВеЛ1204 (кризоберил). [c.201]

Большинство лидарных измерений, основанных на комбинационном рассеянии, производятся только в ночное время из-за сильной засветки в дневное время. Одним из путей, помогающих избежать помехи этого рода, является работа в интервале длин волн между 230 и 300 нм. Стратосферный озон поглощает приходящее солнечное излучение в этом спектральном интервале и, следовательно, определяет область спектра, нечувствительную к солнечной засветке. К сожалению, работа в этом спектральном интервале не всегда оправданна, так как поглощение излучения озоном, обусловливающее нечувствительность к солнечной засветке, вызывает также ослабление выходного лазерного импульса и комбинационного рассеяния в обратном направлении. Указанная проблема еще больше усугубляется сильной зависимостью поглощения молекулами озона от длины волны (полосы Хартли). В работах [328, 329] сделана попытка использовать для дистанционного определения содержания водяного пара в атмосфере и температуры атмосферы многочастотные лидарные измерения по спектру комбинационного рассеяния в интервале длин волн, нечувствительном к солнечной засветке. Автор работы [328] применил четырехчастотный неодимовый лазер на иттрий-алюминиевом гранате, а в работе [329] дано сравнение результатов, полученных с помощью четырехчастотного ИАГ-неодимового лазера, двухчастотного лазера на красителях и двух эксимерных лазеров. Сделан вывод, что удобные перестраиваемые лазеры на красителях позволяют оптимизировать отношение сигнал/шум. К сожалению, нечувствительный к солнечной засветке спектральный интервал является самым опасным для зрения (см. разд. 5.9), и это, возможно, ограничит его использование при дистанционном лазерном зондировании. [c.367]

Иттриево-алюминиевый гранат. Кристалл YgAljOia активируют ионами неодима, а также двойными примесями — Сг , Но + — и др. При введении неодима последний замещает в решетке граната трехвалентный иттрий. Наиболее интенсивная линия в сйектре люминесценции при температуре 77° К наблюдается при основной волне 1,0648 мкм,. Время жизни метастабильного состояния при концентрации Nd + около 3% составляет 200 мксек. Кристаллы с трехвалептными редкоземельными ионами имеют относительно узкие полосы поглощения, что затрудняет процесс накачки. Для повышения эффективности накачки вводят дополнительные элементы (сенсибилизаторы), передающие свою энергию возбуждения ионам-активаторам. Например, [c.221]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...