Лампа накачки

Часть энергии излучения лампы накачки с частотой = = ( 3 — Ei)/k (эта частота соответствует частоте зеленого света) расходуется для накачки, т. е. для создания состояния с отрицательной температурой. Атомы, находящиеся в возбужденном состоянии 3, отдавая часть своей энергии кристаллической решетке, безызлучательно переходят в метастабильное состояние 2- Затем, излучая красный свет с длиной волны I = 6943 А, атомы могут спонтанно перейти в основное состояние. Так возникает красная флуоресценция кристалла рубина. [c.384]

Осветитель (рис. 177) представляет собой герметичный корпус /, закрытый крышками 3, в котором закреплены активный элемент 4, импульсная лампа накачки 5 и отражатель 6. [c.361]

Лампа накачки имеет либо форму опирали, внутрь которой помещается активный элемент, либо прямолинейную форму. В последнем случае используют специальный отражатель в виде эллиптического цилиндра с внутренними отражающими поверхностями. Лампа накачки располагается вдоль одной из фокальных линий цилиндра, отраженный свет концентрируется на активном стержне, помещаемом вдоль другой фокальной линии. Питание ламп накачки осуществляется от батареи высоковольтных конденсаторов. [c.280]

Рассмотрим принцип действия лазера (рис. 31). Активная среда 2 лазера, представляющая собой монокристалл (матрицу) с введенными в нее активными ионами (активатором), помещена между двумя зеркалами 1 и 4, из которых одно способно полностью отражать падающее на него излучение, а другое отражает лишь 95 % (остальное излучение оно способно пропустить). В качестве системы возбуждения (накачки) используется мощная лампа 3. Кристалл и лампа накачки заключены в цилиндрический отражатель, позволяющий полнее использовать излучение лампы. [c.61]

Блок ОКГ объединяет обычно все оптические элементы лазера рабочее тело (активный элемент), отражатель, лампы накачки, зеркала резонатора. Рабочее тело вместе с одной или несколькими лампами накачки устанавливается в отражателе, отражательная поверхность которого имеет форму цилиндра или эллипсоида. В качестве ламп накачки применяются ксеноновые, криптоновые импульсные или дуговые лампы. Активный стержень помещается внутри оптического резонатора, представляющего собой, например, два плоских или сферических зеркала либо набор плоскопараллельных пластин. [c.37]

Блок охлаждения элементов ОКГ должен поддерживать стабильный тепловой режим активного элемента и ламп накачки. Чаще всего [c.37]

Блок питания предназначен для накопления или преобразования электрической энергии и передачи ее на лампы накачки. В установках импульсного излучения используются индуктивно-емкостные накопители, а также устройства, управляющие их работой и формирующие разрядные импульсы нужной периодичности. В установках непрерывного излучения для питания дуговых ламп накачки обычно используются стабилизированные источники питания постоянного тока. [c.38]

Хорошо себя зарекомендовали установки типа СЛС-10-1 и Квант-10 . В первой из них диаметр активного элемента из стекла с неодимом составляют 7 мм, длина — 130 мм, во второй — диаметр 10 мм, длина 260 мм. В качестве осветителей-отражателей используются специальные цилиндрические стеклянные или кварцевые блоки с отверстиями (каналами) для активного элемента и лампы накачки. Зеркала резонатора выполнены сферическими. [c.38]

Существуют различные формы отражателей, в которых используются одна, две и более ламп. Наиболее простыми являются цилиндрические отражатели, в которых рабочее тело располагается по оси цилиндра, а лампы накачки параллельно ему на некотором расстоянии. Широкое распространение получили эллиптические отражатели. Известно, что лучи, исходящие из одного фокуса эллипса, сходятся в другом. Поэтому при расположении ламп в одном из фокусов эллипса, а рабочего тела в другом, достигается достаточно хорошая равномерная освещенность. Используются также отражатели в виде нескольких сопряженных эллипсов, в которых один из фокусов является совмещенным. [c.23]

Одна из возможных электрических схем питания двух ламп накачки Л1, Л2 приведена на рис. 10. [c.24]

Рис. 10. Электрическая схема питания двух ламп накачки

Длительность светового импульса ламп накачки составляет 10 с. Импульс приблизительно той же длительности излучает и рубиновый лазер. Такого рода режим получил название режима свободной генерации. Излучаемая при этом энергия зависит от размера рабочего тела и его качества, от качества зеркал, тщательности юстировки, эффективности системы накачки и т. д. [c.25]

Обычно при работе лазера в импульсном режиме с того момента, как излучение лампы накачки доведет инверсию до порогового значения, начинается генерация. Поэтому величина инверсии ограничивается конкуренцией двух процессов, интенсивностью накачки и генерацией. Можно было бы получить значительно большую разность населенностей, если бы генерация не возникла до тех пор, пока не будет достигнута максимальная перенаселенность, Это условие может быть выполнено при уменьшении добротности резонатора в течение действия импульса накачки до таких значений, когда пороговые условия возникновения колебаний не будут выполняться. Тогда в процессе накачки число возбужденных атомов возрастет до некоторого значения N, значительно превышающего пороговое значение. Если затем, по окончании действия накачки, произвести мгновенное уменьшение потерь резонатора, то это приведет к возникновению колебаний при зна- [c.29]

Высокие плотности мощности и энергии, получаемые в современных лазерных установках, могут приводить к нелинейным оптическим эффектам, которые отсутствуют при работе с обычными световыми потоками. Поэтому необходимо сводить к минимуму взаимодействие между излучением и системами контроля. Общим требованием для всех методов измерения является по возможности максимальное удаление приемника излучения от лазера. Однако, если это требование выполнить не удается и излучение контролируется непосредственно около лазера, то необходимо тщательно его отфильтровывать, чтобы исключить попадание на приемник спонтанного излучения света лампы накачки, а при работе в инфракрасном диапазоне и осветительных приборов. [c.94]

ИСТОЧНИКОМ оптической накачки, отражателя 4 и системы питания лампы накачки 5. [c.170]

Схема наиболее важных для работы лазера энергетических уровней иона Сг " " приведена на рис. 5.4. Лежа-ш,ее в пределах полос поглош,ения рубина излучение лампы накачки поглощается и переводит электрон в ионе хрома на один из широких верхних уровней F или В результате эффективно протекающих безызлучательных переходов за время с электрон переходит на один [c.174]

Мощность непрерывной генерации современных лазеров на ИАГ достигает 400 Вт. Важным с точки зрения практического применения является и более высокий КПД лазеров на ИАГ. В условиях непрерывного возбуждения с помощью криптоновых ламп накачки его значение достигает 2...3%. Расходимость лазеров в непрерывном многомодовом режиме генерации составляет 5 мрад, в одномодовом 1 мрад. Пригодность данного лазера для термической технологии весьма высока. Например, для непрерывного лазера с мощностью излу- [c.180]

У - рабочее тело - кристалл 2 -зеркала резонаторов 3 - лампа накачки 4 - отражатель 5 -фокусирующая линза б - обрабатываемая деталь [c.244]

Принципиальная схема импульсной сварочной установки показана на рис. 20.10. Стержень активного материала 4 (например, рубина) и импульсная лампа накачки 3 размещены в полости осветителя 2. Электрическая энергия источника питания 1 преобразуется лампой накачки в световую энергию. Под воздействием света активный материал переходит в состояние, в котором он способен усиливать и генерировать свет определенной длины волны. Чтобы улучшить условия генерации, стержень активного вещества помещают между двумя зеркалами, очень точно отъюстированными по отношению к стержню. Эти два зеркала и стержень активной среды образуют резонатор. Для вывода излучения из полости резонатора одно из зеркал делают час- [c.429]

В случае оптической накачки свет от мощной некогерентной лампы с помощью соответствующей оптической системы передается активной среде. На рис. 3.1 представлены три наиболее употребительные схемы накачки. Во всех трех случаях активная среда имеет вид цилиндрического стержня, как это обычно встречается на практике. Его диаметр может быть от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров, а длина — от нескольких сантиметров до нескольких десятков сантиметров. Лазер, очевидно, может работать в импульсном или в непрерывном режиме, в зависимости от того, является ли лампа накачки импульсной (лампа-вспышка) или непрерывной. Изображенная [c.110]

Однако вследствие низкого к. п. д. квантовых генераторов на рубине большая часть энергии лампы накачки превращается в тепло, вследствие чего лампы накачки не могут работать при высокой частоте повторения импульсов, а рубиновый стержень перегревается. [c.95]

Расчет процессов в лампах накачки и определение эффективности преобразования подводимой к лампам электрической энергии в световую с учетом спектрального распределения их излучения. [c.176]

Обобщение и анализ существующих данных о лазерах и лазерных системах высокой мощности на твердом теле [ИЗ] позволяют с достаточной степенью достоверности принимать излучатель-ный КПД ксеноновых импульсных ламп накачки равным 75 %. [c.177]

Схема управляемого выпрямителя для непрерывного питания лампы накачки [c.30]

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]

Однако мало иметь хорошую лампу накачки. Необходимо, чтобы как можно большая часть энергии, которая излучается лампой, попала в активное вещество. Для этого используют различные отражающие и фокусирующие устройства, называемые системой накачки. Две системы накачки показаны на рис. 35.12. Одна из них (см. рис. 35.12, а), представляющая собой цилиндрический отражатель 2 с газоразрядной лампой спиральной формы <3, применялась в первых образцах лазеров. Рубиновый стержень 1 помещался внутрь лампы 3. Излучение лампы, не поглотившееся кристаллом рубина сразу же по выходе из лампы, отражалось от стенок отражателя 2, снова попадало на рубин 1 и опять поглощалось в нем. Так увеличивалась эффективность работы лампы накачки. Такая система не очень эффективна. Более эффективная система накачки показана на рис. 35.12,6. Она представляет собой одноламповый эллиптический осветитель, позволяющий использовать для накачки активного вещества до 75 % энергии лампы. [c.286]

Невозбуждениому состоянию активной среды соответствует нахождение системы в основном состоянии (рис. 32, а). При включении лампы накачки часть ионов активатора переходит на возбужденный уровень (рис. 32, б), после чего начинается их переход в основное состояние, сопровождающееся спонтанным излучением (рис. 32, в). Как уже отмечалось, спонтанное излучение направлено равномерно во все стороны, а значит, часть фотонов полетит также в направлении зеркал. Эти кванты света отразятся зеркалами и вернутся в активную среду, вызывая вынужденные переходы в возбужденных ионах активатора в том же направлении, т. е. перпендикулярно плоскости зеркал. [c.62]

Эти выводы подтверждаются результатами испытаний. Например, покрытие состава Mg0 Si02 Zr02—Ь120-К20-3102 устойчиво к ультрафиолетовому и импульсному излучению ламп накачки, практически не меняет коэффициент отражения света в видимой области спектра света за время испытания в течение трех лет. [c.204]

Нетрудно подсчитать, что для изготовления фотошаблонов размером 40x40 мм при условии удаления 50% площади маскирующего покрытия требуется порядка 10 импульсов такого лазера, как лазер на ИАГ, у которогот = 8 15нс й = 7-10 Дж Я = 7-10 кВт частота следования импульсов 100 Гц долговечность — 2-10 импульсов с заменой ламп накачки. С помощью одного такого лазера можно изготовить не более 20 шаблонов, чего совершенно недостаточно даже для проведения экспериментальных работ. [c.161]

Для уравновешивания должна быть предусмотрена плавная регулировка энергии в импульсе в соответствии с величиной неуравновешенной массы. К ОКГ предъявляются требования по стабильности выходной энергии излучения, которая должна быть в пределах 10—15%. Кроме этого, должна быть преду-с.мотрена схема синхронизации, в задачу которой входит своевременное включение ламп накачки ОКГ. Точность включения импульсных ламп равна 20—30 микросекунд. [c.291]

В 1961 г. Е. Снитцером в качестве рабочего тела лазера с оптической накачкой был предложен ион неодима, помещенный в матрицу из стекла. Схема основных лазерных уровней иона неодима приведена на рис. 5.5. В отличие от рубинового лазер не неодиме работает по четырехуровневой схеме. Излучение лампы накачки активно поглощается целой системой полос, лежащих в диапазоне длин волн от 900 до 350 нм с временем жизни 10 "...10 с. В результате эффективных безызлучательных переходов возбуждение с этих уровней передается на метастабильный уровень " 3/2 > время жизни которого в случае стеклянной матрицы лежит в диапазоне 10 ". ..10 с в зависимости от концентрации неодима и марки стекла. Наиболее интенсивная линия люминесценции соответствует переходу на уровень V,, 2 с Х = 1,06 мкм. Ширина этой линии составляет 20...40 нм. Нижний лазерный уровень /и/г поднят над основным на 2,2-10 см . Из-за малого времени жизни этого уровня относительно безызлучательных переходов (10. ..10 ) и его низкой равновесной заселенности инверсия в данной схеме возникает при сравнительно низких уровнях возбуждения 1 Дж/см и таким образом, четырехуровневая схема ионов позволяет устранить один из наиболее серьезных недостатков рубиновых %/г м " ti,S-to n- лазеров. [c.177]

Конструктивно лазеры на стекле с неодимом мало обличаются от р убиновых лазеров. В случае использования элементов больших размеров для получения однородного возбуждения используют несколько ламп накачки, расположенных вокруг элемента. [c.178]

В гл. 1 мы показали, что процесс, который переводит атомы с уровня 1 на уровень 3 (для трехуровневого лазера см. рис. 1.4, а) или с уровня О на уровень 3 (для четырехуровневого лазера см. рис. 1.4,6), называется накачкой. Накачка осуществляется, как правило, одним из следующих двух способов оптическим или электрическим. При оптической накачке излучение мощного источника света поглощается активной средой и таким образом переводит атомы активной среды на верхний уровень. Этот способ особенно хорошо подходит для твердотельных (например, для рубинового или неодимового) или жидкостных (например, на красителе) лазеров. Механизмы ушире-ния линий в твердых телах и жидкостях приводят к очень значительному уширению спектральных линий, так что обычно мы имеем дело не с накачкой уровней, а с накачкой полос поглощения. Следовательно, эти полосы поглощают заметную долю (обычно широкополосного) света, излучаемого лампой накачки. Электрическая накачка осуществляется посредством достаточно интенсивного электрического разряда, и ее особенно хорошо применять для газовых и полупроводниковых лазеров. В частности, в газовых лазерах из-за того, что у них спектральная ширина линий поглощения невелика, а лампы для накачки дают широкополосное излучение, осуществить оптическую накачку довольно трудно. Замечательным исключением, которое следует отметить, является цезиевый лазер с оптической накачкой, когда пары s возбуждаются лампой, содержащей Не при низком давлении. В данном случае условия для оптической накачки вполне благоприятны, поскольку интенсивная линия излучения Не с 390 нм (достаточно узкая благодаря низкому давлению) совпадает с линиями поглощения s. Фактически этот лазер представляет интерес лишь в историческом плане, как одна из первых предложенных лазерных схем. Кроме того, его реализация на практике является весьма сложной, поскольку пары s, которые для обеспечения достаточного давления газа необходимо поддерживать при температуре 175 °С, представляют собой весьма агрессивную среду. Оптическую накачку весьма эффективно можно было бы использовать для полупроводнико- [c.108]

Для того чтобы лучше почувствовать условия, которые имеют место на практике, приведем на рис. 3.5, а два спектра излучения ксе-ноновой импульсной лампы накачки, работающей при типичных плотностях тока, а на рис. 3.5, б представим спектры поглощения ионов Nd + в кристалле Y3Al50i2(Nd YAG) и ионов Сг + в кристалле ВеА1г04 (александрите). В обоих случаях это примесь, присутствующая в кристаллической матрице как трехвалентный ион, который поглощает падающий свет и который играт роль активного элемента. Для сравнения приведем на рис. 3.6 спектр излуче- [c.112]

Рис. 5.36. Зависимость выходной энергии Nd YAG-лазера с модуляцией добротности от эиергии, вкладываемой в импульсную лампу накачки. (Согласно Кёхнеру [25].)

Если спиральную лампу накачки представить приближенно в виде кольцеобразной импульсной лампы с диаметром Dl и предположить, что цилиндрический отражатель вокруг лампы в первом приближении имеет такой же, как и лампа, диаметр, то можно применить выражение (3.11), положив в нем = = nD l и S = 2nDj l (объясните появление множителя 2 в последнем выражении), где Df,—диаметр стержня, а I — его длина, равная примерно длине лампы. Тогда из выражения (3.11) получаем П/ 27%. [c.543]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...