Лазерные среды

Каталог активных лазерных сред на основе рас- [c.959]

Процессы М. п. очень важны в квантовой электронике, нелинейной оптике, фотохимии и т. д. Они используются для оптич. накачки лазерных сред, измерения длительности коротких световых импульсов, управления параметрами лазерного излучения, селективного воздействия на атомы и молекулы при лазерном разделении изотопов. На основе М. п. разработан целый ряд методов нелинейной спектроскопии, к-рые широко применяют для исследования квантовых переходов в атомах и молекулах, энергетич. спектра возбуждений в полупроводниках и т. д. [c.167]

Физический механизм. Рабочие уровни в П. л. обычно принадлежат энергетич. зонам, т. е. областям сплошного спектра энергетич. состояний, а активными частицами лазерной среды являются свободные носители заряда. Накачка обеспечивает поступление избыточных электронов в зону проводимости и избыточных дырок в валентную зону (напр., оптич. накачка порождает избыточные пары носителей — электронов и дырок — за счёт межзонного поглощения см. в ст. Полупроводники). Время свободного пробега носителя обычно мало (Ю И — с) вследствие быстрых процессов внут- [c.52]

После общих замечаний о пучке с частичной пространственной когерентностью мы можем перейти к рассмотрению особенно важного случая лазерной генерации на многих поперечных модах. Таким образом, мы рассмотрим устойчивый лазерный резонатор, в котором поперечный размер 2а активной лазерной среды значительно больше размера пятна моды ТЕМоо, распространяющейся внутри этой среды. Соответствующими примерами могут быть непрерывный или импульсный твердотельные лазеры, поэтому мы можем обратиться к случаю, показанному на рис. 5.14. Однако последующее рассмотрение применимо вообще к любому многомодовому лазеру с устойчивым резонатором. Для простоты предположим, что размер пятна w в среде приблизительно равен размеру пятна Wq в перетяжке пучка. Поскольку радиус а существенно больше, чем Шо, следует ожидать, что будет возбуждено много поперечных мод, которые заполнят поперечное сечение лазерной среды. Предполагается, что возбуждаемая мода высшего порядка ограничена до размера, который незначительно обрезается апертурой среды. Поперечные индексы этой моды можно найти из рис. 7.7, если известны максимально допустимые потери возбуждаемой моды. Предположим, например, что эти потери равны 10 %, тогда 90 % мощности этой моды высшего порядка должно проходить через лазерную апертуру. В этом случае эффективный размер пятна ш/, т в соответствии с определением, данным в предыдущем разделе, должен быть равен радиусу а среды, т. е. wt, т = а. С помощью выражения (7.49) получаем [c.464]

Таким образом, в случае t > 10Х мы находим X S 6 -10 ". Такие потери легко могут быть перекрыты усилением в большинстве лазерных сред [28, 30]. [c.527]

Рис. 3.14. Зависимость эффективности преобразования энергии в лазерной среде от отношения

Лазерные системы, генерирующие стабильные перестраиваемые по частоте импульсы с длительностями от 100 до 10 фс, несомненно, одно из ярких достижений современной физики и технологии. Важнейшими слагаемыми этого прогресса стали успешная реализация новых идей в комбинировании методов генерации и усиления коротких импульсов в активных лазерных средах, широкое использование управляющих ЭВМ, создание эффективных лазерных и нелинейно-оптических сред. [c.239]

Вторая модель наиболее общая, так как позволяет решать самосогласованную задачу формирования поля излучения (как прямую, так и обратную) в резонаторе лазера при заданных параметрах среды (коэффициент усиления, потери, неоднородности в среде и т. д.). Первая модель — более частный случай описания процессов в лазере. В ней главный объект исследования — лазерная среда параметры резонатора задаются только через по- [c.63]

Часто для ионов неодима, ка к и для других лазерных рабочих ионов, применяется термин активатор. Смысл его заключается в том, что рабочий иол превращает пассивную матрицу в активную лазерную среду. [c.13]

В твердотельных лазерах активные атомы лазерной среды внедряются в твердое тело, такое, как кристалл или стекло. Процесс оптической накачки заключается в том, что под действием света, генерируемого лампой-вспышкой и поглощаемого активной средой, атомы активной среды переходят со своего основного уровня на возбужденные уровни. При достаточно высокой интенсивности света накачки в лазерной среде достигается инверсия населенностей электронов, которая приводит к накоплению энергии на верхнем лазерном уровне. [c.275]

Главное внимание здесь уделяется Не — Ne-лазеру, ионному аргоновому и ионному криптоновому лазерам. Другие газовые лазеры, такие, как лазер на СОз и Не — d-лазер, мы не будем рассматривать, поскольку они редко применяются для целей голографии. Свойства газовых лазеров, связанные с голографией, за исключением длины волны излучения, как правило, определяются объемом резонатора, а не лазерной средой. С точки зрения применения в голографии наиболее важным свойством газовых лазеров является когерентность лазерного излучения. По сравнению с остальными типами лазеров газовые лазеры обеспечивают наилучшие характеристики когерентности. Для голографии также представляют интерес такие характеристики газовых лазеров, как диапазон длин волн генерации и выходная мощность излучения лазера. [c.287]

ОПТИЧЕСКИЕ ИСКАЖЕНИЯ АКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ТЕРМООПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛАЗЕРНЫХ СРЕД [c.38]

Все эти параметры связаны с характеристиками лазерного излучения. Их влияние на действующий коэффициент усиления определяет эффективность преобразования запасаемой энергии в излучение деформация спектров поглощения лазерной среды может изменить долю поглощенной в активном элементе энергии, сказываясь тем самым на КПД температурный дрейф и изменения контуров линий люминесценции непосредственно отражаются на спектре генерируемого излучения. [c.102]

Декремент полных потерь включает в себя неактивные потери в лазерной среде Хн = - k l, потери в лазерном затворе хг = = [1п(1/Гз)]/2 (Гз — пропускание затвора в открытом состоянии) и потери на пропускание зеркала резонатора Xr = = (1п(1/7 з)]/2. [c.156]

Выбор рабочего диапазона температуры. О выборе рабочего диапазона температуры лазера уже говорилось в п. 1.4 при рассмотрении температурных зависимостей термооптических характеристик лазерных сред и нахождении таких областей температур, в которых термооптические искажения активных элементов были [c.159]

Однако вследствие многоступенчатости процессов преобразования энергии в излучателе лазера и сложности явлений взаимодействия генерируемого излучения с активной лазерной средой теоретические выкладки строятся на целом ряде допущений, отклонения от которых в реальных случаях учесть практически невозможно. В то же время зачастую даже небольшие изменения аберраций активного резонатора и режимов лазера приводят к заметным изменениям структуры поля в резонаторе и параметров пучка лазерного излучения. Составление более полных представлений о процессах, происходящих в лазерах конкретных конструкций, и о возможных путях усовершенствования устройств строится обычно на основе взаимного дополнения теоретических выводов и экспериментально получаемых результатов. [c.170]

Так как h(l,X) зависит от длины волны распространяющегося в среде света, то и интерферометрические исследования лазерных сред желательно выполнять на их рабочей длине волны. В тех случаях, когда измерения проводятся на других длинах волн, необходимо вводить соответствующую коррекцию в результаты с учетом дисперсионной и температурной зависимостей изменений коэффициента преломления [91]. Экспериментально этот вопрос может быть также решен интерполяцией результатов интерферометрических измерений на двух длинах волн, интервал между которыми содержит рабочую длину волны исследуемой лазерной среды [99]. [c.176]

Как указывается в главе 10, предложенные к настоящему времени основные механизмы голографической записи в известных ФРК позволяют получать значения коэффициента усиления Г, составляющие 10 100 см . Они превосходят соответствующие коэффициенты в традиционных лазерных средах — газах, твердых телах, красителях и уступают лишь полупроводникам [6.21 ]. [c.111]

Многочисленные оптические явления в активных диэлектриках обусловлены естественной анизотропией свойств диэлектрика воздействием внешних полей самовоздействием световой волны появлением инверсной заселенности в лазерных средах особенностями жидкокристаллического состояния. [c.27]

Из лазерных сред в последующем более детально рассматриваются твердотельные материалы для генерации когерентного излучения во всех трех эксплуатационных режимах импульсном, квазинепрерывном и непрерывном. Однако жидкостные и газовые лазерные среды, как и полупроводниковые лазеры всех видов, а также лазеры на парах металлов и органических молекул не рассматриваются из-за несоответствия профилю книги (в ряде случаев они упоминаются как источники излучения). [c.193]

Следуя классификации, предложенной в [92], рассмотрим основные из применяемых активных диэлектрических материалов лазеров, начав с легированных активных лазерных сред. Как показывают оценки монографий, справочников и обзоров [89, 106—111], проверку временем выдержало лишь весьма небольшое число материалов, с одной стороны, сумевших удовлетворить все более ужесточающиеся требования эксплуатационников, а с другой — оказавшихся достаточно технологичными для обеспечения производства необходимых количеств оптических элементов весьма высокого и строго воспроизводимого качества. [c.229]

В табл. 7.15, составленной по литературным данным, дана сводка основных характеристик четырех лазерных кристаллов и двух типов стекол, наиболее широко используемых за все время начиная с 1960 г. До перехода к более детальному рассмотрению особенностей конкретных генерационных средств кратко охарактеризуем, по данным [111], величину экстремальных параметров, достигнутых в лазерных системах (табл. 7.16). Как видно из таблицы, практически все полученные значения важнейших параметров лазеров присущи только твердотельным активным лазерным средам или могут быть реализованы при их использовании в составе [c.229]

Установки с П. ф. могут использоваться в плазменных исследованиях как источники нейтронов и жёстких излучений для решения ряда научно-техн. задач материаловедческих и бланкетных испытаний для управляемого термоядерного синтеза импульсного акти-вац. анализа короткоживущих изотопов нейтронной терапии накачки лазерных сред изучения высокоио-низов. ионов взаимодействия мощных пучков с плазмой и т. д. [c.613]

Время жизни верхнего лазерного уровня СО2 относительно спонтанных переходов составляет 0,2 с (А2 = 5,1 с ). Поэтому более интенсивно верхние и нижние лазерные уровни расселяются (релаксируют) в результате безызлучательных переходов при столкновениях возбужденной молекулы с невозбужденными компонентами лазерной среды по схеме (1.13). Время релак-сации этих уровней можно оценить с помощью приве- [c.118]

Каталог активных лазерных сред иа основе растворов органических красителей и родственных соеди-иений/Под ред. В. И. Степанова. Минск Институт физики АН БССР. 1977. 239 с. [c.594]

В предыдущих главах мы рассмотрели некоторые свойства отдельных элементов, которые составляют лазер. К ним относятся лазерная среда (взаимодействие которой с электромагнитным излучением мы рассматривали в гл. 2), система накачки (гл. 3) и пассивный оптический резонатор (гл. 4). В данной главе мы воспользуемся результатами, полученными в предыдущих главах, для построения теоретических основ, необходимых для описания как непрерывного, так и нестационарного режимов работы лазера. Развитая здесь теория основывается на так называемом приближении скоростных уравнений. В рамках этого приближения соответствующие уравнения выводятся из условия баланса между скоростями изменения полного числа частиц и полного числа фотонов лазерного излучения. Достоинство данной теории состоит в том, что она дает простое и наглядное описание работы лазера. Кроме того, она позволяет получить достаточно точные результаты для большого числа практических приложений. При более строгом рассмотрении следует применять либо полуклассическое приближение (в этом приближении среда рассматривается квантовомеханически, а электромагнитное поле считается классическим, т. е. описывается уравнениями Максвелла), либо полностью квантовый подход (когда среда и поля являются квантованными). Читатель, желающий познакомиться с этими более точными теоретическими рассмотрениями, может обратиться к работе [1]. [c.237]

Огромная популярность ОВФ связана с тем, что эквифазные поверхности такой пары волн оказываются совпадающими не только вблизи узла, осушествляющего эту операцию, но и на любом удалении от него, даже когда среда, в которой они распространяются, является оптически неоднородной. Это позволяет компенсировать фазовые искажегая в лазерных средах принцип компенсации поясняется рис. 4.20. Опорная световая волна 1 с плоской (или иной требуемой) формой фронта подается в активный элемент 2 и проходит через него, усиливаясь и одновременно приобретая фазовые искажения. В узле ОВФ 3 она преобразуется в обращенну ю волну 4, которая, пройдя через тот же элемент в обратном направлении, приобретает требуемую (в данном случае плоскую) форму фронта [9]. Если в качестве опорного пучка использовать, скажем, свет, рассеянный каким-либо объектом, то усиленная обращенная Волна попадет на тот же объект, причем оказываются скомпенсированными фазовые искажения не только в лазерной среде и системе формирования, но и в атмосфере (если, конечно, за время прохождения светом расстояния до узла ОВФ и обратно неоднородности не успевают измениться). [c.250]

Данные по Get, Gu и ст могут вводиться в ЭВМ в виде таблиц экспериментальных значений. При изменении давлений и состава газасТеь ощ, Gi остаются неизменными вплоть до давлений газов в несколько атмосфер [59]. Поэтому они могут быть введены в память ЭВМ один раз в виде стандартных таблиц, составленных по результатам экспериментов при условиях, которые сводят ошибку измерений к минимуму. Кроме элементарных процессов, связанных с взаимодействием электронов и атомов, необходимо иметь данные по релаксационным константам тех уровней, которые определяют создание инверсной населенности между лазерными переходами. Эти константы при расчетах конкретных лазерных сред будут задаваться либо эмпирическими формулами, получен- [c.61]

Хотя в настоящее время известно более двухсот активных лазерных сред на основе кристаллов и стекол, их выбор практически ограничен неодимовыми и эробиевыми стеклами, кри- [c.126]

Непосредственным разработчикам активных лазерных сред и конструкций твердотельных лазеров приходится экспериментально определять такие характеристики и параметры, как термооптические характеристики сред, эффективность и КПД осветителя, равномерность освечивания активного элемента, тепловыделение в активном элементе, распределение термооптических искажений и термомеханических напряжений в поперечном сечении активного элемента, энергетические и пространственно-временные характеристики пучка лазерного излучения. [c.171]

Очевидно, что достаточно полный комплекс измерений, позволяющих всесторонне вскрыть сущность процессов и явлений в излучателе твердотельного лазера, является необходимым для разработчиков лазеров и может быть осуществлен только в хо-)ошо оснащенных измерительными средствами лабораториях. 3 организациях, занимающихся эксплуатацией лазерных технологических установок, также необходимо осваивать хотя бы простые и доступные методы измерений параметров резонатора и пучка излучения, которые позволяли бы судить о соответствии характеристик установки технологическому режиму или об их отклонениях. В настоящем разделе рассматриваются вопросы измерительной техники, непосредственно связанные с решением задач термооптики твердотельных лазеров, к которым можно отнести определение общего тепловыделения в активном элементе, измерение термооптических характеристик лазерных сред, исследование термооптических искажений и напряжений в активных элементах. [c.173]

Принцип действия квантовых генераторов электромагнитных волн (лазеров в оптическом диапазоне и генераторов СВЧ-диапа-зона) близок к явлению люминесценции. Однако излучение квантового генератора образуется в результате согласованного вынужденного излучения электромагнитных волн во всем объеме активного вещества и поэтому в отличие от люминесценции обладает огромной когерентностью. В создаваемых при этом чрезвычайно высоких плотностях светового потока напряженность электрического поля выше 10 В/см. Такие поля соизмеримы с величийой полей в молекулах и атомах, в результате чего в прозрачных веществах — диэлектрических средах — при взаимодействии с ними наблюдается оптическая нелинейность — зависимость коэффициента преломления от напряженности электрического поля. Более детально характеристики диэлектрических конденсированных лазерных сред рассматриваются в гл. 7 и 8. [c.32]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...