Лазер на органических красителях

В лазерах на органических красителях инверсия осуще ствляется между колебательно-вращательными уровням и молекул [c.64]

В настоящее время созданы жидкостные лазеры на органических красителях, в которых накачка осуществляется как при помощи ламп, так и при помощи вспомогательного лазера эти ОКГ работают как в непрерывном, так и в импульсном режиме. [c.65]

Для обработки тонких покрытий толщиной 500—2000 А необходимо обеспечить плотность энергии излучения 1—60 Дж/см , а для уменьшения повреждения подложки и термического искажения рисунка длительность лазерного импульса должна находиться в пределах от 10 до 500 не. Этим требованиям удовлетворяют твердотельные н газовые лазеры с модуляцией добротности резонатора, химические лазеры на органических красителях и полупроводниковые. Из табл. 25 видно, что выбор лазеров. [c.160]

Благодаря возможности перестройки длины волны, широкому спектральному диапазону работы и возможности генерации очень коротких импульсов лазеры на органических красителях [c.396]

В [43] представлены расчеты группового запаздывания отраженных импульсов и их среднеквадратичной длительности как функции отношения со/со . На рис. 1.14 изображены зависимости / (со) = л(со) и ф"(ш) от частоты со для многослойного зеркала (ВН) В (В(Н) — слой с высоким (низким) показателем преломления). Авторы [44] обнаружили быстрый рост ф" с увеличением числа слоев и отношения показателей преломления п п . На рис. 1.15 представлена зависимость измеренной длительности импульса лазера на органическом красителе от общей дисперсии зеркал резонатора. Данные этого рисунка демонстрируют важность дисперсионных свойств зеркал при генерации сверхкоротких импульсов. Кроме того, видно, что значения [c.52]

Лазеры с преобразованием частоты во вторую и четвертую гармонику обеспечивают излучение видимого ( красное, зеленое), а также ультрафиолетового диапазонов. Лазер ЛТИ-701 (с длиной волны 0,53 мкм) используется для накачки лазера на органических красителях, излучение которого плавно перестраивается в диапазоне длин волн от 550 до 660 нм. На его основе созданы установки лазерного отжига (в этом случае лазер одновременно излу- [c.103]

Лазеры на органических красителях [c.52]

С помощью непрерывного лазера на органическом красителе с шириной спектра 7 10 см был исследован спектр поглощения атмосферного водяного пара в области 0,59 мкм [3] и аммиака в области 1,06 мкм [34]. На оптико-акустических спектрометрах с импульсными лазерами на рубине и СО2 были измерены пороги нелинейных спектроскопических эффектов в парах Н2О и СО2 [5 проведены исследования формы контура спектральной линии Н2 в сильном поле резонансного лазерного излучения [3], обнаружено уменьшение поглощательной способности в далеком крыле линии Н2О при возрастании интенсивности излучения [6]. [c.198]

Такая перестройка частоты осуществляется, иапример, в лазерах на органических красителях (см. [52], а также 1.3). [c.214]

Наряду с пленочными РОС-лазерами на органических красителях широко распространены также РОС-лазеры иа полупроводниковых пленках. [c.257]

Для выполнения первого условия надо иметь достаточно широкую линию усиления и, кроме того, предусмотреть специальные меры по предотвращению в резонаторе возможной селекции продольных мод (селекция мод является в данном случае нежелательным эффектом). Ширина линии усиления Лш составляет примерно 10 с для лазера на рубине, 10 с для лазеров с неодимом, 10 —10 с для лазеров на органических красителях. Полагая Q 10 с получаем отсюда, что максимально возможное (при условии предотвращения селекции) число продольных мод равно для указанных лазеров соответственно 1(Я, 10, 10 —10 . Казалось бы, при т = 10 сверхкороткий [c.276]

Первые эксперименты по активной синхронизации мод были выполнены на гелий-неоновом лазере в 1965 г. [33]. Впоследствии подобные эксперименты проводились главным образом на твердотельных лазерах (см., например, [114]), а также на лазерах на органических красителях (см. [115]). Активная синхронизация продольных мод анализируется в [112, 113] >. [c.381]

ЛАЗЕРЫ НА ОРГАНИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЯХ [c.17]

Модуляция добротности в описанном выще виде не подходит для короткоживущих лазерных уровней — в этом случае применяется другой способ создания коротких импульсов большой мощности, называемый модуляцией добротности с импульсным открыванием резонатора. В отличие от предыдущего метода модуляций добротности поле излучения нарастает в резонаторе из двух первоначально полностью (или почти полностью, насколько это оказывается возможным) отражающих зеркал. Затем в определенный момент, когда поле излучения внутри резонатора достигнет почти максимальной интенсивности, излучение выводится из резонатора с помощью электрооптического затвора типа ячейки Поккельса или призменного поляризатора Глана (рис. 5.14) либо с помощью оптоакустического дефлектора. Недавно с использованием импульсного открывания резонатора было достигнуто некоторое сжатие импульса энергии излучения в лазере на органическом красителе, накачка в котором осуществлялась с помощью лампы-вспышки. [c.188]

Жидкостные лазеры. Активной средой в жидкостных лазерах является спиртовой или водный раствор какого-либо органического красителя. Поэтому такие лазеры называют еще лазерами на красителях. [c.292]

Как указывалось, одним из недостатков твердотельных ОКГ является необходимость интенсивного охлаждения рабочего тела. В жидкостных лазерах этот вопрос разрешается значительно проще благодаря возможности циркуляции жидкости через кювету, помещенную в резонатор, и охлаждения ее во внешнем теплообменнике. Весьма существенным преимуществом жидкостных лазеров на основе органических красителей является возможность перестройки частоты генерируемого ими излучения. [c.64]

В радиоэлектронной промышленности с помощью этих методов определяют дефектные элементы полупроводниковых и интегральных схем по увеличению нагрева таких элементов при работе схемы и связанному с ним росту числа интерференционных полос. Методы голографической интерферометрии находят применение в оптической промышленности на стадиях определения качества оптических материалов, их обработки до заданной формы и закрепления в оправах [47, 181 ]. Этими методами с успехом контролировались также искажения активных элементов лазеров на твердом теле [31 ] и растворах органических красителей, возникающие в процессе их накачки [56]. Наконец, в строительной механике голографические методы используются для контроля деформаций балок и исследования моделей строительных сооружений [84]. Перечисленные примеры не исчерпывают многообразия применений голографических методов неразрушающего контроля и их возможностей. Более подробную информацию по этим вопросам можно найти в ряде обстоятельных обзоров [2, 16, 85, 97, 255]. [c.214]

Лазеры на жидкостях подразделяются прежде всего на две большие группы на растворах неорганических соединений (содержащих редкоземельные элементы) и органических красителей. При подразделении лазеров на группы по агрегатному состоянию активного вещества в особую группу должны быть выделены лазеры на свободных электронах . Характерной особенностью таких лазеров является взаимодействие электронных и световых потоков. [c.16]

Синхронное преобразование излучения лазера в его третью гармонику в растворе органических красителей рассматривалось в работах [234, 235]. Для обеспечения условий синхронизма в этом случае выбирался краситель, имеющий мощную полосу поглощения между частотой основного излучения и частотой третьей гармоники. В области полосы поглощения наблюдается аномальная дисперсия показателя преломления, которая может компенсировать частотную дисперсию показателя преломления растворителя. Принцип описанного метода получения синхронного преобразования иллюстрирует рис. 48. Видно, что вследствие аномальной дисперсии показателя преломления красителя, поглощающего свет в области и>о, показатели преломления раствора на частотах ш и Зш равны друг другу, что и соответствует условию синхронного преобразования. Очевидно, что для наблюдения преобразования раствор должен быть относительно прозрачен на частотах J и Зсо. [c.174]

Органические красители в растворе отличаются высокими значениями поперечных сечений поглощения и испускания, а также широкими полосами. Они пригодны как активные вещества для лазеров с перестраиваемой длиной волны (табл. 2.2). Схема уровней энергии уже обсуждалась в гл. 1 и показана на рис. 2.17 вместе с переходами накачки, лазерными и релаксационными переходами. На системы синглетных и триплетных электронных уровней накладываются колебательные уровни. Вследствие большого числа колебательных степеней свободы [c.80]

Весьма эффективным методом генерации ультракоротких импульсов является так называемая пассивная синхронизация мод, при которой в лазерный резонатор дополнительно к остальным лазерным элементам вводится насыщающийся поглотитель. Это вещество, имеющее в спектре поглощения переход на частоте лазера, причем поперечное сечение поглощения должно быть по возможности большим. Для этих целей особенно подходят органические красители. При попадании импульса излучения лазера на такой поглотитель его молекулы возбуждаются, а поле падающего излучения поглощается. Рассмотрим, например, изменение населенности двухуровневой системы под влиянием поля излучения. В соответствии с (1.22) и (1.23) получим для разности населенностей AN = Ni — N2 в стационарных условиях (Tb>T2i) соотношение [c.96]

Так как при возбуждении, а также и при измерении часто требуется резонансное взаимодействие между светом и объектом воздействия, то необходимо иметь возможность выбора подходящей длины волны импульсного излучения. Излучение многих лазеров, таких, как рубиновые, на стекле с неодимом и на ЛИГ Nd, газовые, может перестраиваться лишь в узком диапазоне длин волн. Напротив, благодаря широкой линии люминесценции соответствующих органических молекул излучение лазеров на красителях может перестраиваться в более широком диапазоне длин волн, примерно в пределах 100 нм. Выбор нескольких красителей и их последовательное применение в качестве активной среды позволяют перекрыть весь видимый диапазон длин волн (см. гл. 2). Однако для возбуждения электронных, колебательных и вращательных уровней различных веществ требуется излучение в диапазоне от ультрафиолетовой до инфракрасной частей спектральной области. Для этого используются разнообразные методы преобразования частоты, применение которых позволяет преобразовать импульс со средней частотой 0)0 в подобный импульс со средней частотой ш. Специальный метод преобразования частоты уже был описан в связи с рассмотрением генерации импульсов посредством синхронной накачки лазера на красителе. Изменение частоты первичного излучения происходит при этом в результате двухфотонного процесса, разделяющегося на следующие этапы после поглощения фотона с высокой энергией излучается фотон с малой энергией. Разность энергий фотонов выделяется в виде тепла и передается люминесцирующим молекулам. При этом преобразовании одновременно существенно уменьшается длительность импульсов. [c.272]

В лазерах для исследовательских целей применяют растворы некоторых органических красителей (родамин, кумарин и др.), набор которых позволяет получать излучение с длиной волны 0,35—1,1 мкм. Лазеры на красителях производят и с перестраиваемой частотой излучения, что дает возможность использовать их в спектроскопии. [c.252]

Создание перестраиваемых лазеров на органических красителях [137] открыло возможность возбуждения определенных атомных и молекулярных электронных переходов и, таким образом, использования резонансного рассеяния и дифференциального поглощения в дистанционном зондировании. Как следует из табл. 5.1, выпускаемые перестраиваемые лазеры на органических красителях перекрывают диапазон длин волн от ближней УФ- до ближней ИК-области. Инверсия населенностей создается в красителе при оптической накачке с помощью лампы-вспыщки или другого лазера. При импульсной работе для накачки используются лазеры на азоте, N(1 — ИАГ или эксимерные лазеры на галидах инертных газов в непрерывном режиме накачка осуществляется хорощо сфокусированным аргоновым лазером. [c.253]

Разрабатываются также жидкостные лазеры, в которых в качестве рабочей среды используются растворы органических комплексов редкоземельных элементов (хелаты), водные и спиртовые растворы красителей и др. Наиболее перспективными являются, вероятно, лазеры на красителях. [c.341]

В жидкостных лазерах на растворах органических красителей используются родамины, пиронины и трипафлавины. Растворителями служат вода, спирты, глицерин и др. Коэффициент преобразования энергии оптической накачки в энергию генерации достигает 50%. [c.64]

Эксперименты подобного рода открывают возможность проследить в реальном времени физику процессов лазерно-индуцированных фазовых превращений в твердых телах. В КАРС-спектрохронографии были зарегистрированы [59] с пикосекундным временным разрешением спектры оптического фонона в кристаллическом кремнии при разных уровнях возбуждения (вплоть до плавления). Блок-схема экспериментальной установки представлена.нарис. 3.24. Источниками пи -косекундных импульсов с перестраиваемыми частотами oi и сог служили два лазера на растворах органического красителя, синхронно накачиваемые цугами импульсов второй гармоники YAG Nd + лазера с пассивной синхронизацией мод. Излучение с частотой oi служило и для возбуждения кристалла. [c.150]

Принципиальным отличием лазеров на конденсированных средах от газовых является то, что атомы и молекулы в них либо совсем не могут совершать какого-либо направленного поступательного движения, что имеет место в твердых телах, либо, если могут, то это движение настолько ограниченно и не существенно по сравнению с колебательным или вращательным (характерными для жидкостей), что его можно не учитывать. Колебательное или вращательное движение структурных элементов в конденсированных средах определяют главным образом релаксационные процессы и спектральное уширение линий, соответствующих переходам между парами отдельных энергетических уровней. Для твердых активных сред, которые в большинстве случаев представляют собой ионные кристаллы, характерно колебательт ное движение, которое, в зависимости от типа кристаллической решетки,, может соответствовать либо только акустическим ветвям колебаний, либо — акустическим и оптическим. В настоящее время наиболее широкое применение находят лазеры на растворах органических красителей, состоящих из сложных молекул, имеющих сложную систему энергетических уровней, сводимую в большинстве случаев к четырехуровневой схеме. В молекулах жидкостей могут также совершаться колебательные движения, которые, как и в кристаллах, сопоставимы либо с акустическими, либо с оптическими ветвями колебаний. С этой точки зрения между сложными молекулами и кристаллами мбжет быть установлена полная аналогия, если весь кристалл в целом рассматривать как большую молекулу. Основное различие заключается в том, что в сложных молекулах на уширение и усложнение системы энергетических уровней существенное влияние могут оказать вращательные движения. Кроме того в молекулах, как правило, отсутствует трансляционная симметрия, существенная для кристаллов и определяющая зонную структуру энергетических уровней твердых тел. [c.175]

Методом временной спектроскопии люминесценции были проведены многочисленные исследования органических красителей. При этом были обнаружены люминесци-рующие Si-уровни с обратными временами жизни, составляющими несколько 10 с 1 (см., например, [16—20]). В ряде работ были предприняты попытки найти зависимость обратного времени жизни от структуры молекул, а также взаимодействия с растворителем. Предельно короткие времена жизни были найдены для молекул, которые в состоянии электронного возбуждения меняют пространственное распределение атомов и поэтому могут быстро перейти в в нелюминесцирующее состояние (см., например, [9.12] и цитированную там литературу). Этот конкурирующий процесс сильно снижает квантовый выход люминесценции. Поэтому в качестве активных сред для лазеров на красителях преимущественно применяют такие вещества, в которых подобная изомеризация предотвращается соответствующим образом подобранными присадками. [c.332]

В связи с тем что время флуоресценции типичного красителя составлиет 5-10 сел, источник оптической накачки для лазеров на красителях должен обеспечивать высокие М0ЩН0С1И накачки, чтобы превысить потери на спонтанное излучение. Необходимую мощность накачки можно получить, используя разнообразные импульсные лампы или интенсивное излучение другого лазера. Второй способ дает значительно большую мощность накачки и более эффективен. Органические красители, для которых наблюдался лазерный эффект, перечислены в табл. 33.17 [14]. Здесь же приведены длины волн центра линии генерации, полученные как при накачке другим лазером, так и при вакачке излучением импульсной газоразрядной лампы. [c.759]

Создание лазеров на широком классе органических красителей и исследование особенностей их генерации было выполнено под руководством акад. АН УССР А. Я. Уси-кова в Институте радиоэлектроники АН УССР и чл.-кор. М. Т. Шпака в Институте физики АН УССР. [c.8]

Для решения задач экспрессной спектроскопии высокого разрешения весьма перспективны свип-лазеры — источники вынужденного излучения, длина волны которых меняется в процессе генерации. Впервые метод перестройки частоты лазера в процессе генерации был предложен в Институте физики АН УССР и привел к созданию целой серии свип-лазеров как на твердотельных активных средах, так и на растворах органических красителей. Наиболее полно изучены свип-лазеры на твердотельных активных средах (стекло с Ыс1 и рубин). Кинетика их генерации носит пичковый характер (рис. 21.7, б), причем каждому пичку соответствует своя длина волны излучения (рис. 21.7, б, в, г). [c.204]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...