Активная среда лазера

Вследствие ограниченности поперечных размеров зеркал и активной среды лазера распространение волн в резонаторе сопровождается дифракционны.ми явлениями. Поэтому применение принципа цикличности к распределению амплитуды поля по волновому фронту сводится к решению дифракционной задачи квантовый генератор формирует когерентный световой пучок с таким поперечным распределением амплитуды, которое с учетом дифракционных явлений должно воспроизводить себя на протяжении одного цикла. [c.801]

Однако следует иметь в виду, что вынужденное излучение рождается в результате тех же самых квантовых переходов в веществе, которые порождают люминесцентное излучение. Более того, последнее играет роль затравки , инициирующей процессы, приводящие в лазерах к генерации вынужденного излучения. Недаром люминесцентные свойства вещества, и прежде всего его спектр люминесценции, имеют решающее значение при выборе активной среды лазера. [c.186]

Внесение в резонатор усиливающей среды, которая частично или полностью компенсирует потери излучения при отражении от его зеркал, эквивалентно увеличению коэффициента отражения до некоторого эффективного значения / эфф ( < эфф 1)- Благодаря этому резонансная полоса сужается в (1—Я)/ 1— эфф) раз. Если считать, что при стационарной генерации лазера усиление в активной среде полностью компенсирует потери излучения при отражении от зеркал резонатора, то надо положить эфф=Г Это дает нулевую ширину резонансной полосы и соответственно нулевую спектральную ширину линии генерации лазера. В действительности, спонтанное излучение ( шум ) приводит к тому, что усиление в активной среде лазера оказывается меньше потерь в резонаторе . Недостаток усиления компенсируется непрерывным поступлением энергии со стороны спонтанного излучения. Вследствие этого. / эфф<1 и ширина линии генерации оказывается хотя и крайне малой, но вое же конечной величиной. Ее теоретическое значение составляет 10 Гц. В реальных случаях в силу ряда [c.281]

Объем активной среды лазера, накачиваемого электронным пучком или светом, в 10 —10 раз больше, чем у инжекционного лазера, что позволяет поднять мощность выходного излучения на несколько порядков. Так, если выходная мощность инжекционного лазера не превышает сотни ватт, то в лазере с электронной накачкой получена мощность 1—2 кВт, а в ОаАз-лазере с оптической накачкой 40 кВт [55]. [c.948]

Рис. 32. Работа активной среды лазера

ТРЕБОВАНИЯ К АКТИВНОЙ СРЕДЕ ЛАЗЕРОВ [c.64]

МАТРИЦЫ АКТИВНЫХ СРЕД ЛАЗЕРОВ [c.74]

НАКАЧКА — процесс возбуждения активной среды лазеров и других квантовых генераторов и усилителей, в результате которого нарушается равновесное распределение микрочастиц среды по их энергетическим уровням НАМАГНИЧЕННОСТЬ <—векторная физическая величина, характеризующая состояние вещества и равная отношению магнитного момента малого объема вещества к величине этого объема насыщения характеризует состояние ферромагнетика, при котором увеличение абсолютного значения напряженности внешнего магнитного поля не ведет к увеличению намагниченности ферромагнетика остаточная определяется намагниченностью, которую имеет ферромагнетик при напряженности внешнего магнитного поля, равной нулю) НАМАГНИЧИВАНИЕ- возрастание намагниченности магнетика при увеличении напряженности магнитного поля НАПОР в гидравлике -линейная величина, выражающая удельную механическую энергию жидкости в данной точке потока [c.252]

О. р.— резонансная система лазера, определяющая спектральный и модовый состав лазерного излучения, а также его направленность и поляризацию. От О. р. зависит заполненность активной среды лазера полем излучения и, следовательно, снимаемая с неё мощность излучения и кпд лазера. [c.454]

Характеристики излучения активных сред и резонаторов некоторых лазеров приведены в табл. 1.1. Как видно из таблицы, ширина излучаемых активными средами лазеров линий может отличаться на много порядков. [c.23]

Схема лазера с несамостоятельным разрядом, поддерживаемым электронным пучком, представлена на рис. 3.6. Пучок эмиттированных катодом ускорителя электронов J вводится в заполненный активной средой лазера объем 2 через тонкую, герметичную для газа фольгу 3 в одном из электродов разрядного промежутка и, пронизывая его, обеспечивает однородную ионизацию рабочей смеси. Созданные этим пучком вторичные, медленные электроны [c.98]

Разрядный контур (блок И). Лазер как генератор оптического когерентного излучения по общему принципу не отличается от генератора электромагнитных волн в других областях спектра этих волн, т. е. в лазере, как и в любом другом генераторе, происходит преобразование энергии источника возбуждения в энергию излучения. Газовые лазеры используют все виды источников электрического возбуждения непрерывные, импульсные, высокочастотные. Эффективность лазера в любом режиме работы источника возбуждения будет зависеть прежде всего от того, какая часть энергии источника вводится непосредственно в активную среду лазера, т. е. в той или иной мере необходимо решать задачу согласования источника возбуждения с нагрузкой, в качестве которой в лазере выступает разрядный промежуток с активным газом. Математическое описание этого блока должно связывать параметры электрической цепи и разрядного промежутка с режимом ввода энергии в активную среду. Если в качестве общей модели II -го блока выбрать импульсный источник, то эквивалентная электрическая цепь лазера будет представлять собой последовательно включенные накопительную емкость С, индуктивность (приведенную) L и активное сопротивление R газового промежутка. Общие уравнения, описывающие разряд в такой цепи, будут иметь вид [c.62]

Математическое моделирование процесса генерации (усиления) в активной среде лазера с оптической накачкой необходимо при разработке и конструировании этих приборов и во многом способствует поиску оптимальных решений в этих задачах. Однако реальный смысл все эти расчеты приобретают только тогда, когда разработчик имеет в своем распоряжении надежные данные по численным значениям всех констант основных процессов, определяющих взаимодействие излучения (накачки и генерации) с молекулами активной среды. Определение этих констант связано с хо- [c.162]

Заметим, что формула (1.1.16) является приближенной. В частности, при ее выводе не были учтены возможные неоднородности в активной среде лазера и неравномерность распределения интенсивности по модам. [c.12]

Лазер с резонатором, подобно его аналогу в электронике, может рассматриваться как усилитель генерируемого внутри шума, обладающий высоким коэффициентом усиления. Для получения непрерывной генерации необходимо, чтобы усиление среды, возрастающее с ростом инверсной заселенности, было достаточным для компенсации потерь. Отрицательное ослабление, или усиление, на длине волны лазера обусловлено индуцированными переходами, или вынужденным излучением. Спонтанное излучение, происходящее на той же частоте, конкурирует с вынужденным излучением в отношении энергии, заключенной в возбужденных состояниях активной среды лазера. Так как спонтанное излучение произвольным образом истощает запасенную энергию, то оно представляет собой серьезный источник потерь, не связанный непосредственно с резонатором. [c.226]

Излучение высокоэнергетических лазерных источников обычно является частично когерентным. Это качество обусловлено случайностью модового состава, неоднородностями активной среды лазеров, дефектами оптики, формирующей лазерный пучок. [c.87]

В зависимости от используемой активной среды лазеры подразделяются на твердотельные, жидкостные и газовые [3]. В связи с тем что луч лазера является монохроматическим излучением в оптическом диапазоне длин волн, возможность обработки различных материалов зависит, главным образом, от их способности поглощать излучение с определенной длиной волны. [c.26]

Резонатор лазера представляет собой комплекс, состоящий из газоразрядной трубки, активной среды лазера и зеркал. Газоразрядная трубка, в которую заключена активная среда в виде смеси углекислого Таза, азота и гелия, представляет собой стеклянную трубку диаметром в несколько сантиметров, по концам которой расположены зеркала. Коэффициент отражения одного из них составляет почти 100 %, а второе — частично проницаемое. Через это второе зеркало из резонатора выходит почти направленный пучок лучей толщиной около 20 мм. [c.27]

В систему питания лазера входят генератор высокого напряжения для электропитания и возбуждения активной среды лазера в газоразрядной трубке, а также система подачи рабочего газа лазера с дозатором и другие элементы. [c.28]

При этом искажается форма импульса и изменяется частота, соответствующая максимуму спектра В процессе расгфосгра -нения импульс может совершенно изменить свою исходную форму. Физические причины таких искажений многообразны так, например, в активной среде лазера наибольшее усиление происходит в передней части импульса, что должно приводить к дополнительному сдвигу максимума и соответственному увеличению групповой скорости, определяемой по указанной выше формальной схеме. Однако такая внутренняя перестройка импульса не может быть использована для передачи сигнала. В связи с этим нужно весьма критически относиться к иногда появляющимся публикациям, в которых утверждается, что групповая скорость лазерного излучения может быть больше скорости света в вакууме. Нужно ясно представлять себе, что в этом случае понятие групповой скорости теряет свой первоначальный смысл и величина U уже не определяет скорость распространения сигнала, которая, согласно специальной теории относительности, никогда не может быть больше скорости света в вакууме. [c.53]

Подход, основанный на аналогии с френелевским отражением, поучителен вот в каком отношении. Напомним, что отражение от границы раздела двух сред возникает вследствие различия как показателей преломления, так и коэффициентов поглощения (усиления). В частности, отражение от металлов объясняется, главным образом, второй причиной. Из сказанного легко сделать вывод, что самоотражение в активное среде лазера может обусловливаться модуляцией и показателя преломления, и коэффициента усиления. Как показывают более детальные исследования вопроса, самоотражение играет существенную роль в оптических квантовых генераторах. [c.828]

Рассмотрим свойства основных примесных ионов, применявшиеся в лазерной технике для создания активаторных центров, и правила, по которым подбирают активатор и матрицу для создания активной среды лазера с оптимальными характеристиками. [c.71]

Воздушный транспорт <В 64 ангары для стоянки Е 04 FI 6/44 системы регулирования полетов G 08 G 5/00-5/06) Вокзалы, общее устройство В 61 В 1/00 Волновая энергия, использование [В 29 С вулканизация изделий 35/08-35/10 (соединение 65/14-65/16 тиснение или гофрирование поверхностей 59/16) пластических материалов , для переплавки металлов С 22 В 9/22 для полимеризации С 08 F 2/46 для получения привитых сополимеров на волокнах, нитях, тканях или т. п. D 06 М 14/18-14/34 в химических или физических процессах В 01 J 19/08] Волокна [использование <для изготовления гибких труб F 16 L 11/02 в сплавах цветных металлов С 22 С 1/09 в фильтрах В 01 D 39/02-39/06) металлические в сплавах С 22 С 1/09 оптические в качестве активной среды лазеров Н 01 S 3/07] Волокнистые материалы [использование для изготовления приводных ремней F 16 G 1/04, 5/08 складывание В 65 Н 45/00 сушильные устройства F 26 В 13/00] Волоконная оптика <С 02 В 6/00 химический состав и изготовление оптического стекловолокна С 03 (В 37/023, 31j027, С 13/04) Волочение [В 21 С листового металла, проволоки, сортовой стали, труб 1/00-1/30 устройства для правки проволоки, конструктивно сопряженные с волочильными машинами 19/00) как способ изготовления топливных элементов реакторов G 21 С 21/10] Волочильные станы В 21 С <1/02-1/30 комбинированные с устройствами для очистки металлических изделий 43/02 рабочие инструменты для них 3/00-3/18) Вольтова дуга, использование для нагрева печей F 27 D 11/08 Вольфрам С 22 легированные стали, содержащие вольфрам, С 38/12-38/60 получение и рафинирование В 34/36 сплавы на его основе С 27/04) [c.59]

МОДУЛЬ [продольной упругости определяется отношением нормального напряжения в поперечном сечении цилиндрического образца к относительному удлинению при его растяжении сдвига измеряется отношением касательного напряжения в поперечном сечении трубчатого тонкостенного образца к деформации сдвига при его кручении Юнга равен нормальному напряжению, при котором линейный размер тела изменяется в два раза] МОДУЛЯЦИЯ [есть изменение по заданному во времени величин, характеризующих какой-либо регулярный физический процесс колебаний <есть изменение по определенному закону какого-либо из параметров периодических колебаний, осуществляемое за время, значительно большее, чем период колебаний амплитудная выражается в изменении амплитуды фазовая указывает на изменение их фазы частотная состоит в изменении их частоты) пространственная заключается в изменении в пространстве характеристик постоянного во времени колебательного процесса] МОЛЕКУЛА [есть наименьшая устойчивая частица данного вещества, обладающая его химическими свойствами атомная (гомеополярная) возникает в результате взаимного притяжения нейтральных атомов ионная (гетерополярная) образуется в результате превращения взаимодействующих атомов в противоположно электрически заряженные и взаимно притягивающиеся ионы эксимерная является корот-коживущим соединением атомов инертных газов друг с другом, с галогенами или кислородом, существующим только в возбужденном состоянии и входящим в состав активной среды лазеров некоторых типов МОЛНИЯ <есть чрезвычайно сильный электрический разряд между облаками или между облаками и землей линейная является гигантским электрическим искровым разрядом в атмосфере с диаметром канала от 10 до 25 см и длиной до нескольких километров при максимальной силе тока до ЮОкА) [c.250]

Важной проблемой в случае составного О. р. является эфф. заполнение активной среды лазера нолем выбранной моды. Если составной О. р. обладает осью или плоскостью симметрии, то продольная мода (как и у двухзеркального О. р.) является гауссовым пучком (см. Квазиоптит). Его прохождение через оптич. элементы описывается матрицами этих элементов (см. Матричные методы В оптике), а прохождение через О. р. описывается матрицей, являющейся произведе- ж-е нием матриц составляющих его оптич. элементов. При 455 [c.455]

С. р. широко применяется при решении ряда научно-прикладных задач, в частности при создании низкоиндуктивных сильноточных коммутаторов, источников предионизации в импульсных газовых лазерах, плазменных электродов для организаций однородного сильно-точного объёмного разряда при повышенных давлениях (см. Электроды плазменные). Плазма С. р, используется в качестве активной среды лазеров на самоограни-чеиных переходах (лазеры на N3, Аг, N6 и Др.). [c.544]

На данных С. к. основаны применения кристаллов в качестве активных сред лазеров, элементов полупроводниковой техники, люминофоров, преобразователей света, оптнч. материалов, ячеек для записи информации. Методы С. к. используются в спектральном анализе. [c.625]

У. Я. изображения. Усиление яркости изображения (оптич. пучков сложной пространственно-временной структуры), как уже указывалось, может осуществляться посредством оптических квантовых усилителей, усилителей на эффектах вынужденного рассеяния или четырёхфотонного взаимодействия и др. Однако наиболее подходящими для использования в оптич. устройствах в наст, время (90-е гг.) являются У. я. изображения (УЯИ) на основе активных сред лазеров. [c.244]

Энергия, выделяющаяся в результате протекания экзотермич. хим. реакций, обычно распределена по значит, числу колебат. состояний молекулы — продукта реакции. Характер этого распределения определяется соотношением между временами протекания хим. реакции (1), колебат. релаксации (2), а также характерным временем процесса обмена колебат. квантами при столкновении молекул АВ между собой. Это соотношение весьма сложным образом зависит от состава активной среды лазера, темп-ры газа и определяет спектр излучения X. л. Кроме того, молекулы, принадлежащие определ. колебат. состоянию, распределены по значит, числу вращат. состояний. При этом в силу быстрого обмена вращат. энергией при столкновениях друг с другом и с молекулами буферного газа распределение молекул по вращат. состояниям в активной среде X. л. обычно описывается ф-лой Больцмана [c.411]

При столь высоких давлениях наиболее эфф, способ введения энергии накачки в активную среду лазера связан с пропусканием через газ пучка быстрых электронов, к-рые теряют энергию преим. на ионизацию атомов газа. Конвер- [c.500]

Данная глава, как мы условились в разд. 1.5, посвящена взаимодействию излучения с веществом. Это очень широкая область науки, иногда называемая фотофизикой. Здесь мы ограничимся обсуждением лишь явлений, имеющих непосредственное отношение к веществу, используемому как активная среда лазера. Вводный раздел посвящен теории излучения черного тела, на которую опирается вся современная физика излучения. Затем мы рассмотрим элементарные процессы поглощения, вынужденного излучения, спонтанного излучения и безызлучательной релаксации, На первом этапе это изучение будет проводиться ради простоты для разреженных сред и малой интенсивности излучения. Кроме того, будем вначале считать, что среда состоит только из атомов. Затем будут рассмотрены случаи высокой интенсивности излучения и плотных сред (когда возникают такие явления, как насыщение, суперизлучение, суперлюминесценция и усиленное спонтанное излучение). В последнем разделе мы обобщим некоторые из полученных результатов на более сложный случай молекулярной системы. Некоторые весьма важные, хотя и не столь общие вопросы, касающиеся фотофизики полупроводников, молекул красителей и центров окраски, мы кратко обсудим в гл. 6 непосредственно перед рассмотрением соответствующих лазеров. [c.25]

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]

Рис. 5.8. Простраиствеииое выжигание дырки в активной среде лазера.

Относительная слабость взаимодействия в процессе газокинетических столкновений частиц (составляющих газ) практически не влияя на расположение их энергетических уровней, приводит только к уширению соответствующих спектральных линий. Столк-новительное уширение при низких давлениях мало и не превышает доплеровскую ширину. Рост столкновительной ширины с увеличением давления позволяет управлять шириной линии усиления активной среды лазера, что составляет во многом уникальное свойство газовых лазеров. [c.39]

Химические процессы, используемые для создания активной среды лазеров, должны обеспечивать существенный энерговклад во внутренние степени свободы продуктов реакции достаточную скорость этих процессов по сравнению с процессами релаксации энергии внутренних степеней свободы. Наилучшим образом указанным условиям отвечает широкий класс экзотермических реакций, сопровождающихся образованием колебательно-возбужденных молекул (в настоящее время лазеры на колебательно-вращательных переходах являются основными типами действующих химических лазеров). В области химических лазеров на электронных и чисто вращательных переходах работы носят в основном поисковый характер. Наиболее важными факторами, определяющими возможность использования реакций в химических лазерах на колебательно-вращательных переходах, являются доля энергии реакции идущая на возбуждение колебаний и вид распределения молекул-продуктов по колебательным уровням в первичном акте реакции, т. е. константы скорости реакции для отдель- [c.44]

Накачка импульсной лампой переводит ионы активной среды лазера на верхний лазерный уровень, после чего возникает люминесценция. Интенсивность излучения в резонаторе при условии, что усиление превосходит потери, начинает нарастать (апор = 5<о+v)- К началу линейной фазы интенсивность излучения еще мала, что позволяет пренебречь изменением инверсии населенностей в усилителе и поглотителе, вызванном лазерным излучением. В дальнейшем усиление, согласно (7.12), растет линейно с увеличением числа проходов резонатора [c.235]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...