Режимы генерации

Вт с 1 см газа при к.п.д. до 17%. Электроразрядные лазеры с поперечной прокачкой газа работают в непрерывном режиме генерации и развивают мощность до 50 кВт. [c.123]

Описанный режим, получивший название режима генерации сверхкоротких импульсов, реализуется во многих лазерах. Иногда он возникает самопроизвольно, но в этом случае расстояние между соседними импульсами всего в несколько раз больше их ширины. Для получения особо контрастных импульсов применяются специальные методы. Некоторые из них заключаются в периодической модуляции добротности резонатора (с периодом 2ис). В других методах генерация сверхкоротких импульсов достигается за счет введения внутрь резонатора специальных фильтров, коэффициент поглощения которых резко уменьшается при больших интенсивностях излучения (эффект насыщения, см. 224). [c.811]

Утверждения о существовании сверхкоротких импульсов и о строгой синфазности многих типов колебаний представляются, согласно изложенным соображениям, физически эквивалентными одно соответствует описанию явления на временном языке, другое — на спектральном. В связи с этим для обозначения режима генерации сверхкоротких импульсов используется термин излучение лазера с синхронизованными типами колебаний. [c.813]

Электромагнитное поле, генерируемое лазером, зарождается из спонтанного излучения активной среды. Поэтому, хотя при возбуждении одного типа колебаний и формируется монохроматическое поле, его начальная фаза совершенно произвольна. Если возбуждается много типов колебаний, то их начальные фазы, как кажется на первый взгляд, не могут быть согласованными, так как они должны определяться различными спектральными компонентами случайного спонтанного излучения. Высказанная точка зрения предполагает, однако, независимость различных типов колебаний, т. е. основана на принципе суперпозиции, который несправедлив в области нелинейных явлений. В лазерах же нелинейные явления играют принципиальную роль (см. 225), вследствие чего типы колебаний в большей или меньшей степени должны влиять друг на друга, и может осуществиться их синхронизация. Специальные меры, способствующие реализации режима генерации сверхкоротких импульсов и упомянутые в начале параграфа, предназначены для усиления нелинейного взаимодействия типов колебаний. [c.814]

Мгновенная мощность излучения в режиме генерации сверхкоротких импульсов примерно в Г/АТ раз больше средней мощности и может достигать значений 10 —10 Вт. Поэтому сверхкороткие импульсы нашли широкое поле применения при исследовании самых разнообразных явлений — многофотонной ионизации атомов и молекул, вынужденного рассеяния, мгновенного нагрева вещества до очень высоких температур и т. п. Рекордно короткая длительность импульса позволила использовать сверхкороткие импульсы для изучения очень быстрых процессов, например, распада возбужденных состояний молекул, происходящего за время 10 —10 с, времени существования эффекта Керра ( 152), инерционности нелинейного фотоэффекта (см. 179) и т. д. [c.815]

Упражнение 3. Исследование спектрального состава излучения лазера. Первоначально сфотографируйте интерферограмму излучения лазера в режиме генерации многих поперечных мод, а затем при выделении только основной моды. В последнем случае сфотографируйте также интерферограмму, соответствующую работе лазера вблизи порога генерации. Подход к порогу осуществляется путем вращения пластины 6. [c.307]

Технологические процессы ионно-плазменной обработки материалов основаны на решении задач оптимизации условий напыления, обеспечивающих получение поверхностных слоев с требуемыми эксплуатационными характеристиками. К условиям ионно-плазменной обработки, как было сказано выше, относятся режимы генерации и осаждения ионных потоков, давление и состав газовой среды, температура подложки и состояние поверхности образца. [c.248]

При переходе же к режиму генерации практически все излучение концентрируется в плоскости р — ft-перехода, распространяясь перпендикулярно отражающим граням. Кроме того, при / > /дор вследствие роста вероятности вынужденных оптических переходов увеличивается отношение вероятностей излучательной и безызлучательной рекомбинации. Все это приводит к резкому росту мощности излучения и излому кривой зависимости от тока I при / = /пор (рис, 12.22). [c.343]

В последнее время разработаны СОд-лазеры с быстрой поперечной прокачкой газа, циркулирующего в замкнутом объеме. Как следует из зарубежной печати, при сравнительно небольших габаритах на них удается получить уровни мощности 6—10 кВт в непрерывном режиме генерации [125]. [c.123]

Н, л. работают в широком диапазоне режимов генерации, от непрерывного до существенно импульсного с длительностью, достигающей 0,5 пс. Последняя достигается методом синхронизации мод в широкой линии усиления, характерной для лазерных стёкол. [c.320]

В неустойчивых резонаторах, где дифракционные потери 6 зоне возникновения генерации весьма заметны (именно они и определяют размер этой зоны w ), появление и усиление мод высших порядков сильно затруднено. Поэтому лазеры с неустойчивым резонатором работают, как правило, в режиме генерации одной поперечной [c.50]

Рис. 2.1. Профиль линии усиления /((v) и частотный спектр излучения лазера в многомодовом (а) ч одномодовом (б) режимах генерации

В случае одномодового режима генерации спектральная ширина излучаемой линии много уже ширины контура линии усиления и определяется спектральными характеристиками резонатора. Разброс частот возбуждаемых в резонаторе колебаний зависит, как известно, от его добротности Qp, определяемой как [c.56]

Газовые активные среды, как правило, отличаются высокой оптической однородностью, что позволяет достигать уровня расходимости, близкого к дифракционной, и обеспечивать локальность воздействия и высокие значения плотности мощности излучения в фокальном пятне. Сравнительно невысокие плотности среды в газовых лазерах определяют весьма низкие значения ширины линии усиления. Поэтому им свойственна высокая монохроматичность излучения. Если добавить к этому высокие мощности излучения и способность работать в импульсном, импульсно-периодическом и непрерывном режимах генерации, что обеспечивает возможности проведения самых различных процессов в селективной и термиче- [c.115]

Рис. 4.8. Распределения интенсивности многолучевого лазера в дальней зоне при некогерентном (а) и когерентном (б) режимах генерации

В качестве иллюстрации на рис. 4.8 приведены снятые в одном масштабе распределения интенсивности в фокальной плоскости линзы при некогерентном (а) и когерентном (б) режимах генерации многолучевого лазера, состоящего из 71 газоразрядной трубки, собранных в сборку диаметром 70 мм с Пз 0,3. [c.132]

При значениях р 50 торр и 7 1 см частота может достигать (1...2) 10 Гц. Средняя мощность лазера, так же как и в случае непрерывного режима генерации, не зависит от давления и радиуса трубки и составляет <50 Вт/м. [c.145]

Несмотря на высокие достигнутые результаты, СО-лазеры пока еще не нашли широкого применения в технологии. В основном это обусловлено техническими трудностями охлаждения и осуществления быстрой прокачкой смеси. Однако потенциальные возможности использования этй лазеров в технологических целях весьма велики. Высокие уровни мощности, возможность осуществления различных режимов генерации, более короткие по сравнению с СОг длины волн, а также весьма широкий диапазон генерируемых частот делают СО-лазеры перспективным инструментом при решении различных задач селективной технологии. [c.154]

В химических лазерах инверсная заселенность возникает в продуктах химических реакций, протекающих при воздействии на реагирующие вещества разряда, излучения или просто при их смешивании или нагреве. В отсутствие обновления рабочей смеси химические лазеры могут работать лишь в импульсном режиме. Генерация прекратится по мере срабатывания реагирующих веществ. Непрерывную генерацию в химических лазерах можно осуществить, прокачивая рабочую смесь через резонатор. Мощность генерации такого лазера, естественно, зависит от скорости прокачки смеси. [c.154]

Рис. 5.3. Возникновение автоколебательного режима генерации в твердотельных лазерах

Для улучшения условий работы полупроводникового лазера и обеспечения непрерывного режима генерации кристалл необходимо охлаждать до низких температур. Мощность лазера на арсениде галлия при температуре жидкого азота в импульснопериодическом режиме составляет 100 Вт, в непрерывном режиме — 10 Вт. Лучшие образцы полупроводниковых лазеров могут работать при нормальных температурах. [c.124]

Если же со" — ю > Дш, то в зависимости от степени выполнения этого неравенства возможны бихрома-тический, трихроматический и т. д. режимы генерации. Для случая, изображенного на рис. 40.12, возникает генерация с единственной частотой [c.799]

Просветляющиеся фильтры широко применяются в современной лазерной технике. Помещая такой фильтр внутрь резонатора лазера, можно управлять режимом генерации — получать мощные световые импульсы длительностью порядка 10 —10 8 с (их называют гигантскими импульсами ) или последовательности сверхмощных световых импульсов, характеризующихся длительностью всего 10 с и частотой следования 0,1—1 ГГц ( пикосекундные импульсы ), В качестве просветляющихся фильтров в лазерах используют, например, растворы органических красителей — полиметиноЕых и цианиновых (фталоцианина и кристоцианина). [c.217]

Упражнение 2. Наблюдение структуры мод и измерение их угловой расходимости. Диаметр диафрагмы 9 уменьшите так, чтобы осуществить выделение одной основной моды. С помощью линейки на экране 8 измерьте размер пятна и определите угловую расходимость излучения. Далее при широко раскрытой диафрагме произведите измерение угловой расходимости в режиме генерации многих поперечных мод. Затем выделите отдельные высшие поперечные моды. Этого можно достичь путем небольшой разъю-стировки зеркал резонатора, поскольку чувствительность разных поперечных мод к разъюстировке зеркал различна. Другой способ заключается в использовании тонких металлических проволочек, которые вносятся в луч лазера внутри резонатора. Зарисуйте структуру поля и измерьте угловую расходимость наблюдающихся поперечных мод высших порядков. [c.307]

В случае сильной связи (Р1Р2 < 21612). приведенном на рис. 11.16, точка пересечения двух прямых является неустойчивой (седло). Устойчивы одночастотные режимы генерации [c.365]

Для просвечивания большинства материалов наибольшее применение находят источники малой и средней мощности от 10 мВт до 1 Вт в непрерывном режиме генерации. Обычно это отражательные клистроны, лавинопро-летные. диоды и генераторы Ганна, табл. 2. [c.211]

В твердотельных лазерах в качестве активной среды используются твердые тела рубин, специальное стекло, алюмоиттриевый гранат, вольфрамат кальция и др. Всего к настоящему времени разработано и испытано несколько десятков различных твердых сред, пригодных для создания твердотельных лазеров. Однако для целей упрочнения могут использоваться лишь те из них, которые обеспечивают генерацию лазерного излучения с определенными энергетическими и пространственно-временными характеристиками. В зависимости от вида используемой активной среды твердотельные лазеры могут работать в импульсном или в непрерывном режиме генерации излучения. При работе в импульсном режиме для реализации процессов упрочнения важны следующие параметры лазерного излучения энергия в импульсе, длительность импульса, расходимость излучения, диаметр луча, частота следования импульсов. При реализации процесса шокового лазерного упрочнения важной характеристикой также является импульсная мощность излучения. [c.34]

Перейдем к рассмотрению работы лазеров на основе СО2 в импульсном режиме. Лазер работает на тех же переходах, что и в постоянном режиме генерации. Одним из основных параметров, определяющих мощность излучения, является число активных молекул в единице объема. Поэтому в настоящее время основное внимание сосредоточено на разработке лазеров при давлении, равном атмосферному и выше. Такого рода лазеры получили название TEAL. Сжатые газы как активная среда представляют интерес потому, что кроме большой концентрации активных частиц и высокой мощности они обладают однородностью, дают возможность получать высокие к. п. д. и осуществлять плавную перестройку частоты. Самым большим затруднением в создании газовых лазеров, работающих при столь высоких давлениях, является получение однородного разряда с возможно большим [c.51]

В нормальном режиме генерации каждая мода представляет практически независимый генератор, фаза излучения к-рого но отношенпю к фазам волн, соответствую щих др. модам, произвольна. В этом случае импульсная структура излучения (рис. И) не возникает. Для генерации ультракоротких импульсов необходимо согласовать фазы отд. мод. Этого можно достичь, модулируя, напр., накачку Л. с частотой /, равной межмодовому интервалу 2nf AQ, или применяя Л. с насыщающимся фильтром. При надлежащем подборе фильтра и его положения в резонаторе можно получить гигантский импульс, состоящий из последовательности ультракоротких импульсов. С помощью оптич. затворов можно выделить одиночный ультракороткий импульс. Выде-ленный одиночный импульс может быть подвергнут дальнейшей компрессии во времени спец. методами. В результате удаётся получить импульсы фемтосекундной длительности. Один из таких методов — формирование в оптич. волокне солитона (см. Солитонный лааер). [c.549]

Флуктуации и шумы в лазерах. Тепловые шумы оптич, резонатора и спонтанное излучение атомов (молекул) активной среды являются принципиально неустранимыми источниками шума в лазерах. Шумы приводят к естеств. флуктуациям амплитуды и фазы одночастотного н одномодового лазера, вследствие к-рых существуют предельные значения временных и пространственных статистич. характеристик лазерного излучения естеств. ширина частотного спектра, определяемая ф-лой Шавлова — Таунса ф-ла (8) в ст. Лазер] естеств, угл. расходимость, предельная пространственная когерентность. В режиме генерации нескольких несинхронпзованных (несвязанных) продольных и (или) поперечных мод статистика излучения существенно меняется она становится практически гауссовой. [c.664]

Для лазеров, работающих в импульсном и импульснопериодическом режиме генерации, столь же важными характеристиками излучения являются энергия лазерного импульса 5 , его длительность т , частота следования этих импульсов f , а также усредненная Р и импульсная Ри мощности излучения, определяемые как [c.51]

Условие одномодового режима генерации fivp Avj удовлетворяется в случае малых А и резонаторов [c.55]

Таким образом, эффективная работа СОг-лазера требует трехкомпонентной лазерной смеси. Относительная концентрация этих компонент определяется режимом генерации, а также способом возбуждения и охлаждения рабочей смеси. Определение ее является сложной оптимизационной задачей, решение которой необходимо проводить в аждом конкретном случае отдельно. [c.120]

К числу основных процессов, ответственных за пичковый характер гене- рации твердотельных лазеров, необходимо отнести возникновение так называемого релаксационноколебательного режима генерации электромагнитных волн в резонаторе. Возможность возникновения такого 4 ежима генерации связана с наличием инерционности в процессах создания и снятия инверсной заселенности. Стационарный процесс генерации не устанавливается в лазере мгновенно по достижению порогового коэффициента усиления. Для включения процессов вынужденного излучения в резонаторе нужно раскачать определенную амплитуду электромагнитной волны. Этот процесс может начаться лишь при условии КоЖп и в силу конечности величин сечений вынужденных переходов не может произойти мгновенно. [c.172]

В заключение укажем еще одно явление, способное приводить к пйчковому режиму генерации. Линия флюоресценции твердотельных лазеров (см. табл. 1.1) достаточно широка, длина резонатора, наоборот, мала и поэтому все они, как правило, могут работать на большом числе продольных мод. Активные ионы рабочего тела в твердотельных лазерах закреплены на своем месте в матрице. Поэтому возникновение генерации на одной из собственных частот резонатора приводит к снижению коэффициента усиления в слоях рабочего тела, совпадающих с пучностями стоячей электромагнитной волны. В результате этого создаются предпочтительные условия генерации с пучностями поля, соответствующими узлам ранее рассмотренной моды, и возникает возможность пичкового режима генерации. [c.173]

Расходимость лазеров на стекле составляет 10 мрад, что существенно ниже дифракционной. В основном это обусловлено многомодовым режимом генерации. Для уменьшения расходимости вводят ограничивающие апертуры, а также портят (делают шероховатыми) боковые стенки стержней. Для получения мощного излучения с дифракционной расходимостью обычно используют твердотельные усилители. На маломощном задающем генераторе добиваются с потерей энергии хорошего качества излучения, а затем пропускают это излучение через серию усилительных каскадов, используя прекрасные усилительные возможности стеклянных стержней с неодимом (/ oSl см ). [c.178]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...