Накачка тепловая

На рис. 1.7 показан ход ба в зависимости от Bi и времени процесса накачки, выраженного через Fo. С ростом длительности действия накачки тепловое поле медленно уходит от адиабатического приближения, и при длительности более нескольких секунд для кристаллов и десятков секунд для стекла форма температурного поля приблизится к профилю поля в стационарном режиме работы лазера. [c.22]

Сущность получения лазерного луча заключается в следующем. За счет накачки внешней энергии (электрической, световой, тепловой, химической) атомы активного вещества излучателя переходят в возбужденное состояние. Через некоторый промежуток времени возбужденный атом может излучить полученную энергию в виде фотона и возвратиться в исходное состояние. Фотон представляет собой элементарную частицу, порцию света, обладающую нулевой массой покоя и движущуюся со скоростью, равной скорости света, в вакууме. Фотоны возникают (излучаются) в процессах перехода атомов, молекул, ионов и атомных ядер из возбужденных состояний в более стабильные состояния с меньшей энергией. При определенной степени возбуждения происходит лавинообразный переход возбужденных атомов активного вещества-излучателя в более стабильное состояние. Это создает когерентное, связанное с возбужде- [c.16]

Этого недостатка лишена четырехуровневая система рис. 32, б, в которой генерация осуществляется за счет переходов между мета-стабильным уровнем 3 и незаселенным уровнем 2. Для выполнения этого условия частицы не должны переходить с уровня / на уровень 2 вследствие взаимодействия с тепловыми колебаниями решетки матрицы. При выполнении этого условия заселенность уровня 2 очень мала и эффект генерации наблюдается при малой интенсивности накачки. Четырехуровневую систему реализуют, используя в качестве активаторов ионы редкоземельной группы элементов периодической системы. [c.64]

Генерация лазера на рубине может осуществляться как в импульсном, так и в непрерывном режиме. Рубиновый лазер имеет кпд, обычно не превышающий 1 %. Остальная часть энергии накачки переходит в тепловую и должна быть эффективно рассеяна. Именно поэтому монокристаллы рубина, обладающие большой теплопроводностью, широко применяют в лазерной технике. [c.75]

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

Газодинамические лазеры с тепловой накачкой. [c.551]

При газодинамическом способе инверсная заселенность среды получается за счет различных времен релаксации верхнего и нижнего лазерных уровней, происходящей при резком расширении предварительно нагретого рабочего тела с равновесной заселенностью уровней. Он отличается от других способов возбуждения тем, что преобразование тепловой энергии в энергию излучения осуществляется непосредственно, без использования электрической энергии. Благодаря возможности получения больших расходов смеси газодинамический способ накачки используется при создании технологических лазеров повышенной мощности. [c.34]

Даже когда в световоде распространяется лишь одно излучение накачки, модуляционная неустойчивость может привести к спонтанному распаду стационарной гармонической волны на периодическую последовательность импульсов. Спонтанно испущенные или тепловые фотоны действуют в этой ситуации в качестве сигнального излучения, усиливающегося за счет модуляционной неустойчивости. Поскольку наибольшее значение коэффициента усиления наблюдается для частот сОр + (где П акс определяется выражением (5.1.10)), эти частотные компоненты усиливаются больше всего Поэтому прямым доказательством спонтанной модуляционной неустойчивости может служить наличие двух дополнительных спектральных компонент, расположенных симметрично по обе стороны от центральной частоты сОр со спектральной отстройкой + П акс- Во временном представлении стационарная гармоническая волна преобразуется в периодическую последовательность импульсов с периодом [c.108]

Существенно большие неоднородности коэффициента прелом-ления активных элементов возникают при их нагреве излучением источника накачки. Причиной служит выделение внутри активного элемента существенного количества тепла от источника накачки и то, что тепло отводится от разных частей кристаллов неравномерно. Тепло отводится только от внешней поверхности кристалла, непосредственно контактирующей с охлаждающей кристалл средой, например жидкостью. Поэтому граница кристалла холоднее его центральной части, вследствие чего возникают температурные градиенты и градиенты коэффициента преломления кристалла. В большинстве случаев лазерные кристаллы имеют цилиндрическую форму и тепло отводится от боковой поверхности цилиндрического тела (рис. 1.20). Возникающая обычно в таких случаях симметрия облучения кристалла светом накачки и отвода тепла обусловливает симметричное тепловое поле внутри кристалла, имеющее максимум температуры в центре кристалла и плавно спадающее к его краям. Симметричности теплового поля способствует также достаточно высокая теплопроводность кристаллов АИГ-Nd. [c.37]

Таким образом, оптическая сила тепловой линзы 1/f выражается через характеристики кристалла и полную поглощенную в нем мощность накачки Ра в виде [c.42]

Степень деполяризации пучка для элементов с ориентацией [III] не зависит от направления поляризации падающего пучка относительно кристаллографических осей и нарастает по мере удаления от центра элемента. Степень деполяризации пучка для элементов с ориентацией [001] существенно зависит от ориентации поляризации относительно кристаллографических осей. Минимальная деполяризация наблюдается, как следует из (1.32),, (1.33), при направлении поляризации вдоль кристаллографических осей элемента, максимальная деполяризация — под углом 45° к осям. Поэтому при установке элемента внутрь лазерного резонатора, содержащего поляризующие устройства, необходимо ориентировать активный элемент вокруг своей оси с учетом этой закономерности. На практике, даже в холодном состоянии активные элементы при наблюдении коноскопической картины часто проявляют розочку деполяризации, одинаково ориентированную с розочкой в нагретом состоянии [39]. Данное обстоятельство объясняется наличием в элементах остаточной деформации кристаллической решетки, возникающей в процессе выращивания элементов, когда они подвергаются тепловому воздействию. Этот факт позволяет упростить методику ориентации активного элемента на минимум деполяризации, используя еще не работающий лазер с выключенными накачкой и охлаждением. [c.46]

Очевидно, что карбонизуемое углеводородное сырье - открытая неравновесная система. Накачка тепловой энергии дает все основания для деструкции углеводородов и их полного удаления из системы в виде летучих фракций. В конце концов должен произойти полный переход нефтяной дисперсной системы в газообразное состояние. Однако в действительности наблюдается совсем иное - по прошествии определенного времени термолиз заканчивается образованием твердого продукта - нефтяного кокса. Все дело в том, что вводимая в процессе термолиза тепловая энергия диссипирует в виде образования асфальтеновых парамагнитных молекул. Асфальтеновые молекулы характеризуются наличием нескомпенсированных атомных магнитных моментов. Они обладают большим потенциалом парного взаимодействия и имеют сильную тенденцию к самоассоциации. Возникают силы спин-спинового взаимодействия нейтральнььх свободных радикалов, превышающие по величине силы теплового отталкивания, которые и удерживают нефтяную систему от полного испарения. В процессе формирования структуры [c.156]

Длительность импульсов излучения лазеров в режиме свободной генерации обычно составляет от сотен микросекунд до нескольких миллисекунд, что суш ественно больше периода релаксационных колебаний лазера (около 10 мкс). Поэтому все источники технических шумов излучения непрерывных лазеров, описанные в 3.3, проявляются и здесь, они могут также при вести к Бичковому режиму генерации [41, 42, 73, 74]. При этом существенное значение в импульсных лазерах приобретает механизм модуляции потерь резонатора, связанный с тепловым нагревом активного элемента. Дело в том, что за время действия импульса накачки тепловое равновесие между активным элементом и окружающей средой не успевает установиться и в течение всего периода импульса накачки температура элемента монотонно повышается. Поэтому во время действия импульса генерации оптическая длина активного элемента монотонно увеличивается, что может привести к возникновению паразитной модуляции потерь резонатора (см. 3.3). [c.131]

Допустим, что система электронных уровней возбуждается интенсивным световым потоком ак (радиация накачки) в канале /- 3. В этом случае куц кт и, следовательно, влияние теплового излучения можно не учитывать. Кроме того, будем считать, что Рз2 Рз1 и 31 Р21- Первое из этих допущений определяет метаста-бпльность (долгоживучесть) уровня 2. С учетом данных предположений формулы (35.22) становятся проще [c.276]

Таким образом, одноконтурные параметрические генераторы обладают тем свойством, что фазы параметрически возбуждаемых в них колебаний зависят от начальных условий. Если начальные условия случайны (например, тепловой плум), то фаза возбужденных колебаний тоже будет случайной. При непрерывном действии (енератора накачки подбором начальных условий можно возбудить колебание либо в одной, либо в другой (противоположной) фазе, условно обозначаемых О и я. Фаза этих колебаний относительно фазы напряжения накачки сохраняется в параметрическом генераторе сколь угодно долго. [c.183]

Тепловые И. о. и. имеют сплошной спектр и энергетич. характеристики, описываемые законами теплового излучения, в к-рых осн. параметрами являются темп-ра Т м коэф. излучения светящегося тела е (Я,, Т). С повышением Т быстро возрастают Lg и М а спектральные плотности этих величин, а их максимум смещается в коротковолновую область. В пределе е(Я.) = 1 достигается излучение абсолютно чёрного тела, что близко выполняется, напр., для Солнца (Гг-б-Ю К, Lj,==2-10 кд/м , р=1,37 кВт/м — вне атмосферы), излучение к-рого используется в теплофиз. и энергетич. гелиоустановках, а также может применяться для накачки лазеров, В искусств, тепловых И. о. и. излучающее тело нагревается электрич. током или в результате выделения энергии в хим. реакциях горения. [c.221]

Степень поляризации определяется коннурепцпей процессов накачки и тепловой релаксации, ирпводя-щей к потере поляризации за счёт тепловых столкновений атомов со стенками ячейки. Для того чтобы свести. эффект тепловой релаксации к минимуму, в поглощающую ячейку наряду с парами щелочного металла помещают небольшое кол-во диамагн. газа (Не, Аг, N и т. д.), замедляющего диффузию к стенкам, либо покрывают стенки защитными покрытиями (парафин, полиэтилен). [c.332]

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ НЕУСТОЙЧИВОСТИ — неустойчивости колебат. систем и нелинейной волновой среды, возникающие в результате пространственно-временной модуляции параметров, характеризующи.х собств. колебания систе.мы или среды. В случае нелинейной волновой среды модуляция совершается вол-на.ш конечной амплитуды — волнами накачки. П. н. обычно имеют пороги по амплитудам волн накачки е. Если е превышает определённое пороговое значение, то собств. мода начинает расти с теплового уровня, поглощая энергию волны накачки. При лространственно-времеынбм резонансе возникает т. н. распадная П, II. даже при небольших амплитудах волны накачки, но больше пороговой. При больших амплитудах накачки может возникнуть нерезонансная мода в случае, когда одна из волн, образующихся при распаде, не существует в среде в отсутствие накачки. Примером типичной нерезонансяон П. н- является модуляционная неустойчивость. Другим примером может служить ситуация, когда одна из волн, [c.537]

Наим, шумами обладают квантовые усилители, у к-рых в условиях глубокого охлаждения жидким гелием уровень тепловых шумов становится соизмеримым с шумами спонтанного излучения активного вещества в диапазоне частот 0,520 ГГц Т 5- 6 К при охлаждении до 4,2 К. Обычно применяемые трёхуровневые мазеры строятся как регенеративные У. э, к., реже как усилители бегущей волны. Наличие громоздких и дорогостоящих криогенной охлаждающей и магн. систем ограничивает область применения квантовых усилителей уникальными приёмными устройствами радиоастрономии и сверхдальней космич. связи. С мазерами сравнимы по шумовым свойствам полупроводниковые параметрич. усилители (ППУ) при глубоком охлаждении (до 20 К и ниже), однако необходимость системы охлаждения заставляет использовать их в осн. в наземных радиосистемах, где требуются высокочувствит. радиоприёмные устройства, а габариты, масса и потребляемая мощность менее существенны. ППУ, в к-рых в качестве изменяемого энергоёмкого параметра служит нелинейная ёмкость полупроводникового диода — варикапа, работают в диапазоне частот 0,3- -35 ГГц, имеют относит, полосы пропускания от долей до неск. %, АГ,о= 17-нЗО дБ на каскад, широкий динамич. диапазон. В качестве источников накачки применяются генераторы на транзисторах СВЧ без умножения и с умножением частоты, на Ihmia диодах и на лавинно-пролётных диодах. Неохлаждаемые ППУ превосходят по шумовым параметрам неохлаждаемые У. э. к. на транзисторах СВЧ, но значительно уступают последним по сложности, технологическим и массогабаритным показателям, в связи с чем вытесняются ими, прежде всего из бортовой аппаратуры. [c.242]

Определённым недостатком ГДЛ является низкий (< 1 %) кпд, связанный с неселективностью тепловой накачки. Оценить мощность ГДЛ можно из следующих соображений. Учитывая, что рабочая сместь ГДЛ на 98—99% состоит из СО2 и азота, при темп-ре нагревателя Го на единицу массы газа приходится энергия колебаний молекул азота и антисимметричной моды СО2 [c.445]

Под фотонами в резонаторе подразумеваются, естественно, лишь те из них, которые принадлежат той или иной рассматриваемо " моде, а вовсе ие тепловые фотоны или фогоиы накачки. — Прим. перев. [c.185]

Лазеры на HF могут работать как в импульсном, так и в непрерывном режиме. В импульсных лазерах атомарный фтор создается за счет столкновений между донорами фтора и электронами, образующимися либо за счет электрического разряда, либо с помощью дополнительного генератора электронного пучка. В промышленных приборах в качестве донора фтора применяется молекула SFe и используется электрический разряд. Схема накачки аналогична схеме TEA СОг-лазера (рис. 6.21) при этом для создания более однородного разряда используется также УФ-предыонизация. Однако выходная энергия такого устройства значительно ниже, чем поступающая в лазер энергия электрической накачки. Отсюда следует, что в данном лазере лишь часть выходной энергии берется из энергии химической реакции. Однако заметим, что при использовании молекулярного фтора вместо SFe возникает цепная реакция и выходная энергия лазера может существенно превосходить энергию электрического разряда. В этом случае лазер с большим основанием можно считать химическим. В непрерывных лазерах и при высоких мощностях (как, например, в системах, применяемых в военных целях) используется молекулярный фтор. Фтор подвергается тепловой диссоциации в плазмотронном нагревателе и затем истекает через сверхзвуковые сопла (до чисел Маха около 4). Затем в поток подмешивается молекулярный водород, чтобы вступить в цепную реакцию, описываемую уравнениями [c.400]

Наблюдение сжатых состояний в волоконных световодах затрудняется наличием конкурирующих процессов, таких, как спонтанное или вынужденное МБ-рассеяние. Сжатые состояния наблюдаются, только если уровень шумов этих процессов не превышает величины, на которую уровень шумов понижается при четырехфотонном смешении. Несмотря на указанные затруднения, в эксперименте [39] наблюдалось уменьшение уровня шумов на 12,5% ниже квантового предела при распространении накачки на длине волны 647 нм в световоде длиной 114 м. Для подавления ВРМБ накачка модулировалась с частотой 748 МГц, что намного больше ширины полосы ВРМБ-уси-ления. Для подавления теплового МБ-рассеяния на направляемых акустических волнах световод приходилось охлаждать в жидком гелии, однако такое рассеяние все же ограничивало характеристики системы. На рис. 10.12 показан спектр шумов, наблюдавшийся, когда фаза локального осциллятора соответствовала минимуму шума. Большие пики обусловлены МБ-рассеянием на радиальных акустических модах. Сжатые состояния генерируются в областях частот, отстоящих на 45 и 55 МГц от частоты накачки. В другом эксперименте [40] по тому же световоду распространялось излучение накачки с длинами волн 647 и 676 нм. При помощи двухчастотной гомодинной схемы было зарегистрировано уменьшение шума на 20% ниже квантового предела. Такое явление называют четырехмодовой [c.307]

Уже в первые годы после открытия лазера такие замечательные свойства его излучения, как исключительно высокие когерентность, направленность и интенсивность излучения, получение значительных плотностей энергии как в непрерывном, так и импульсном режимах, привлекли внимание не только научных работников, занимающихся разработкой и исследованием лазеров, но и инженерно-технического персонала с точки зрения широкого применения лазеров для практических целей в науке и lex нике. Это явилось одной из причин того, что с начала своего возникновения лазерная техника развивалась исключительно высокими темпами. За несколько лет своего существования она достигла весьма высокого уровня развития. С момента создания первого генератора электромагнитных волн основанного на использовании вынужденного излучения активных молекул, предложенного Н. Г. Басовым и А. М. Прохоровым, открылась возможность создания подобных генераторов в широком диапазоне длин волн, включающих в себя всю видимую часть спектра. Впоследствии усилиями ученых различных стран мира было создано весьма большое число различных типов лазеров, работа" ющих в диапазоне от рентгеновской части спектра до длин волн принадлежащих СВЧ диапазону, т. е, включающих всю инфракрасную часть спектра. В настоящее время существует большое число различных типов лазеров, в качестве рабочих тел в которых используются вещества, находящиеся во всех видах агрегатного состояния (твердом, жидком и газообразном). В различных типах лазеров при этом применяются и различные методы накачки оптическая, электрическая, химическая, тепловая и др. Различаются лазеры и по режиму работы, помимо обычных (непрерывного и импульсного) режимов лазеры работают также и в специфических режимах (гигантских импульсов и синхронизации мод). [c.3]

Рн (Ра пропорциональна Рн). Эта зависимость подтверждается многочисленными экспериментальными исследованиями [37, 40. Соотношение вкладов в оптическую силу тепловой линзы, изменения коэффициента преломления и выпучивания торцов элемента, как видно из (1.30), не зависит от накачки и определяется только длиной элемента /а. Как правило, U составляет 5—10 см. Используя характеристики кристалла, приведенные в табл. 1.1, легко найти указанное выше соотношение. Оно составляет (9,86/а)/12,74, или (49—98)/12,74, т. е. основной вклад в тепловую линзу кристалла АИГ-Isfd дает темпе ратурное изменение коэффициента преломления. [c.43]

Нарвду с астигматизмом тепловая линза имеет аберрации, свойственные толстым линэам. В кристаллах АИГ-Nd это проявляется в том, что оптические силы центральной (приосевой) области и периферии отличаются друг от друга [40]. Степень отличия зависит от свойств осветителя и от ориентации области внутри ооветителя. Как показано в работе [40], для осветителей эллиптического типа оптическая сила центра в среднем примерно в 1,8 раза больше, чем периферии. В плоскости кристалла, параллельной малой оси эллипса, аберрации слабее, что связано с неравномерностью распределения накачки по сечению [c.43]

Излучение лазера с уровнем шумов, близким к квантовому, удается достичь только с помощью специальных мер [64, 65]. При этом уровень технических шумов снижается настолько, что в полосе частот около резонансиого релаксационного пика Qo и выше квантовые шумы становятся основными, а технические побочными. В области частот ниже Qo технические шумы по-прежнему остаются превалирующими. Поскольку эти меры и соответствующие технические устройства (сапфировые тепловые муфты на активном элементе, прецизионные по стабильности и с обратной связью источники накачки, специальные фундаменты, для конструкции лазера и т. п.) [64, 65] весьма сложны, то обычно их не применяют и основными в излучении лазера оказываются технические шумы. [c.89]

Важным фактором механических возмущений может быть /поток жидкости, протекающий внутри осветителя вокруг активного элемента и лампы на1качки. Из-за относительного малого К ПД лазеров на гранате с неодимом практически вся электрическая мощность накач ки выделяется внутри осветителя в виде тепловой энергии, которая может составлять от сотен ватт до нескольких киловатт. Поэтому для поддержания нормальной температуры активного элемента, поверхности лампы накачки и осветителя приходится прокачивать охлаждающую жидкость (обычно дистиллированную воду) через осветитель с достаточно большой скоростью (от единиц до нескольких десятков литров в минуту). При таких скоростях Прокачки трудно обеспечить строгую ламинарность потока жидкости и внутри осветителя неизбежно возникают турбулентные завихрения, тем более профиль каналов для жидкости обычно по длине неоднороден. Возникающие турбулентные завихрения вызывают механичеакне вибрации как активного элемента, так и всей конструкции излучателя. [c.90]

Смотреть страницы где упоминается термин Накачка тепловая : [c.47] [c.322] [c.183] [c.105] [c.266] [c.277] [c.411] [c.402] [c.563] [c.403] [c.443] [c.445] [c.146] [c.336] [c.340] [c.381] [c.393] [c.130] [c.177] [c.80] [c.125] [c.13] [c.39]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...