Столкновительные лазеры

Некоторые проблемы, возникающие при непрерывной генерации столкновительные лазеры. Выше отмечалось. [c.15]

Релаксация уровня (010) — наиболее узкое место . Основной механизм релаксации этого уровня — газокинетический механизм передачи энергии молекулам НаО или атомам Не (см. переход, обозначенный на рис. 1.34 буквой ). Таким образом, неупругие столкновения молекул СОа (010) со специально вводимыми в газовую смесь добавками играют важную роль в создании инверсии. Напомним в связи с этим, что СОа-лазеры относят к столкновительным лазерам. [c.56]

Осн. процессы, определяющие населённости лазерных уровней молекул Oj, показаны на рис. 3. Уровень 00 откосится к блоку уровней антисимметричной моды, уровни 10 0 и 02%—к блоку уровней смешанных мод. Лазер работает следующим образом. Источник накачки возбуждает с частотой Ро4 колебания молекул— накопителей энергии, в качестве к-рых чаще всего используют молекулы азота. Столкновительная [c.442]

В качестве иллюстрации на рис. 4.2 приведены относительные затраты энергии электронов на упругие столкновения (У), возбуждение верхнего лазерного уровня (В) и электронных состояний (Э), а также ионизацию (И) типичной для СОг-лазера смеси. Как видно из рисунка, доля выделяемой в разряде электрической энергии, затрачиваемая на возбуждение верхнего лазерного уровня и характеризуемая колебательным КПД разряда Пк, для смесей СО2—Nz — Не может превышать 80%. Вторым важным для работы С,02-лазера обстоятельством является близкое, почти совпадающее положение уровней 00° 1 СО2 и и = 1 молекулы N2. В результате этого имеет место эффективный обмен возбуждением между этими уровнями и молекулы азота в состоянии с и = 1 могут принимать активное участие в накачке верхнего лазерного уровня. Помимо этого, колебательные уровни азота более эффективно заселяются электронным ударом и имеют очень большое время столкновительной релаксации. Наиболее эффективно азот расселяется при столкновении с молекулами Н2О и со стенками. Поэтому при малом содержании воды в смеси и больших размерах газоразрядной камеры азот может играть роль накопителя колебательного возбуждения с большим временем жизни. При наличии азота в смеси время релаксации запасенной верхним лазерным уровнем энергии т, увеличивается и становится равным [c.119]

На работу СОг-лазеров непрерывного действия суш,ественное влияние оказывает температура газа. Нагрев газа обусловлен как процессами накачки лазерной смеси, так и генерации. Из-за прямого нагрева лазерной смеси электронами и ионами плазмы разряда и столкновительной релаксации верхнего лазерного уровня в установившемся состоянии возрастание температуры лазерной смеси практически пропорционально мош,ности энерговыделения в разряде. [c.47]

При выводе (6.43) предполагается отсутствие каких-либо изменений скорости при столкновениях. Учет изменения скорости при столкновениях приводит к сужению линии и возрастанию ее интенсивности в центре, причем при определенных условиях ширина линии может оказаться меньше доплеровской. Впервые эффект столкновительного сужения доплеровского контура линии был предсказан Дике [66] и наблюдался в эксперименте для линейного поглощения в парах Н2О [68] и в С-ветви комбинационного рассеяния в водороде [80]. В работе [52] выполнены оценки влияния эффекта Дике на молекулярное поглощение в атмосфере при распространении излучения СОг-лазера по наклонным трассам. Если для излучения А.= 10,6 мкм пренебречь сужением из-за столкновений, то на трассах длиной около 10 км при зенитном угле 85° появляется 20 7о-ная ошибка в прогнозировании ослабления излучения в атмосфере. [c.192]

Примерами столкновительных лазеров служат молекулярные и электроионизационные лазеры, генерирующие на колебательных переходах молекулы СО2. Отмеченные в схеме на рис. 1.3 случаи, когда релаксация нижнего уровня за счет неупругих столкновений играет особо важную роль в создании инверсии, относятся именно к столкновительным лазерам. [c.18]

Обычно для создания Ф, п. используются пары металлов первой и второй групп (Li, Na, Rb, s, Ва, Mg, Sr), поскольку излучение, соответствующее резонансным переходам атомов этих металлов, легко получается с помощью совр. перестраиваемых жидкостных лазеров. Обычно при создании и исследовании Ф. п. давление паров металла изменяется в диапазоне 0,1 —10 тор, давление буферного газа, в качестве к-рого используются инертные газы, составляет десятки тор. Интенсивность лазерного излучения, К рое фокусируется в пятно размером 0,1 см, составляет 10 —10 Вт/см . что сушественно превышает параметр насыщения для резонансного перехода. При этом заселённости осн. и резонансно возбуждённого состояний практически равны друг другу (с точностью до статистнч. весов состояний). При воздействии излучения указанной интенсивности на пары металла уже в течение 10 -10 с образуется Ф. п. со степенью ионизации, близкой к единице. Формирование Ф. п. происходит в результате сложной последовательности столкновительных процессов с участием возбуждённых атомов, гл. роль играют ассоциативная ионизация и ступенчатая ионизация атомов электронным ударом. [c.358]

Сравнение этой величины с соответствующими значениями, вычисленными для столкновительного [см. (2.66)] и естественного уширений, показывает, что в рассматриваемом примере доп-леровское уширение значительно больше естественного, которое в свою очередь существенно больше столкновительного. Это соотношение, впрочем, не всегда справедливо, поскольку при достаточно высоких давлениях газа столкновительное уширение преобладает над доплеровским (например, в СОг-лазере при атмосферном давлении см. гл. 6). [c.52]

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]

Первое из них связано с учетом достаточно тонких и пока еще недостаточно изученных в количественном плане эффектов трансформации контуров отдельных и перекрывающихся спектральных линий давлением воздуха (сдвиг, интерференция перекрывающихся линий, специфика уширения при переходе от столкновительного к доплеровскому контуру). Второе направление связано с накоплением и статистической обработкой информации о временных флуктуациях метеопараметров и концентраций поглощающих газов по вертикальной и наклонным трассам, а также с уточнением профилей концентраций малых газовых примесей ц короткоживущих компонентов молекулярной атмосферы (например, продукты химических реакций в озонном слое). Успешное решение этого вопроса требует накопления данных лидарных измерений газового состава атмосферы и расширения арсенала спектроскопических методов атмосферной оптики, использующих лазеры с управляемыми спектральными характеристиками. И, наконец, новым, практически не затронутым в научной литературе вопросом является вопрос разработки оптических моделей нелинейно поглощающей атмосферы. Его возникновение связано с увеличением энергии и мощности современных лазеров, применяющихся для исследований атмосферы, до уровней появления нелинейных спектроскопических эффектов. [c.214]

Были исследованы также каналы столкновительного обмена энергией в системе нижних колебательно-возбужденных состояний молекул СО2, выяснена важная роль дипольно-активных обертонов деформационной моды этой молекулы в дезактивации энергии возбуждения нижних лазерных уровней. Таким образом, техника двухквантового возбуждения комбинационно-активных переходов расширяет возможности экспериментальной диагностики активных сред газовых лазеров, процессов столкновительного V — 1>-обмена в молекулах газа. [c.260]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...