ОГС-лазеров от температуры

Во время мощных вспышек, а тем более во время непрерывной работы лазера, стержень активного вещества сильно нагревается и его приходится охлаждать. Для этого стержень заключают в кожух, через который циркулирует охлаждающая среда. Рубиновый лазер обычно охлаждается жидким азотом, температура которого равна —196 С. [c.295]

Физическая основа образования лазерной искры — возникновение в фокальном пятне вследствие нагрева газа термической плазмы, температура которой может достигать 10 К. Неравномерность распределения по объему плазмы электрически заряженных частиц приводит к резкой неравномерности распределения электрического потенциала в этом объеме и, как следствие, — электрическому пробою. Пробой имеет характер миниатюрного взрыва и сопровождается яркой вспышкой. Поскольку на образование лазерной искры расходуется большое количество энергии излучения лазера и в ряде случаев ее образование нарушает ход технологического процесса с применением лазерного излучения (например, сварки), этого явления стараются избегать. [c.126]

Наиболее широко применяется сварка металлов плавлением, использующая энергию дугового разряда в различных условиях, а также энергию электронного луча (ЭЛС) и лазера (ЛС). При сварке плавлением металл нагревается до высоких температур (>10 К), его химическая активность резко возрастает, и он вступает во взаимодействие с окружающей средой. В результате окисления свойства металла шва ухудшаются, а сварные конструкции снижают свою работоспособность. Борьба с окислением металла и загрязнением его другими химическими соединениями — задача металлургии сварки. [c.250]

Химики из Северо-Западного университета (США) предлагают другую последовательность образования фуллеренов [110]. Испаряя лазером графит и определяя состав образовавшихся углеродных фрагментов, они пришли к вьшоду, что отдельные кластеры (двойные циклы из десяти атомов углерода - двух соединенных бензольных колец ) сливаются друг с другом в более крупные, причем при повышении температуры они переходят в форму одиночной замкнутой петли. Когда число атомов углерода в этом кольце достигает сорока, оно может образовывать шар (рис. 5.6). [c.215]

Рис. 29.10. Интерференционный спектр тонкой структуры линии рассеяния в бензоле при комнатной температуре, возбужденный линией 632,8 нм излучения гелий-неонового газа лазера.

Значительная часть лучистой энергии (более 50 %), поглощенной рубиновым стержнем, тратится на его нагревание. При температурах, превышающих примерно 1000 К, рубиновый лазер перестает генерировать. Поэто- [c.286]

Заселение уровня 4 осуществляется в результате следующих двух процессов столкновений молекул СО2 с электронами и резонансной передачи энергии от молекул азота к молекулам углекислого газа. Добавление гелия в рабочую смесь лазера СО2 приводит к увеличению разности заселенностей рабочих уровней, так как гелий эффективно обедняет нижние уровни 2 и 3. Добавление гелия приводит также к снижению температуры смеси, что уменьшает скорость безызлучательной релаксации уровня 4 и увеличивает выходную мощность лазера. Следует отметить, что СОг-лазер является самым мощным ). Его выходная мощность может достигать 1 МВт в непрерывном режиме. [c.291]

Среди молекулярных лазеров значительное место занимают газодинамические лазеры. Для генерации излучения в газодинамическом лазере предварительно нагретый газ очень быстро охлаждают путем приведения его в движение вплоть до сверхзвуковых скоростей. Принципиальная схема газодинамического лазера приведена на рис. 35.18. Вначале рабочий газ в нагревателе 1 нагревают до высокой температуры, затем он поступает в сопло 2, где ускоряется и охлаждается. При этом из-за различных скоростей дезактивации молекул с разным запасом энергии в газе может образоваться инверсия заселенностей уровней энергии, когда концентрация более возбужденных молекул превышает концентрацию менее возбужденных. Далее этот газ попадает в резонатор 3, состоящий из двух зеркал, параллельных потоку. В резонаторе часть энергии, связанная с инверсией заселенностей уровней, превращается в направленное когерентное излучение, которое выходит через] полупрозрачное зеркало 4, образуя лазерный луч 5. [c.292]

При отрицательной температуре большинство сопротивлений отрицательно, поэтому системы при такой температуре являются усилителями электромагнитная волна, прошедшая через систему с отрицательной температурой, не поглощается, а усиливается. Это наблюдается у обычных систем с условной отрицательной температурой, что используется в таких усилительных установках, как мазеры и лазеры. [c.123]

В жидких лазерных материалах может быть достигнута концентрация активных ионов того же порядка, что и в лазерных стеклах. Это позволяет получить большие энергии и мощности излучения с единицы объема активного вещества. В то же время сильная зависимость показателя преломления от температуры обусловливает значительные оптические неоднородности, возникающие при накачке активной среды, что приводит к ухудшению генерационных характеристик лазеров и увеличению расходимости лазерного пучка. Применение прокачки активной жидкости через лазерную кювету позволяет реализовать как периодический, так и непрерывный режим работы лазера. [c.948]

Все представленные в табл. 34.8 непрерывные лазеры, за исключением четырех отмеченных (300 К), работают при температуре жидкого азота. Импульсные лазеры работают при Г = 20 °С. [c.957]

Из всех рассмотренных выше режимов теплообмена практически наиболее важным является пузырьковое кипение. Будучи во многих случаях неотъемлемой частью различных технологий, пузырьковое кипение вместе с тем часто оказывается вне конкуренции как способ охлаждения твердых поверхностей, подверженных высокоинтенсивным тепловым воздействиям (элементы конструкций установок термоядерного синтеза, мощные лазеры, физические мишени и т.д.). Очень сильная зависимость плотности теплового потока от перегрева стенки позволяет отводить потоки энергии огромной плотности при относительно небольших температурных напорах (АТ = - Т )- Ограничением здесь выступает кризис пузырькового кипения, который в свою очередь может быть отодвинут в область весьма высоких плотностей тепловых потоков путем повышения скорости вынужденного движения и недогрева жидкости до температуры насыщения (см. 8.4). [c.347]

Так как аморфные пленки нагревают лишь до температур меньше 100 °С, они обладают высокой чувствительностью при записи. Это позволяет применять для записи полупроводниковый лазер и полимерную подложку. Низкая мощность лазерного излучения обеспечивает повышенное число циклов перезаписи. Кроме того, эти пленки высоко термостабильны и слабо подвержены коррозии. Недостаток пленок — значительная зависимость температуры Кюри от их состава, вследствие чего к ним предъявляют повышенные требования по однородности. [c.32]

Некоторые устройства, которые предназначены для исследования объектов с целью обнаружения возможных дефектов при помощи сканирующего пучка излучения оптического диапазона, основаны на поглощении материалами объекта излучения ИК-диапазона оптического спектра. Лучистый поток от источника ИК-излуче-ний, например СОг-лазера, зеркальной сканирующей системой направляется на исследуемый объект. Зеркальная система содержит два зеркала, сканирующих в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Часть излучения, падающего на объект, поглощается и соответствующим образом увеличивает его температуру. При увеличении температуры объект излучает энергию в соответствии с законом Стефана— Больцмана. Если поверхность образца -не имеет дефектов, то все его участки за один промежуток времени излучают одинаковое количество энергии. При наличии дефекта различные уча- стки объекта излучают различное количество энергии. Для контроля и измерения излучательной способности [c.94]

Таким образом, для определения поглощательной способности и степени черноты среды необходимо располагать данными по спектрам поглощения и излучения, а также по коэффициентам поглощения для отдельных длин волн. Коэффициент поглощения среды в общем случае зависит от физической природы среды, длины волны, температуры и давления (для газов). Вследствие этого коэффициенты поглощения оказываются различными не только для отдельных полос спектра, но и существенно изменяются в пределах одной и той же полосы. В. А. Фабрикант применил закон Бугера к средам, усиливающим излучение. Эти среды применяются в лазерах. [c.422]

Отметим, что температурные деформации, входящие в равенства (66) и (67), не должны удовлетворять уравнениям совместимости деформаций, так как распределение температуры, вызываемой в теле практически мгновенно в результате воздействия луча лазера, может быть разрывным. [c.186]

Для трехмерных задач применяется и другой метод, а именно метод рассеянного света . Этот метод является неразрушающим, и в нем не требуется замораживание напряжений. Опыты можно проводить при комнатной температуре, при которой свойства материала моделей, такие, как коэффициент Пуассона, близки к свойствам моделируемых материалов. Когда интенсивный монохроматический поляризованный пучок, испускаемый, например, лазером, попадает в прозрачную напряженную среду, возникает картина полос в рассеянном свете в направлении, перпендикулярном первоначальному лучу. [c.499]

Одновременно с указанным направлением ведутся исследования в области создания установок, в которых термоядерный процесс организуется с помощью импульсных систем. Источниками энергии в этом случае могут быть лазеры, релятивистские электронные пучки или кумуляция, дающая возможность получения сверхсильных магнитных полей и давлений. С помощью лазеров осуществляется быстрый нагрев небольших мишеней до термоядерной температуры. [c.194]

Эффективность процесса обработки излучением СОг-лазера зависит от поглощательной способности материала на длине волны К = 10,6 мкм. Как было показано выше (см. с. 8), большинство чистых металлов обладают очень низкой поглощательной способностью при комнатной температуре и при малых потоках излучения. [c.88]

Обработка световым и электронным лучами. В основе обработки световым лучом является использование непрерывного или импульсного луча, излучаемого оптическим квантовым генератором (лазером). Луч отличается высокой плотностью энергии. Будучи направленным на обрабатываемую поверхность, он вызывает плавление и испарение вещества с образованием в детали сквозного или глухого отверстия, паза или выточки, в зависимости от того, является ли заготовка неподвижной или Совершает вращение или иное движение. Этот процесс может быть использован для сварки, если материал нагревается выше температуры плавления, но ниже температуры испарения. Так как температура в точке приложения луча в большинстве случаев превышает 5000—8000° С, то, следовательно, лучом лазера можно обрабатывать любые материалы. Применение процесса оправдано только в тех случаях, когда обработка другими методами совсем невозможна или сопряжена с затратой значительного времени. [c.144]

Метод термометрии на основе комбинационного (рамановского) рассеяния света (КРС), то есть неупругого столкновения фотонов с молекулами вещества и соответствующего смещения спеклра рассеянного излучения относительно частоты излучения лазера. Температура (вращательная или колебательная) каждой двухатомной или многоатомной фракции в газовой смеси определяется по интенсивности каждой компоненты рассеянного света. Рабочий диапазон температур, измеряемой с помощью КРС от 100 К (вращательные спектры КРС) до 6000 К и более (колебательные спектры КРС). Однако интенсивность спектра КРС очень низка, чго требует применения мощных лазеров. [c.94]

Низкотемпературная плазма (температура IOOOK) находит применение в газоразрядных источниках спета и в газовых лазерах, в термоэлектронных преобразователях тепловой энергии в электрическую и Б магиитогидродннамических (МГД) генераторах. [c.290]

Наиболее эффективно применять лазеры для сварки конструкций в труднодоступных местах, при соединении легкодеформи-руемых деталей, в условиях интенсивного теплоотвода (например, для материалов с высокой теплопроводностью, при низких температурах и т. д.), а также в тех случаях, когда надо обеспечить минимальную зону термического влияния. [c.297]

В работах [52, 33] предложен новый метод измерения отношения излучательных способностей in situ. Здесь для измерения отношения поглощательных способностей материалов при двух длинах волн, используемых в пирометре отношения, применен лазер. Это делается с использованием спектрального пирометра, работающего на третьей длине волны, для измерения возрастания температуры образца при освещении лазером поочередно [c.387]

Осуществляется концентр11рованным световым лучом, создаваемым лазером 1 (рубиновый кристалл, неодимовое стекло). Температура оси луча до ЮООО С пятно нагрева от нескольких микрон до нескольких сотых миллиметра. [c.166]

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]

Однако утверждение о высокой монохроматичности лазерногх) излучения нуждается в уточнении. Ниже будет показано (см. 1.6, 5.7), что в силу ряда причин линия любого излучателя будет уширена. Для газовых лазеров He—Ne, Аг" и др. это уширение обусловлено хаотическим тепловым движением атомов (эффект Доплера) и будет определяться длиной излучаемой волны, температурой газа и массой его атомов (см. 7.3). Но ггри исследовании излучения такого лазера (гриборами вьк окого разрешения (см. 5.7) можно показать, что вся излучаемая энергия сосредоточена в нескольких аномально узких линиях внутри контура усиления — продольных модах, соответствующих определенным типам колебаний (рис. 1.10,а). Физическая причина [c.35]

Вт при а = 0,5 мм, 1 = 10 см. Таким образом, для опытов по самофокусировке требуются сравнительно высокие мощности пучков, которые, однако, вполне доступны при использовании лазеров. Средняя освещенность в рассмотренном числовом примере составляет Р1псР = 10 Вт/см . С помощью закона Стефана—Больцмана легко подсчитать, что для достижения такой же освещенности при использовании излучения абсолютно черного тела необходима температура Т — 2,7 - № К, где Q — телесный угол пучка. Из произведенного сопоставления понятно, почему явление самофокусировки было открыто лишь после создания мощных лазеров (Н. Ф. Пилипецкий, А. Р. Рустамов, 1965 г. теоретическое предсказание Г. А. Аскарьян, 1962 г.). [c.823]

Оксиды редкоземельных элементов. Эти материалы имеют общую формулу БПзОз, обладают высокой температурой плавления (выше 2500 К). В зависимости от положения в ряду редкоземельных элементов их кристаллические решетки относятся к различным структурным типам. Гексагональный структурный тип А характерен для редкоземельных элементов начала ряда (с меньшими порядковыми номерами), кубический тип С — для элементов от тербия до лютеция, а низкосимметричный тип В — для середины ряда. Различие структурных типов редкоземельных элементов необходимо принимать во внимание при оценке изоморфизма легирующих ионов. Одновременно необходимо отметить наличие высокотемпературных полиморфных переходов у всех редкоземельных оксидов, за исключением оксида лютеция, затрудняющих получение качественных монокристаллов. В настоящее время для лазеров применяют монокристаллы оксидов иттрия, эрбия, гадолиния и тулия, выращивае- [c.75]

Арсенид галлия среди соединений А " В занимает особое положение. Большая ширина запрещенной зоны (1,4 эВ), высокая подвижность электронов [0,85 м /(В-с)] позволяют создавать на его основе приборы, работающие при высоких температурах и высоких частотах. Первым полупроводником являлся GaAs, на котором в 1962 г. был создан инжекционный лазер. Он используется для изготовления светодиодов, туннельных диодов, диодов Ганна, транзисторов, солнечных батарей и других приборов. Для изготовления детекторов в инфракрасной области спектра, датчиков Холла, термоэлектрических генераторов, тензометров применяется анти-монид индия, имеющий очень малую ширину запрещенной зоны [c.291]

Из табл. 8.4 видно, что эти соединения являются узкозонными полупроводниками. Халькогениды свинца используют для изготовления фоторезисторов в инфракрасной технике, инфракрасных лазеров, тензометров и термогенераторов, работающих в интервале температур от комнатной до 600 С. [c.293]

Термоакустический эффект основан на возбуждении акустических волн изменяющимися во времени термомеханическими напряжениями в результате неравномерного нестационарного распределения температур. Тело можно нагревать бесконтактно (индукционный нагрев) и даже дистанционно (нагрев лучом лазера). [c.223]

Было предпринято несколько попыток преодолеть эти трудности. Эдельман [24] предложил метод изготовления фотоупру-гих моделей, свободных от усадки. Дженкинс [41], Пи и Сатлиф [52], а также автор пытались применить методы рассеянного света, которые являются неразрушающими и позволяют проводить испытания при комнатной температуре, при которой коэффициент Пуассона матрицы таков же, как у моделируемого композита. На рис. 33 показано исследование простой модели в полярископе рассеянного света с лазерным источником модель состояла из заделанного в эпоксидную матрицу стеклянного стержня и подвергалась сжатию. На рис. 34 представлена картина полос в рассеянном свете, получающаяся в том случае, когда луч лазера направлен вдоль границы раздела параллельно оси волокна. [c.540]

Настоящая книга написана в полном соответствии с программой курса, утвержденной Минвузом СССР 05.09.74 г., и представляет собой краткое введение в теорию широкого круга явлений, с которыми приходится непосредственно иметь дело конструктору и технологу радиоэлектронной и электронно-вычислительной аппаратуры. Цель книги — помочь читателю понять физическую природу механических, тепловых, магнитных и электрических свойств твердых тел, контактных и - поверхностных явлений в полупроводниках, наиболее широко используемых в современной радиоэлектронике. В книге освещены также термоэлектрические, гальваномагнитные, оптические и фотоэлектрические явления в полупроводниках и механизмы переноса зарядов в тонких пленках. На этих явлениях основана работа широкого класса электронных приборов датчиков температуры, индукции магнитного поля, фотоэлектрических приборов, лазеров, тонкопленочных элементов и т. п. [c.3]

Существуют и другие применения сверхпроводимости, с которыми читатель может познакомиться в специальной литературе. Однако область применения низких температур в радиоэлектронике не исчерпывается-только-использованием явления сверхпроводимости. Более или менее глубокого-охлаждения требуют парамагнитные усилители, некоторые типы твердотельных и полупроводниковых лазеров (см. 12.5), полупроводниковые фотоприемники для ИК области спектра (см. 12.2) и ряд других приборов, которые-будут рассмотрены в последующих главах. Снижение рабочей температуры обычных элементов радиоустройств позволяет, как правило, резко снизить, шумы в них и, следовательно, увеличить обнаружительную способность приемных устройств. [c.208]

Существенным недостатком полупроводниковых лазеров является сильная зависимость их параметров от температуры. С повышением температуры, происходящим из-за разогрева диода значительным прямым током, изменяется ширина запрещенной зоны, что приводит к изменению спектрального состава излучения и смещению его максимума в сторону длинных волн.Но главное состоит в том, что с увеличением температуры резко растет пороговый ток /пор. так кяк при неизменном токе инжекции и, следовательно, при неизменной концентрации инжектированных носителей вблизи р — ft-перехода их распределение rio энергиям становится более размытым—увеличивается интервал энергий, по порядку равный йТ, в пределах которого распределяются свободные носители заряда в энергетических зонах. Так как коэффициент усиления света зависит от степени заполнения электронами и дырками состояний соответственно в зоне проводимости и в валентной зоне, то при том же уровне нн-жекции коэффициенты усиления падают с ростом температуры. Это означает, что для достижения порогового значения коэффициента усиления при повышенных температурах требуется больший пороговый ток /пор- Поэтому проблема отвода тепла or р — ft—перехода для полупроводниковых лазеров имеет первостепенное значение. [c.343]

Одновременно с этим направлением ведутся исследования в области создания установок, в которых термоядерный процесс организуется с помош ью импульсных систем. Источниками энергии в этом случав могут быть, например, известные лазеры или электронные пучки, которые также дают возможность получать сверхсильные магнитные поля. С помощью энергии лазеров осуществляется быстрый нагрев небольпшх мишеней до термоядерной температуры. Достижения советских ученых высоко оценены во всех странах мира. По образцу Токамака и с тем же названием создаются установки в США, Японии и других странах. Советские ученые предусматривают дальнейшее расширение и углубление научно-исследовательских и проектнонкон-структорских работ. [c.177]

Сейчас в лабораториях работают лазеры нового поколения, намного более мощные и совершенные. У советского лазера Дельфин будет 212 лучей, каждый из которых более чем в 100 раз превосходит по мощиостги луч Кальмара . Уже в самом начале опытов на первой очереди Дельфина температура в центре мишени достигла 100 миллионов градусов, а нейтронов выделялось в десять тысяч раз больше, чем при работе Кальмара . [c.219]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...