Принцип работы лазера

Из приведенного выше описания принципа работы лазеров видно, что оптические квантовые генераторы основаны на трех фундаментальных идеях, родившихся в различных областях физики. Первая идея сформулирована Эйнштейном, который постулировал возможность процесса вынужденного испускания в рам- [c.783]

На явлении индуцированного излучения электромагнитных волн возбужденными квантовыми системами основана работа оптических квантовых генераторов (лазеров). Принцип работы лазера можно понять, рассматривая квантовые переходы между двумя энергетическими уровнями 2 и Е (E2>Ei). [c.316]

Принцип работы лазера в режиме модуляции добротности состоит в следующем. Допустим, что внутрь оптического резонатора помещен затвор. Если затвор закрыт, то генерация не возникает и, следовательно, инверсия населенности может достигнуть очень высокого значения. При достаточной мощности накачки на метастабиль-ном уровне можно накопить почти все частицы активного вещества. Однако условие генерации выполняться не будет, так как потери резонатора слишком велики. Если быстро открыть затвор, то усиление в лазере будет существенно превышать потери и накопленная энергия выделится в виде короткого интенсивного импульса света. Поскольку в данном случае добротность резонатора изменяется от низких до высоких значений, то такой режим называется режимом модуляции добротности резонатора. При быстром открывании затвора (за время, которое короче времени развития лазерного импульса) выходное излучение состоит из одного гигантского импульса. При медленном же открывании затвора может генерироваться много импульсов. [c.283]

Данное третье издание является существенно обновленной версией предыдущего и предпринято в связи с многочисленными и значительными успехами, достигнутыми в области лазеров со времени выхода в свет второго издания в 1982 г. > Тем не менее основная идея книги, состоящая в том, чтобы дать всеобъемлющее и единое описание процессов в лазерах на простейшем уровне, который еще согласуется с правильной физической картиной, осталась без изменения. Сохранена также и общая организация книги, которая, таким образом, предназначена в равной степени для аудиторных и самостоятельных занятий студентов инженерных, физических и химических специальностей, заинтересованных в понимании принципов работы лазеров. [c.8]

Принцип работы лазера 13 [c.13]

Принцип работы лазера [c.13]

Принципы работы большинства газовых лазеров изучены достаточно глубоко. Основной проблемой сегодня является переход от изучения принципа работы лазера к созданию лазера как прибора, способного решать необходимые прикладные задачи. И эта проблема является не менее сложной, чем изучение и исследование принципов работы лазера. Для ее успешного решения необходимо использовать и классический опыт работы оптического и оптико-электронного приборостроения и самые прогрессивные методы разработки и конструирования современных приборов, основанные на применении и использовании ЭВМ в этих процессах. [c.60]

Принцип работы лазера. Инверсная населенность. Рассматриваемый нами лазер на гранате с неодимом работает по так называемой четырехуровневой схеме [3, 8, 18—21]. Ионы неодима, расположенные внутри кристалла граната, имеют систему энергетических уровней, схематически изображенную на рис. В. 1. Первый уровень, называемый основным, соответствует минимально возможному значению энергии, которую могут иметь ионы. Число ионов, имеющих минимальную энергию (находящихся на основном уровне), составляет большинство. Число ионов, находящихся на более высоких уровнях энергии, заметно меньше и оно подчиняется равновесному распределению Больцмана [8, 18—21] [c.5]

ПРИНЦИП РАБОТЫ ЛАЗЕРА [c.124]

В предлагаемой книге авторы стремились передать читателю свою увлеченность голографией. Они популярно, но в то же время достаточно полно рассматривают широкий круг вопросов от современных представлений о природе света, принципов работы лазера до физических основ голографии с ее достоинствами и недостатками, возможностями ее использования сегодня и в ближайшем будущем. [c.4]

В связи с этим молодежи, призванной в Вооруженные Силы, необходимо знать принципы работы лазеров, а также основанных на их использовании приборов. [c.3]

В настоящей книге освещаются важнейшие этапы исследования физических принципов работы лазеров на парах меди, создания, промышленного освоения и выпуска лазеров различного назначения и на их основе — современного оборудования. Большое внимание уделяется принципиальным аспектам конструирования отпаянных лазеров на парах металлов. [c.3]

ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ЛАЗЕРА 711 [c.711]

ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ЛАЗЕРА 713 [c.713]

Эти лазеры, называемые молекулярными, так как они используют движение ядер атомов, из которых состоят молекулы, находятся сейчас на переднем крае исследований по достижению больших мощностей и энергий. Мы обсудим также другие типы молекулярных лазеров, использующих движение электронов вокруг ядер, связанных в молекулы, и позволяющих получать излучение с очень короткой длиной волны. Сначала мы напомним общие принципы работы лазеров. [c.32]

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ЛАЗЕРА [c.265]

Датчики с голограммой кодовой маски. Принцип работы. этих датчиков основан на свойствах голограммы менять пространственное положение восстановленного изображения пропорционально перемещению восстанавливающего источника, которым служит световое пятно, создаваемое лазером на поверхности контролируемого объекта. На голограмме предварительно в процессе градуировки записывается изображение кодовой маски, представляющей собой транспарант с прозрачными и [c.89]

Полупроводниковые лазеры. Прежде чем говорить о принципе работы полупроводникового лазера, напомним некоторые сведения о полупроводниках. [c.295]

Сведения о принципах и режимах работы лазеров можно найти, к примеру, в [1, 2, 3]. [c.895]

Применение различных типов лазеров во многих областях машино- и приборостроения и правильная их эксплуатация невозможны без четкого представления о принципах работы оптических квантовых генераторов и об основных физических явлениях, в них происходящих. Преимущества и перспективность использования лазеров в машино- и приборостроении определяются не только прогрессом в области собственно лазерной техники, но и умелым, научно обоснованным выбором оптимальных для каждого конкретного применения режимов работы лазера и параметров его излучения. [c.3]

Импульсные газоразрядные лазеры составляют один из наиболее важных классов ОКГ. Генерацию в импульсном режиме можно получить со значительно большей мощностью, на значительно большем числе активных сред и переходов и в более широкой области спектра, чем в непрерывном режиме. Это объясняется возможностью вкладывать большие мощности в накачку, так как при кратковременной работе лазера трудности, возникающие с необходимостью отвода тепла, отпадают. При малых длительностях импульса нижний рабочий уровень еще не успевает заселиться, и можно получать инверсию на таких переходах, на которых стационарная инверсия в принципе невозможна. [c.48]

В книге рассмотрены физические аспекты создания лазеров технологического назначения. На базе краткого изложения основ квантовой электроники и газового разряда дается классификация, а также описание принципов работы современных твердотельных и газовых лазеров, их характеристики, особенности эксплуатации, современное состояние и перспективы развития. [c.4]

Полное число уровней и процессов, участвующих в создании инверсной заселенности в ионе Аг+, весьма велико. Поэтому рассмотрим принцип работы аргонового лазера с помощью упрощенной схемы (рис. 4.18), уровни Зр 4р и 3p 4s которой включают в себя все уровни кон-фигураций 4р и 4s. Возбуждение верхних лазерных уровней Аг происходит в газовом разряде ступенчато в результате двух столкновений атомов с электронами. Первое столкновение ионизирует атом, второе — возбуждает его [c.160]

Порядок изложения материала в данной книге соответствует рассмотрению лазера (на что мы указывали выше в этой главе) как устройства, состоящего из следующих трех основных элементов 1) активной среды, 2) системы накачки и 3) подходящего резонатора. Поэтому следующие три главы посвящены соответственно взаимодействию излучения с веществом, процессам накачки и теории пассивных оптических резонаторов. Общие представления, данные в этих главах, используются затем в гл. 5 при рассмотрении теории непрерывного и переходного режимов работы лазеров. Теория развивается в рамках приближения низшего порядка, т. е. на основе скоростных уравнений. Такое рассмотрение действительно позволяет описать большинство характеристик лазера. Очевидно, лазеры, в которых применяются разные активные среды, существенно различаются по своим характеристикам. Поэтому естественно, что следующая глава (гл. 6) посвящена обсуждению характерных свойств отдельных типов лазеров. К этому моменту читатель уже будет достаточно подготовлен к тому, чтобы понять принцип действия лазера и перейти к изучению характерных свойств выходного лазерного пучка (когерентности, монохроматичности, направленности, яркости, шумовых характеристик). Эти свойства мы [c.23]

Наиболее распространенным примером лазера с модуляцией усиления является TEA (лазер с поперечным возбуждением при атмосферном давлении, см. разд. 6.3.11) СОг-лазер, накачиваемый электрическими импульсами. Выбирая обычную длину резонатора L = м, коэффициент пропускания выходного зеркала 20 % и предполагая, что внутренние потери связаны только с пропусканием зеркала, получаем у ж 0,1 и Те = L/ y л 30 нс. Если считать, что время установления ядерной генерации в десять раз больше Тс, то длительность лазерного импульса должна быть порядка 300 не, что соответствует экспериментальным данным. Наконец, заметим, что в принципе любой лазер может работать в режиме модуляции усиления, если импульс накачки достаточно короткий и интенсивный, как, например, при накачке другим лазером. В качестве примеров упомянем лазеры на красителе с накачкой короткими ( 0,5 не) импульсами азотного лазера, работающего при атмосферном давлении, или полупроводниковые диодные лазеры, накачиваемые очень коротким 0,5 не) импульсом тока. [c.305]

Химические лазеры представляют интерес по двум основным причинам 1) они являются интересным примером прямого преобразования химической энергии в электромагнитную 2) от этих лазеров в принципе можно получать высокую выходную мощность (в непрерывном режиме) или высокую выходную энергию (в импульсном режиме), что обусловлено весьма большим выделением энергии в экзотермической реакции, которую можно использовать в работе лазера [c.397]

В предыдущих разделах принципы работы лазеров обсуждались в следующей последовательности вначале рассматривались системы, в которых электроны находятся в связанном состоянии в отдельном атоме или молекуле, затем случаи, когда электрон свободно движется вдоль цепочки атомов в молекуле с сопряженной двойной связью (лазеры на красителях), и наконец, случай, когда электрон свободно движется во всем объеме кристалла (полупроводниковые лазеры). В данном разделе мы рассмотрим один из самых новых и интересных типов лазеров, в активной среде которых электроны являются еще более свободными, чем в рассмотренных выше случаях, а именно лазер на свободных электронах (ЛСЭ). В этом лазере электронный пучок, движущийся со скоростью, близкой к скорости света, пропускается через магнитное поле, создаваемое периодической структурой (называемой вигглером или ондулятором) [c.428]

Такого рода накачка весьма широкополосна, так как молекулярные спектры довольно широкие, в результате чего создается селективная населенность метастабильного уровня атома. Затем атомы а и 6, рекомбинируя, дают лазерное излучение и возвращаются в исходное состояние. Такие циклы повторяются. Этот метод создания инверсной населенности еще называется оптической накачкой. Поскольку энергия связи большинства фотодиссоциирующих молекул порядка 3 эВ (24000 см ), то излучение накачки должно лежать в области 400 нм. Благодаря широкой полосе фоточувствительности (несколько десятков нанометров) коэффициент использования ламп накачки при молекулярной фотодиссоциации на несколько порядков выше аналогичного коэффициента при атомарной оптической накачке (ширина атомарной фоточувствительной полосы порядка 10" нм). На этом принципе работают лазеры на парах бромида таллия (Т1Вг), иодистого метила (СНдГ) и трифтор подметан а (СРд ). [c.102]

Принцип работы лазера в режиме ГИ состоит в том, что благодаря соответствующему устройству (Q-y тpoй твy) можно изменять добротность резонатора в процессе дей-стия импульса накачки. Процесс генерации лазера с Q устройством следующий. В начале действия импульса накачки добротность резонатора низкая. Поэтому порог генерации, а следовательно, и пороговая ннверсность населенности большие. Это означает, что на метастабильном уровне, например у рубина на уровне , или у неодима на уровне / 3/3, накапливается частиц значительно больше при той же накачке, чем в случае добротного резонатора. Получив таким образом максимальную инверсию для низкой добротности резонатора, осуществим мгновенное включение Q-y тpoй твa, обеспечив высокую добротность резонатора. В результате возникает существенное превышение усиления в лазере над потерями и излучается короткий и мощный импульс света. Схематически картина образования ГИ показана на рис. 19.1. Естественно, ско- [c.175]

Этот — четвертый — том общего курса физики посвящен физической оптике и является естественным продолжением предыдущего тома, в котором излагается учение об электрических и магнитных явлениях. Физическая оптика рассматривается в нем преимущественно с волновой (конечно, электромагнитной) точки зрения. Ропросы квантовой оптики затрагиваются лишь частично. Дается Представление о фотонах п процессе излучения как о квантовом переходе атомных систем из одного энергетического состояния в другое. Это необходимо для введения понятия индуцированного излучения и объяснения принципов работы лазеров. Однако систематическое изложение основ квантовой оптики, в той мере, в какой это возможно сделать в рамках общей физики, а также относящихся сюда квантовых явлений (фотоэффект, эффект Комптона, спектральные закономерности, люминесценция, эффект Зеемана, эффект Штарка и пр.), предполагается дать в пятом томе, где будет излагаться атомная физика в широком смысле эюго слова. [c.7]

Принципы работы лазеров основаны на уже рассмотренном механизме вынужденного излучения, позволяющем в неравновесных условиях добиваться усиления интенсивности излучения но мере прохождения среды с так называемо11 инверсной населенностью. [c.258]

Создаиие оптических квантовых генераторов (лазеров) оказало стимулирующее влияние на разработку новых более точных и производительных методов и средств контроля геометрических параметров изделий мащиностроения. Свойства лазерного излучения и принцип работы лазеров достаточно широко и полно описаны в многочисленной специальной литературе [7, 8, 11, 15, 21, 22, 24, 28, 40], поэтому мы ограничимся краткой характеристикой лазерного излучения с точки зрения исиользовапия его свойств для метрологических целей и, в частности, для центрирования объектов по лазерному лучу. [c.30]

Твердотельные лазеры работают в импульсном режиме (частота 1—300 Гц), газовые — обеспечивают непрерывное излучение, что достигается лучшими условиями охлаждения активного элемента. Принцип работы оптических квантовых генераторов заключается в возбуждении атомов (ионов) активного элемента с помощью внешнего источника энергии, например импульсной лампы большой мощности у твердотельных лазеров, при этом часть элек-454 [c.454]

Успех книги объясняется, по-видимому, и тем обстоятельством, что автор работал над ней непрерывно в течение почти двух последних десятилетий, и представляемое читателю 3-е издание отражает как сам прогресс в физике и принципах конструирования лазеров, так и потребности читателей. Последнее в большей степени связано с тем, что проф. Звелто — блестящий педагог — читает курс лекций по лазерам в Миланском политехническом институте (Италия) и одновременно ведет [c.5]

В настоящей главе несколько подробнее рассматриваются наиболее важные типы лазеров. Однако следует заметить, что помимо описанных здесь в мире существует еще огромное множество других лазеров. Поэтому в данной главе мы изучим те типы лазеров, которые наиболее щироко используются и параметры которых характерны для целого класса лазеров. Главное внимание мы уделим физическим принципам, на которых основана работа лазеров, и их связи с общими физическими представлениями, рассмотренными в предыдущих главах. Однако в рассмотрение включены также и некоторые технические подробности с единственной целью обеспечить лучщее понимание физической сущности работы определенного лазера. Чтобы заверщить общую картину и дать некоторое представление о применениях лазеров, мы приведем также некоторые лазерные характеристики (например, данные о выходной мощности или энергии, о перестройке длины волны и т, д.). [c.331]

Рассмотрим функциональную схему (рис. 5.1) модулятора накачки МИЛ-31, входящего в состав серийно выпускаемых твердотельных лазеров серии ЛТИ и ЛТИ-ПЧ. Принцип работы модулятора основан на одновременной зарядке двух батарей накопительных конденсаторов (2X150 мкФ) от сети переменного напряжения. 380 В, 50 Гц с нулевой фазой в ключения зарядного коммутатора. При разрядке на нагрузку — лампу накачки— батареи конденсаторов включаются последовательно, в результате чего напряжение на выходе удваивается. [c.80]

Лазеры на АИГ-Nd находят применение в технологических ус тановках по обработке тонких пленок. Принцип работы таких установок основан на испарении материала пленки лазерным изЛу"-чением, на изменении физико-химических свойств материала на диффузии вещества пленки в подложку (лазерная э питаксия), а также на активизировании химических реакций <под действием из [c.125]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...