Электрическая накачка

Электрическая накачка, осуществляемая при прохождении через вещество электрического тока. [c.121]

Возможно подразделение лазеров на группы в зависимости от способов накачки. Различают оптическую накачку — при облучении светом определенной частоты — и электрическую — при прохождении тока через рабочее вещество. В последнее время большое внимание уделяется химической накачке, когда инверсия возникает при той или иной химической реакции. В некоторых типах лазеров, например газовых, можно встретить ОКГ как с оптической и электрической, так и с химической накачкой. Полупроводниковые ОКГ могут иметь как электрическую, так и оптическую накачку. С другой стороны, в твердотельных лазерах электрическая накачка не осуществляется, так как используемые твердые тела для ОКГ являются диэлектриками. [c.17]

Выше мы уже отмечали, что в данной главе мы рассмотрим лишь оптическую и электрическую накачки. В каждом конкретном случае обсудим физические механизмы, лежащие в основе изучаемого процесса, а также опишем в общих чертах схему расчета скорости накачки Wp, определяемой выражением (1.10). [c.109]

Напомним, что электрическая накачка применяется в газовых и полупроводниковых лазерах. В данном разделе мы ограничимся рассмотрением лишь газовых лазеров, а обсуждение более простого случая, т. е. накачки полупроводникового лазера, отложим до разд. 6.6 (см. гл. 6). [c.131]

Электрическая накачка газового лазера осуществляется пропусканием через газовую смесь постоянного, высокочастотного (ВЧ) или импульсного тока. Вообще говоря, ток через газ может протекать либо вдоль оси лазера (продольный разряд, рис. 3.16, а), либо поперек ее (поперечный разряд, рис. 3.16,6). В лазерах с продольным разрядом электроды нередко имеют кольцеобразную форму, причем, чтобы ослабить деградацию [c.132]

Заметим, что с хорошей точностью КПД электрической накачки т]р не зависит от плотности тока разряда, поскольку как Wp [см. (3.42)], так и Р пропорциональны плотности тока. [c.152]

Собственно говоря, для работы лазера необходимо, чтобы достаточно коротким был фронт импульса накачки, при этом лишняя энергия накачки уйдет на нагрев активной ср еды. Это не всегда плохо именно таким образом работают многие конструкции лазеров на парах металлов, где длительный (1—5 мкс) импульс электрической накачки вызывает своим фронтом короткий (10—50 не) импульс генерации, а остальная энергия служит для поддержания рабочей температуры (1500—1650 С) в трубке. — Прим. перев. [c.246]

Электрическая накачка импульсных газовых лазеров осуществляется напряжением с амплитудой от единиц до десятков киловольт при длительности от долей до единиц микросекунд. Длительность импульса накачки может определяться выбранным режимом импульсного тазового разряда (тлеющим, дуговым). Фронт и спад импульса электрической накачки стремятся сделать воз- можно более короткими при получении генерации в ус--ловиях нестационарной плазмы газового разряда. [c.32]

Если расстояние между уровнями соответствует ультрафиолетовой, видимой или ближней инфракрасной областям спектра, то для создания инверсной заселенности такая методика не пригодна на верхних уровнях рабочих переходов слишком мало частиц, поэтому энергия подается в систему извне. Инверсия образуется в ней как результат поглощения световых квантов или же за счет энергии потока электронов, переводящих систему в возбужденное состояние. В первом случае говорят об оптической, во втором — об электрической накачке. Для оптического возбуждения обычно применяют импульсные [c.15]

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]

Одним из наиболее распространенных ионных лазеров является аргоновый лазер. Условия его возбуждения характерны для ионных лазеров, в которых верхний лазерный уровень заселяется благодаря двум последовательным столкновениям атомов аргона с электронами в электрическом разряде. При первом столкновении образуются ионы из нейтральных атомов, а при втором происходит возбуждение этих ионов, т. е. накачка представляет собой двухступенчатый процесс. Для того чтобы ионный лазер действовал эффективно, плазма газового разряда должна быть высокоионизированной. Такая плазма создается при использовании сильноточного дугового разряда. Газоразрядная трубка имеет малый диаметр (1—10 мм), что позволяет получать большие плотности тока в разряде (порядка сотен ампер на 1 см ). [c.290]

Упражнение 1. Определение порога генерации и измерение энергии излучения ОКГ. Первоначально проведите наблюдение за появлением генерации на белом экране 14 (рис. 116). После установки экрана на рельс включите ОКГ и подайте на конденсаторы напряжение, заведомо меньшее порогового (800 В). На экране наблюдается люминесценция рубина в виде широкого пятна. Постепенно повышая напряжение, фиксируйте момент появления генерации, когда на экране возникает яркое красное пятно диаметром 5 мм. Энергию импульсов генерации измерьте при нескольких значениях напряжения на батарее конденсаторов от порогового до 1000 В. По результатам измерений постройте кривую зависимости энергии излучения лазера от энергии накачки рубинового стержня. Энергия накачки берется равной электрической энергии батареи конденсаторов. Определите пороговую энергию накачки. Рассчитайте к.п.д. рубинового ОКГ. [c.301]

Методы создания инверсной населенности [4]. Специфика газов проявляется и в многообразии физических процессов, применяемых для создания инверсной населенности. К их числу относятся возбуждение при соударениях в электрическом разряде, химическое возбуждение, фотодиссоциация, газодинамические процессы, оптическая накачка, электронно-лучевое возбуждение. [c.895]

ОКГ состоят из активной среды (твердой, газообразной, жидкой), оптического резонатора и устройства накачки (оптической, электрической и др.), стимулирующего генерацию когерентного индуцированного излучения. [c.52]

Блок питания предназначен для накопления или преобразования электрической энергии и передачи ее на лампы накачки. В установках импульсного излучения используются индуктивно-емкостные накопители, а также устройства, управляющие их работой и формирующие разрядные импульсы нужной периодичности. В установках непрерывного излучения для питания дуговых ламп накачки обычно используются стабилизированные источники питания постоянного тока. [c.38]

Различные типы ОКГ отличаются друг от друга либо всеми перечисленными элементами, либо их частью. В тех случаях, когда работа лазеров базируется на различных физических явлениях, эти различия имеют более принципиальный характер. Например, в ОКГ на твердом теле накачка производится при помощи фотонов, испускаемых специальными источниками света. В газовых же ОКГ она осуществляется при прохождении электрического тока через газ и возбуждении рабочих атомов при столкновении с электронами и возбужденными атомами примесного газа. К числу менее принципиальных различий относятся, например, разные способы канализации выведенной энергии из ОКГ к месту потребления она может быть осуществлена либо по световоду, либо при помощи линз и зеркал в свободном пространстве. [c.16]

Лазер на рубине обычно работает в импульсном режиме. Накачка производится импульсными ксеноновыми лампами. Электрический разряд в лампах осуществляется от батареи конденсаторов, которая предварительно заряжается от источника постоянного тока. [c.23]

Одна из возможных электрических схем питания двух ламп накачки Л1, Л2 приведена на рис. 10. [c.24]

Рис. 10. Электрическая схема питания двух ламп накачки

Инверсная заселенность уровней. Как увидим в дальнейшем, систему, энергетические уровни которой удовлетворяют определенным условиям, можно перевести в состояние с инверсной населенностью уровней. Процесс перевода системы в инверсное состояние называется накачкой. Накачку можно осуществить оптическими, электрическими и другими способами. При оптической накачке атомы, поглощая излучение, переходят в возбужденное состояние. При электрической накачке (например, в газообразной среде) атол ы переходят в возбужденное состояние благодаря неупругим столкновениям атомов с электронами в газовом разряде. В этой связи следует еще раз отметить идею В. А. Фабриканта, выдвинутую в 1939 г., сущность которой заключалась в том, чтобы с помощью спеи,иальных молекулярных примесей избирательно исключить некоторые нижние энергетические состояния, в результате чего осуществилась бы инверсная заселенность. [c.382]

Рис. 4.30. Кривые параметрического рс.чоианса для контура с нелинейной емкостью при электрической накачке.

В гл. 1 мы показали, что процесс, который переводит атомы с уровня 1 на уровень 3 (для трехуровневого лазера см. рис. 1.4, а) или с уровня О на уровень 3 (для четырехуровневого лазера см. рис. 1.4,6), называется накачкой. Накачка осуществляется, как правило, одним из следующих двух способов оптическим или электрическим. При оптической накачке излучение мощного источника света поглощается активной средой и таким образом переводит атомы активной среды на верхний уровень. Этот способ особенно хорошо подходит для твердотельных (например, для рубинового или неодимового) или жидкостных (например, на красителе) лазеров. Механизмы ушире-ния линий в твердых телах и жидкостях приводят к очень значительному уширению спектральных линий, так что обычно мы имеем дело не с накачкой уровней, а с накачкой полос поглощения. Следовательно, эти полосы поглощают заметную долю (обычно широкополосного) света, излучаемого лампой накачки. Электрическая накачка осуществляется посредством достаточно интенсивного электрического разряда, и ее особенно хорошо применять для газовых и полупроводниковых лазеров. В частности, в газовых лазерах из-за того, что у них спектральная ширина линий поглощения невелика, а лампы для накачки дают широкополосное излучение, осуществить оптическую накачку довольно трудно. Замечательным исключением, которое следует отметить, является цезиевый лазер с оптической накачкой, когда пары s возбуждаются лампой, содержащей Не при низком давлении. В данном случае условия для оптической накачки вполне благоприятны, поскольку интенсивная линия излучения Не с 390 нм (достаточно узкая благодаря низкому давлению) совпадает с линиями поглощения s. Фактически этот лазер представляет интерес лишь в историческом плане, как одна из первых предложенных лазерных схем. Кроме того, его реализация на практике является весьма сложной, поскольку пары s, которые для обеспечения достаточного давления газа необходимо поддерживать при температуре 175 °С, представляют собой весьма агрессивную среду. Оптическую накачку весьма эффективно можно было бы использовать для полупроводнико- [c.108]

В уравнении (5.1а) величина N t представляет собой полное число активных атомов (или молекул). В уравнении (5.16) слагаемое WpNg учитывает накачку [см. уравнение (1.10)]. Явные выражения для скорости накачки Wp как в случае оптической, так и электрической накачки уже были получены в гл. 3. В том же уравнении член BqNi соответствует вынужденному излучению. Скорость вынужденного излучения W, как показано в гл. 2, действительно пропорциональна квадрату электрического поля электромагнитной волны и, следовательно, пропорциональна q. Поэтому коэффициент В можно рассматривать как скорость вынужденного излучения на один фотон в моде. Величина т представляет собой время жизни верхнего лазерного уровня и в общем случае определяется выражением [c.238]

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]

Напомним, что в четырехволновом ОВФ, рассмотренном вьппе, рассеяние происходит на пространственной решетке, образованной изменениями средней за период скорости звука под действием стоячей волны накачки для реализации этого механизма нужна кубичная нелинейность. В данном же случае работает периодическое изменение мгновенных значений скорости звука. Эти изменения, как уже отмечалось, могут создаваться по-разному, Так, в работе [Бункин и др., 1986] предлагается схема с электрической накачкой. Если поместить упругую среду в конденсатор и таким образом создать в ней переменное однородное электрическое поле, то это в принципе приводит к модуляции скорости звука и в результате к ОВФ. Такие процессы, по-видимому, легче всего реализуются в твердых пьезоэлектриках, где давно наблюдались эффекты параметри- [c.201]

Наибольшим оптическим совершенством обладают газовые активные среды. Молекулы газа значительно слабее взаимодействуют друг с другом, чем в жидкостях или твердых телах и поэтому обладают наиболее узкими спектральными линиями. Именно газовые мазеры и лазеры используют для наиболее прецизионных измерений, например, в эталонах длинв и времени. Преимуществом газовых лазеров также является их электрическая накачка — ток, протекающий через газ при его пробое, переводит молекулы в возбужденное состояние, а затем [c.252]

СОг-лазер с поперечной Импуль- Ю электрической накачкой сный 10 [c.35]

Смотреть страницы где упоминается термин Электрическая накачка : [c.203] [c.109] [c.131] [c.131] [c.133] [c.135] [c.137] [c.139] [c.141] [c.143] [c.145] [c.146] [c.147] [c.149] [c.151] [c.153] [c.155] [c.248] [c.248] [c.249] [c.183] [c.260] [c.563]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...