Параметры лазеров иа красителях

Типичные параметры лазеров на красителях для основной и 2-й гармоник излучения при накачке 2-й гармоникой АИГ Мс1-ла-зера приведены в табл. 2.1. [c.48]

В качестве примера рассмотрим генерационные характеристики лазера на красителе при накачке непрерывным цугом импульсов с флуктуирующей длительностью (период следования и интенсивность импульсов накачки фиксированы). На рис. 6.11 для установившегося режима генерации приведены зависимости случайных выходных параметров импульсов генерации (пиковой интенсивности, периода следования и длительности) от времени, выраженного в единицах 2U . [c.252]

Случай квазистационарного взаимодействия с парами Na описан в работе [13], где в качестве источника излучения использован лазер на красителе с ламповой накачкой, затравочное излучение для которого получалось от непрерьшного лазера на красителе. При этом были получены следующие параметры излучения мощность импульса 1 кВт, длительность 800 НС и ширина спектра менее 10 МГц. Измерения проводились как при ортогональных, так и при параллельных состояниях поляризации пучков накачки. В первом случае максимальная величина Rp = 10, а во втором случае Лрс > 40. Сигнальный пучок имел поляризацию, параллельную поляризации встречного пучка накачки, и распространялся под углом приблизительно 10" рад к направлению распространения попутного пучка накачки. [c.182]

Лазер на АИГ Nd с синхронизацией мод при непрерывной накачке имеет по сравнению с лазерами на ионах благородных газов с синхронизацией мод ряд существенных преимуществ. Особенно здесь следует отметить меньшую длительность импульсов (около 50 пс) и большие значения средней мощности (около 10 Вт) [4.11], а также более слабые флуктуации параметров импульсов в цуге — особенно на частотах выше 100 кГц. Это объясняется сглаживающим действием медленно релаксирую-щей активной среды. По этим причинам наряду с лазерами на ионах благородных газов в качестве источников синхронной накачки (см. гл. 5) применяются и лазеры на АИГ Nd. Длина генерируемой лазером на АИГ Nd волны позволяет использовать эти лазеры для накачки лазеров на кристаллах с центрами окраски, работающих в диапазоне длин волн от 0,8 до 3,8 мкм [2.14, 4.13], а также лазеров на специальных красителях, излучающих волны длиной до 1,45 мкм [4.12]. Для накачки лазеров на красителях, работающих в видимом диапазоне, используют вторую и третью гармоники излучения (А = 0,53 мкм и А,= = 0,355 мкм) лазера на АИГ Nd (см. гл. 8). [c.148]

Рис. 5.5. Формирование импульса и изменение энергии импульса в лазере на красителе с синхронной накачкой для двух вариантов заданных параметров. Цифры на кривых верхнего рисунка обозначают число проходов импульса. В качестве параметров были выбраны

Очень интенсивные экспериментальные исследования распространения 2я-импульсов в различных средах выполнены в оптической области спектра [3.2-6, 3.2-7, 3.21-3]. Отправным пунктом служили исследования по распространению импульсов рубинового лазера в кристаллах рубина и импульсов СОг-лазера в газах, активных к инфракрасному поглощению. Были проведены такие эксперименты с лазерами на красителях. Удалось измерить очень малые затухания, а также зависимость скорости распространения от интенсивности излучения и от параметров атомных систем. Кроме того, эксперимен- [c.423]

Таким образом, известные лазерные среды открывают широкие возможности перед ВР-спектроскопией охватывают большой спектральный диапазон (0,4—3 мкм), обеспечивают рекордную чувствительность к поглош ению (до 10 ° см ) и спектральное быстродействие (до 500 см за импульс). Практически в ВР-спектроскопии используется только очень небольшая часть перечисленных лазерных сред. На наш взгляд, описываемому перспективному методу спектроскопических исследований уделяется явно недостаточное внимание. Перспективы метода связаны с совершенствованием перестраиваемых лазеров на красителях, -цент-рах, новых кристаллах с параметрами, необходимыми для ВР-спектроскопии. [c.126]

Рассмотрим более подробно основные параметры используемых на практике усилителей. Усилители на красителях являются наиболее эффективными в видимом диапазоне длин волн. Основными источниками накачки таких усилителей служат вторая гармоника твердотельных лазеров, эксимерные лазеры и лазеры на парах металлов. [c.58]

Хотелось бы отметить одно важное обстоятельство, делающее данную книгу особенно ценной для советских читателей. Современная техника УКИ имеет дело с двумя основными классами лазеров. Первый — это твердотельные лазеры, работающие в режиме модуляции добротности. Второй — лазеры непрерывного действия на красителях. В лазерах первого класса лазер, по существу, при каждой вспышке лампы накачки проделывает полный цикл генерации от спонтанного шума до формирования цуга УКИ. Этот процесс формирования задается начальными условиями к моменту зажигания лампы, которые очень трудно достаточно точно контролировать. Поэтому лазерам этого класса присуща определенная нестабильность параметров, зато они довольно просты и позволяют получать энергии УКИ до 10 Дж. Лазеры второго класса работают с непрерывными источниками накачки и поэтому излучают непрерывный цуг УКИ. Разумеется, им также присуща определенная нестабильность. Но поскольку они излучают непрерывный цуг, имеется возможность сравнительно медленными обратными связями контролировать процесс генерации и получить УКИ с высокой воспроизводимостью параметров. Хотя энергия отдельного УКИ мала (типичная величина Дж), благодаря высокой частоте следования и стабильности можно применить мощные современные средства накопления и усреднения сигналов, добиваясь исключительной точности измерений. Это, пожалуй, основная причина того, что именно на лазерах этого класса получены самые впечатляющие результаты как по сокращению длительности, так и по применениям УКИ. Однако создание и запуск лазера второго класса составляют несравненно более сложную задачу, чем запуск первого. Немногие лаборатории располагают совершенными установками УКИ непрерывного режима. Авторы книги добились выдающихся успехов в развитии лазеров УКИ непрерывного действия на красителях, т. е. именно второго [c.6]

В экспериментах [101] (рис. 6.38) исследовалась стабильно-сть параметров излучения различных типов лазеров аргонового (с активной синхронизацией мод), синхронно-накачиваемого лазера на красителе, и кольцевого лазера с пассивной синхронизацией мод, работ ающего по схеме сталкивающихся в поглотителе импульсов. В частности, показано, что случайные дрожания импульсов накачки аргсонового лазера с характерным стандартным отклонением 20 пс и временем [c.288]

ДО 70%. При предельной оптимизации параметров всего тракта преобразования в моноимпульсном режиме достижим коэффициент преобразования до 80%. Излучение гармоник частотных лазеров на неодиме может использоваться как эффективное излучение накачки лазеров на красителях, обладающих широкими перестроечными характеристиками (в пределе 0,35—1,0 мкм), с последующим удвоением частоты их излучения. Для накачки коротковолновых лазеров на красителях необходимо использовать фотоны уже не второй гармоники, а более высокоэнергетичные фотоны третьей и четвертой гармоник неодимовых лазеров (соответственно /.2.3.4 = 532, 355 и 266 нм). Во всех рассмотренных случаях используется преимущественно внешнее , или внерезонаторное, преобразование, когда преобразующий элемент устанавливается в оптическом тракте системы после выхода излучения из резонатора лазера или усилителя. [c.242]

В различных применениях особенно пригодными для осуществления пассивной синхронизации мод оказались твердотельные лазеры и лазеры на красителях. Но они существенно различаются между собой не только по параметрам генерируемых импульсов, но и по самому механизму процесса генерации. Пассивная синхронизация мод в лазере на красителе характеризуется тем, что время релаксации лазерного красителя имеет тот же порядок величины, что и время прохода через резонатор вместе с тем оно велико по сравнению с длительностью импульса в установившемся состоянии лазера с непрерывной накачкой точно так же, как и время релаксации красителя, служащего поглотителем. Это условие приводит к тому, что снижение усиления играет важную роль в формировании импульса. Благодаря комбинированному действию насыщаюш,егося поглотителя (ослабляющего передний фронт импульса) и усилителя (ослабляющего задний фронт импульса) становится возможным такой режим лазера, при котором образуется ультракороткий импульс. В отличие от лазера на красителе синхронизация мод в твердотельном лазере характеризуется тем, что время релаксации усилителя очень велико по сравнению с временем прохода в резонаторе. При этом условии основой формирования ультракороткого импульса служит следующий механизм. Быстро релаксирующий насыщающийся поглотитель выделяет один-единственный интенсивный флуктуационный максимум из флуктуирующего шумового фона. Далее этот пик интенсивности [c.97]

Рис. 5.8. Форма импульса и чирп излучения лазера на красителе с синхронной накачкой при нерезонансных условиях (Дз2 =0) для двух наборов параметров. (По [5.32].)

Лазеры на красителях с синхронной накачкой нашли в настоящее время широкое применение, что объясняется хорошими параметрами генерируемых ими импульсов, удобством применения этих источников и простотой их перестройки. Следует назвать лазеры на красителях с синхронной накачкой фирм Spe tra Physi s [5.19] и oherent (США) [5.20, 5.21], для накачки которых применяются мощные аргоновые или криптоновые лазеры. Д. Шуберт и И. Шварц [5.24, 5.26] сконструировали лазер на красителях с синхронной накачкой на основе аргонового лазера типа ILA 120 Народного предприятия Карл Цейсс , Йена [5.22]. Необходимый для этой установки лазер на красителе разрабатывается в настоящее время в Центре научного приборостроения Академии наук ГДР [5.25, 2.8]. и [c.179]

Теоретическое исследование лазеров на красителях с пассивной синхронизацией мод было впервые выполнено Нью на основе скоростных уравнений [6.8, 6.9]. Он показал, что использование комбинированного действия насыщающегося поглощения и снижения усиления позволяет ускорить процесс укорочения импульса при надлежащем выборе параметров лазера, обеспечивающем подавление импульса на фронтах и усиление его пика. (Эту область параметров называют также статической зоной укорочения импульса.) Такой анализ не учитывал частотно-зависимых эффектов и эффектов ограничения полосы частот. Это не позволило описать стационарный режим и теоретически оценить достижимые длительности импульсов, их форму и т. д. (в приближении применения скоростных уравнений длительность импульса с ростом числа его проходов стремится к нулю). Простое аналитическое описание стационарного режима было сделано Хаусом. Он учел зависящее от частоты действие оптического фильтра [6.10], но одновременно использовал ряд приближений, такие, как малая (по сравнению с энергией насыщения усилителя и поглотителя) энергия импульсов и малые потери и усиление за один проход, что сильно ограничило область применимости полученного решения. В результате этого допустимые параметры лазера оказались заключенными в весьма малую область, не содержащую зачастую экспериментально реализуемых величин В дальнейшем изложении мы будем следовать одной из работ Хермана и Вайднера, в которой процесс синхронизации мод исследовался при более общих условиях и на энергию импульсов, потери и коэффициент усиления никаких ограничений не налагалось [6.11]. [c.189]

Рис. 6.7. Область стабильного импульсного режима лазера на красителе с тонким поглотителем (а), толстым поглотителем в СРМ-режиме (б) и поглотителем в однонаправленном режиме (в). Параметры u/T i —0,8, ur = ui, т — 4, Y = 0,1. Область статического укорочения импульсов, ограниченная кривыми gf = 0 и gi — 0, заштрихована. (По [6.13,])

Пассивная синхронизация мод лазеров на красителях позволила получить наиболее короткие импульсы. Этот метод, однако, имеет некоторые недостатки, такие, как большая критичность к согласованию параметров накачки и резонатора, необходимому для обеспечения стабильного режима, а также ограниченная насыщающимся поглотителем область перестройки, В то же время преимуществом метода синхронной накачки является возможность перестройки в широком диапазоне частоты излучения и некритичность к выбору интенсивности накачки, С другой стороны, однако, импульсы, полученные методом синхронной накачки, не столь коротки. Кроме того, необходимо точное согласование длины резонатора лазера на красителе с расстоянием между импульсами. Для одновременной реализации преимуществ обоих методов синхронизации в некоторых работах [6.26—6.28] было предложено использовать режим двойной синхронизации, который состоит в одновременном применении синхронной накачки и дополнительной пассивной синхронизации при помощи насыщающегося поглотителя. Так, в результате применения струи, в которой были смешаны поглотитель и усилитель, помещенной в резонатор аргонового лазера с аку-стооптической синхронизацией мод, были получены импульсы [6.28] длительностью 0,3 пс при возможности перестройки в диапазоне от 574 до 611 нм. При этом лазер оказался менее критичным к подстройке длины резонатора, чем в случае синхронной накачки. Применяемый в методе двойной синхронизации насыщающийся поглотитель, как уже отмечалось при описании метода синхронной накачки, подавляет паразитные импульсы. Паразитные импульсы проходят через активную среду одновременно с импульсом накачки и основным импульсом, но в противоположном направлении. Однако при обратном движении эти импульсы проходят через поглотитель в разные моменты времени. Как было упомянуто, применяя струю, состоящую из смеси родамина 6G и быстронасыщающегося поглотителя DQO I, Моро и Зицер получили методом двойной синхронизации импульсы длительностью 70 фс [6.30, 6.31]. В качестве лазера накачки они применяли AHr-.Nd — лазер с синхронизацией мод и удвоением частоты излучения. [c.227]

Сравнение кривых б и в на рис. 7.3 показывает, что вероятность выделения из шума в конце линейной фазы наиболее интенсивного импульса увеличивается при снятии инверсии населенностей. В результате этого вероятность установления режима двойных импульсов уменьшается в оптимальной области примерно на один порядок. Следовательно, и в твердотельных лазерах снятие инверсии в активной среде способствует синхронизации мод, хотя механизм этого процесса полностью отличается от такового в лазерах на красителях и активная среда во время формирования моноимпульса в резонаторе еще далека от насыщения. На рис. 7,4 показаны результаты, полученные при изменении времени прохода резонатора и. Параметром кривых является р = Р1и. Кривые зависимости вероятности срыва режима формирования импульсов от времени прохода резонатора имеют четкий минимум, глубина которого растет с увеличением интенсивности накачки. Образование минимума можно объяснить тем, что с ростом времени прохода резонатора число флуктуационных выбросов в конце линейной фазы [c.252]

В качестве источника излучения фиксированной частоты (Oi использовалась вторая гармоника лазера на Nd YAG, имеющая следующие параметры Л = 0,53 мкм, мощность в импульсе 2 МВт, длительность импульса т = 20 не, частота повторения 12,5 Гц и спектральная ширина Av O,l см Источником излучения перестраиваемой частоты 0)2 служил лазер на красителе (с накачкой второй гармоникой Nd YAG-лазера), собранный по схеме со скользящим падением на дифракционную решетку. Мощность излучения после усилителя составляла 150 кВт при ширине линии Av2i 0,3 см Перестройка частоты осуществлялась при помощи шагового двигателя, управляемого ЭВМ СМ-4 либо при помощи пьезокерамического сканирующего элемента. Для согласования каустик лазерных пучков использовались телескопы. Поскольку [c.159]

Рис. 8. Для сложных молекул органических красителей не существует простого параметра, с помощью которого можно изобразить потенциальную кривую отдельного состояния. Тем не менее, сужение спектра излучения и возможность настройки по частоте излучения лазера на красителе хорошо объяснимы, по крайней мере качественно, с помощью потенциальных диаграмм. Для обычных широкополосных отражающих зеркал, помещенных в полость лазера на красителе, вынужденное ивлучение идет в широком интервале длин волн, соответствующих сумме излучений от всех молекул, накачанных до первого возбужденного синглетного состояния (а, б). В этом случае молекулы находятся в равновесном тепловом распределении в континууме колебательных состояний (серый оттенок). Когда в оптическую полость помещается узкополосный фильтр, через который проходят только более короткие волны, то вынужденное ивлучение имеет место только для линии о длиной волны, проходящей через фильтр (в). Этот процесс стремится выборочно истощить населенность молекул на низших колебательных уровнях первого возбужденного синглетного состояния, тем самым нарушая тепловое равновесное распределение молекул по континууму колебательных состояний. Однако молекулы с ббльшей колебательной анергией быстро переходят на нижние колебательные уровни (г) и, таким образом усиливают свет с более короткими длинами волн (д). Аналогичные рассуждения справедливы и в случае, когда фильтр настроен на пропускание

Для получения значений не только относительного, но и абсолютного содержания натрия и калия в верхних слоях атмосферы был выполнен подробный анализ точности эксперимента и калибровки. Особое внимание уделялось рассмотрению возможности того, что лазеры на красителях, в которых применяется ООТС, обладают значительной мощностью и могут привести к эффектам насыщения в калиевом слое. В соответствии с работами [379, 380] рассмотрим уравнение (4.55). Это уравнение можно использовать для того, чтобы выразить отнощение резонансной флюоресценции, полученной лидаром, к резонансной флюоресценции, которая получается при отсутствии насыщения. Для удобства сравнения введем обозначения параметров и индексов из работ [379, 380]. Тогда интенсивность лазерного излучения можно выразить в виде [c.418]

Опыт развития квантовых генераторов показал, что их применение для фундаментальных исследований развивается в двух направлениях. Вначале — это подход к лазеру как к объекту исследований, включая изучение свойств активных сред и процессов генерации. В качестве близкого авторам примера сошлемся на установление спектрально-кинетических характеристик неодимовых стекол по их спектрам генерации [82, 83]. В дальнейшем, если лазеры данного типа оказываются пригодными для широкого использования, они служат в разнообразных фундаментальных исследованиях источниками когерентного излучения с необходимыми параметрами. Естественно, что полученные при этом результаты и их обсуждение входят в компетенцию соответствующего раздела науки. Поэтому ниже этот аспект применения лазеров на смешении волн рассматриваться не будет, хотя уже имеются первые примеры успешного использования гибридных свип-ла-зеров на красителях с пассивным обращающим зеркалом в спектроскопических исследованиях [84]. Мы же сосредоточим свое внимание на физике ФРК-лазеров, теория которой еще очень далека от своего завершения. [c.250]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...