Усилители на стекле с неодимом

Частотно-модулированные импульсы инжектируются в регенеративный усилитель на стекле с неодимом. В резонатор усилителя помещены пластинка Х/4 и ячейка Поккельса, служащая для вывода усиливаемого импульса из резонатора после нескольких десятков проходов. Энергия усиленного импульса, имеющего линейную частотную модуляцию, достигает 2 мДж. Затем он поступает в решеточный компрессор и сжимается до 1,5 ПС. За счет введения дополнительных каскадов усиления энергию импульса удается довести до 1,3 Дж. Пиковая мощность такого импульса достигает значения 0,6 -10 Вт. При этом импульс обладает высокой пространственной когерентностью, что позволяет сфокусировать его в пятно, диаметр которого превышает дифракционный предел только в два раза, и получить интенсивность до 10 Вт/см . [c.59]

Эксперименты проводились на установке с лазером на стекле с неодимом, работающем в режиме модулированной добротности [59]. В лазерный блок входили пять усилителей и генератор, с помощью которых можно получать импульсы, близкие к треугольной форме, с энергией до 500 Дж и длительностью от 25 до 30 нс. При фокусировании излучения линзой с фокусным расстоянием 100 см диаметр фокального пятна составлял 3 см. Для изучения микро-структурных изменений и эффекта ослабления волны давления в материале использовались образцы толщиной 0,3 см и меньше. [c.24]

Практическое применение получили три типа усилителей на красителях, на стекле с неодимом и на эксимерах. Усилители на красителях обладают широкой полосой усиления — Асо/2яс 10 см" , и в них возможно усиление импульсов предельно малой длительности. В усилителях на стекле и эксимерах Асо/2яс 10 см" и минимальная длительность усиливаемого импульса имеет порядок 100 фс. Для спектроскопических применений обычно достаточно энергии в импульсе порядка десятков нано джоулей. Коэффициент усиления должен составлять 10" —10 . В случае когда требуется получение сверхсильных полей, на первый план выступает такая характеристика усилителя, как плотность энергии насыщения рабочего перехода (см. (1.3.11)). С этой точки зрения преимущество имеют твердотельные усилители (для стекла 1 Дж/см ) и усилители на эксимерах, для которых Дж/см , зато апертура усиливаемого пучка в последнем случае может быть сделана большой. [c.58]

Оптическая накачка лазеров на красителях. Для возбужде-НИН красителей чаще всего при-—меняют когерентную накачку излучением твердотельных лазеров (ИАГ N(1 +, стекло с неодимом, рубин), работающих в импульсном режиме. В ка 1е-стве накачивающего излучения используется как основная частота, так и гармоники, например вторая ( ь = 0,53 мкм) и третья ( ь = 0,35 мкм) гармоники излучения лазера ИАГ N(1 +. КПД лазеров на красителях с возбуждением при помощи вспомогательного импульсного лазера достигает десятков процентов. Для этанольного раствора родамина 60 при накачке второй гармоникой лазера на стекле с неодимом был реализован КПД, равный 75%. При использовании когерентной накачки лазеры на красителях могут функционировать в качестве широкополосных усилителей оптического диапазона они могут также осуществлять сравнительно простое и эффективное преобразование оптических частот. [c.36]

Активной средой в усилителях является стекло с присадкой неодима, который обеспечивает длину волны основной гармоники лазерного излучения Л, равную 1,06 мкм. Предусматривается конверсия излучения в третью гармонику с эффективностью 60-70%. Физический КПД будет составлять доли процента. В экспериментах на этой установке планируется работа с обоими типами мишеней — с мишенями прямого действия и с рентгеновскими мишенями. Стоимость проекта оценивается приблизительно в 4 миллиарда США, запуск при полной энергии [c.24]

За усиление излучения с длиной волн 1,06 мк ответственны только те ионы, которые находятся на энергетическом уровне но только малая часть из общего числа ионов в стекле возбуждается излучением накачки и дает вклад в усиление усилителя. Эту долю ионов можно точно определить, если знать полностью спектральную и временную характеристики излучения лампы накачки, поглощательную способность неодимового стекла для излучения накачки, время жизни ионов неодима в возбужденном состоянии и эффективность осветительной системы. [c.255]

В большом лазерном усилителе на стекле с неодимом для экспериментов по лазерному термоядерному синтезу активная среда имеет вид стержня диаметром 9 см и длиной 15 см. Усиление малого сигнала в таком усилителе Go = 4. Считая, что максимальное сечение лазерного перехода неодима в стекле равно а = 3-10 2" см , нанднте энергию, которую должен иметь входной импульс (длительностью I не), чтобы иа выходе усилителя получить энергию 450 Дж. Какова полная энергия, запассннуя в усилителе [c.525]

Усилители на стекле с неодимом. Эксперименты по усилению и компрессии импульсов лазера на фосфатном стекле (Я=1,054 мкм, т = =5 пс) проведены авторами [71]. Выделенный из цуга генерации одиночный импульс испытывал бездисперсионную самомодуляцию в коротком (L=40 см) отрезке градиентного многомодового световода. Использование многомодового световода со сравнительно большим диаметром сердцевины (50 мкм) позволило увеличить выходную энергию частотно-модулированного импульса до 2 мкДж. В усилителе на фосфатном стекле его энергия увеличивалась до 500 мкДж, после чего он сжимался до 700 фс. Регистрация производилась методом двухфотонной люминесценции с использованием оптического многоканального анализатора. Пиковая мощность импульса с учетом потерь в решеточном компрессоре составила 300 МВт. [c.269]

На рис. 1.22 показана схема экспериментальной установки, для генерации мощных пикосекундных импульсов, в состав которой входит квази-непрерывный лазер на М(1 УАС с активной синхронизацией мод, одномодовый волоконный световод (длина 1,4 км, диаметр сердцевины 9 мкм), регенеративный усилитель на стекле с неодимом и двухпроходный решеточный компрессор [24]. При самовоздействии в световоде длительность импульса задающего генератора возрастает со 150 до 300 пс, а ширина спектра увеличивается до 5 нм. [c.59]

Успехи последних лет в разработке твердотельных лазеров с широкими линиями усиления позволяют по-новому взглянуть на перспективы мош,ных твердотельных фемтосекундных систем. В таблице в разделе экспериментальные достижения приведены результаты, полученные группой Рочестерского университета в системе, исполь-зуюш,ей стекло с неодимом [18]. Однако новые лазерные материалы, такие, например, как сапфир с ионами титана (ширина линии усиления составляет около 3500 см ), позволяют рассчитывать на усиление импульсов длительностью Ти к 10 фс до энергий, достигаюш,их десятков джоулей [18]. Быстро прогрессируют и мощные усилители [c.293]

Обычно в усилительных каскадах мощных лазерных систем ограничиваются интегральным ненасыщенным усилением одного каскада Се -= ехрСо на уровне от нескольких единиц до нескольких десятков, поскольку при больших значениях Се уже трудно избежать самовозбуждения усилителя, которое может наступить из-за возникновения случайных обратных связей (рассеяние на неоднородностях, отражение от поверхностей оптических элементов усилителя и пр.). В наиболее мощных современных лазерных установках ( Дельфин в СССР, Нова-Новетта в США) используют каскады усилителей на основе стержней и блоков из стекла с неодимом с апертурой оконечных усилителей до 40 см, с энергией импульса на выходе из каскада до 12,5 кДж и мощностью 5,1 10 Вт. Всего система Нова насчитьгоает 10 таких параллельных каскадов. [c.40]

Расходимость лазеров на стекле составляет 10 мрад, что существенно ниже дифракционной. В основном это обусловлено многомодовым режимом генерации. Для уменьшения расходимости вводят ограничивающие апертуры, а также портят (делают шероховатыми) боковые стенки стержней. Для получения мощного излучения с дифракционной расходимостью обычно используют твердотельные усилители. На маломощном задающем генераторе добиваются с потерей энергии хорошего качества излучения, а затем пропускают это излучение через серию усилительных каскадов, используя прекрасные усилительные возможности стеклянных стержней с неодимом (/ oSl см ). [c.178]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...