Лазеры с непрерывной накачкой

Основные типы лазеров с непрерывной накачкой [c.71]

ЛАЗЕРЫ С НЕПРЕРЫВНОЙ НАКАЧКОЙ [c.93]

Среди многообразия лазеров с непрерывной накачкой широкое применение нашли три вида одномодовые ла еры с модуляцией добротности, лазеры с преобразованием частоты и мощные лазеры непрерывного режима. [c.93]

Лазеры с непрерывной накачкой применяют для подгонки номиналов резисторов, а также функциональной подгонки гибридных интегральных схем (установки серии Гибрид ). Созданы полуавтоматы-нарезки резисторов МЛТ-0,125, выполняющие эту операцию одновременно с измерением номинала сопротивления. В производстве прецизионных фольговых резисторов (эталоны сопротивлений) лазеры используют как при изготовлении фотошаблонов, так и при окончательной подгонке с погрешностью 10" % (рис. [c.103]

Для удобства расчетов выражения (4.30) могут быть переписаны через легко измеряемые величины, например относительную энергию (или мощность) накачки. Выражения для лазеров с импульсной накачкой отличаются от выражений для лазеров с непрерывной накачкой. Рассмотрим каждый случай отдельно. [c.134]

Лазеры с непрерывной накачкой. Эти лазеры позволяют су щественно увеличить частоту следования импульсов (до нескольких десятков килогерц). Выражения (4.30) для основных энергетических и временных характеристик излучения также применимы для данного случая, так как они оперируют только с начальной и конечной относительными инверсиями населенности активной среды. При непрерывной накачке удобно измерять мощность накачки Рн и частоту переключения модулятора добротности /м, поэтому именно с этими параметрами необходимо связать указанные значения инверсной населенности. Вид связи существенно определяется частотой /м (или периодом / м) модуляции и может быть получен в простых выражениях для двух крайних случаев при малой частоте модуляции (/ m< 7 i) и при большой частоте [c.138]

Оптимальный ко ффициент отражения выходного зеркала лазера с непрерывной накачкой также зависит от частоты модуляции добротности резонатора. При малой частоте модуляции выражения для Л ро, Л рк, Р ыху Ти аналогичны случаю импульсного лазера. Поэтому выражение для оптимального значения коэф- фициента излучательных потерь определяется выражением [c.140]

Для генерации ультракоротких световых импульсов с помощью АИГ Nd-лазера успешно применяются различные методы. Для лазера с непрерывной накачкой применяется преимущественно метод активной синхронизации мод с использованием акустооптических или электрооптических модуляторов (см. гл. 4). В случае АИГ Nd-лазера с импульсной накачкой чаще всего с помощью пассивной синхронизации создается такой режим, при котором лазер испускает цуг ультракоротких импульсов (см. гл. 7). [c.77]

Это положение представляется спорным, так как в твердотельном лазере с непрерывной накачкой трудно обеспечить стабильный теплоотвод, а это, конечно, сказывается на разбросе параметров импульсов.— Прим. ред. [c.176]

Таблица 6.1. Красители и насыщающиеся поглотители для лазеров с непрерывной накачкой (по [6.12])

С точки зрения построения схем резонаторов, одномодовые твердотельные лазеры целесообразно разделить на три группы. К первой группе отнесем лазеры, в которых термооптические искажения АЭ выражены чрезвычайно сильно рт >(2- 5) дн). Характерными представителями этой группы являются лазеры с непрерывной накачкой, а также лазеры, работающие с большей частотой следования импульсов накачки (> 100 Гц). [c.211]

Генерация последовательности импульсов в лазерах с непрерывной накачкой. На практике часто требуется иметь управляемую регулярную последовательность световых импульсов, следующих друг за другом с достаточно высокой частотой. Для этого используются режимы генерации импульсов при непрерывной накачке. [c.281]

Акустооптические затворы применяют преимущественно в лазерах с непрерывной накачкой, а электрооптические — с импульсной. Это связано со свойствами затвора и с тем фактом, что лазеры с импульсной накачкой характеризуются существенно более высокими значениями коэффициента усиления по сравнению с непрерывно накачиваемыми лазерами. Заметим в этой связи, что оптимальный коэффициент пропускания выходного зеркала составляет обычно всего несколько процентов для непрерывно накачиваемых лазеров, тогда как для лазеров с импульсной накачкой он превышает 50%. [c.334]

При низких значениях коэффициента усиления, характерных для лазеров с непрерывной накачкой, существует возможность срыва генерации уже при относительно небольших потерях, вносимых затвором в резонатор. Поэтому Б таких лазерах могут эффективно использоваться акустооптические затворы как обладающие наиболее низкими потерями в открытом состоянии. Тот факт, что эти затворы плохо запираются, не играет важной роли при условии, что частота следования световых импульсов достаточно высока (5—50 кГц для непрерывно накачиваемого лазера на гранате с неодимом). Однако при низких частотах следования импульсов или, тем более, в режиме одиночных импульсов потери, вносимые акустооптическим затвором в запертом состоянии, могут оказаться недостаточными для срыва генерации непрерывно накачиваемого лазера (и, следовательно, для реализации режима модуляции добротности). Хорошее запирание затвора особенно важно в лазерах с импульсной накачкой. В этом случае не играет роли тот факт, что в открытом состоянии затвор может вносить относитель- [c.334]

Рнс. 5.35. Лазер с модуляцией добротности, работающий в импульсно-периодическом режиме с непрерывной накачкой. Зависимость Ni/Np от величины х, на которую скорость накачки превышает свое пороговое значение для нескольких значений нормированной частоты повторения импульсов /. [c.301]

Лазеры с синхронизацией мод могут работать как с импульсной, так и с непрерывной накачкой (рис. 5.46). При импульсной накачке активная синхронизация мод достигается, как правило, [c.320]

ЛИНЕЙНЫЕ ЛАЗЕРЫ В РЕЖИМЕ СВОБОДНОЙ ГЕНЕРАЦИИ С НЕПРЕРЫВНОЙ НАКАЧКОЙ [c.73]

Конструкции лазеров на АИГ-Nd с импульсной накачкой и их элементная база. Конструкции импульсных лазеров во многом аналогичны конструкциям лазеров на рубине и стекле, а также конструкциям лазеров на гранате с непрерывной накачкой. Конкретное конструктивное исполнение во многом определяется назначением лазера. [c.109]

Для точечной группы тт2, к которой принадлежит ниобат бария-натрия, имеется три независимых нелинейных коэффициента йз1, йзг, йзз [1]. Величины этих коэффициентов были вычислены по результатам измерения выхода мощности второй гармоники на длине волны 0,532 мкм при использовании сфокусированного излучения ИАГ Nd-лазера (Л = 1,064 мкм) с непрерывной накачкой и периодической модуляцией добротности [1, 34]. Коэффициенты ниобата бария-натрия оценивались относительно коэффициента du кварца (табл. 5.3). Некоторая разница в полученных различными авторами значениях нелинейных коэффициентов НБН объясняются, видимо, различием качества использовавшихся кристаллов. [c.193]

Рис. 2.12. Трехзеркальный резонатор лазера на красителе с непрерывной накачкой. Показаны только оптические оси пучка накачки и лазерного пучка. Активным материалом служит свободно текущий раствор красителя (струя), находящийся в месте перетяжки обоих пучков. Для получения определенного направления поляризации при возможно малых потерях струя располагается по отношению к лазерному пучку под углом Брюстера. Зеркала Si и S2 имеют относительно малые, обычно равные радиусы кривизны. Расстояния между зеркалами S3, S2 и S2, Si обозначены d.2 и d. Расстояние от перетяжки лазерного пучка до зеркала Si обозначено

Лазер на АИГ Nd с непрерывной накачкой, работающий в комбинированном режиме, т. е. одновременно с модуляцией [c.148]

Основы устройства лазеров на красителях с непрерывной накачкой [c.217]

Некоторые применения лазеров с непрерывной накачкой. Излучение одномодовых лазеров импульсного режима работы ЛТИ-500 может быть сфокусировано в пятно размером несколько десятков микрон, поэтому такие лазеры применяют для выполнения тонких технологических операций. С использованием этих лазеров созданы автоматизированные установки скрайбирования полупроводниковых пластин (рис. 4.12), которые обеспечивают глубину надреза 150—200 MIKM при ширине 30— 50 мкм. [c.103]

Принцип работы лазерно-телевизионных систем не отличается от принципа работы обычных телевизионных систем. В данном случае поле зрения телекамеры падювечивается лазерным излуче нием. Импульсные лазеры на АИГ-Nd с модуляцией добротности применяют в кадровых системах видения (засветка объекта производится одний импульсом излучения), лазеры с непрерывной накачкой — в сканйрующих системах. [c.127]

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]

Высокое разрешение и относительно большой динамический диапазон могут быть обеспечены при возбуждении излучением лазера с непрерывной накачкой и синхронизацией мод с использованием техники синхронного сканирования. При этом луч фоторегистратора периодически отклоняется с частотой следования импульсов. При строгом сохранении постоянства разности фаз между этими колебаниями и последовательностью возбуждающих импульсов картина распределения интенсивности на экране неподвижна (вызванный флуктуациями разброс отсчета времени может быть снижен до субпикосекундного диапазона выбором соответствующих лазеров для возбуждения и применением высокостабильной электроники). Типовая установка [9.8] показана на рис. 9.5, а. [c.329]

Резонаторы одномодовых твердотельных лазеров с непрерывной накачкой [c.211]

Все перечисленные выше обстоятельства приводят к необходимости использовать в мощных одномодовых лазерах схемы резонаторов с динамической стабильностью по отношению к флуктуациям ТЛ 104 108]. При определенных условиях необходимо также резонатор-ными методами нейтрализовать влияние переменного термоклина. Резонаторы должны, кроме того, обеспечивать заданный размер основной моды в АЭ и сравнительно небольшие дифракционные потери, поскольку коэффициент усиления в лазерах с непрерывной накачкой обычно сравнительно невелик и для подавления мод более высокого порядка вполне достаточно потерь в 10-20%. Этим требованиям отвечают схемы резонаторов с динамической стабильностью и минимальным уровнем дифракционных потерь основной моды, проанализированных в 4.2. Динамически стабильные неустойчивые резонаторы мало пригодны для непрерывно накачиваемых лазеров, так как в них сложно обеспечить малые дифракционные потери с достаточно широкой областью динамической стабильности. [c.215]

Лазеры с импульсно-периодической накачкой характеризуются, как правило, меньшей величиной термоонтических искажений АЭ рт 2 дп) и более высокой плотностью мощности излучения, нежели лазеры с непрерывной накачкой. Эти особенности имеют существенное значение при разработке схемы резонатора. Во-первых, умеренный уровень термооптических искажений АЭ приводит к тому, что оптимальный размер основной моды в АЭ определяется не величиной паведеппой анизотропии или аберрациями АЭ, а поперечным размером АЭ уоо (0,5 -г 0,7)Ло- Поскольку обычно радиус АЭ Ло 2,5 мм, то оптимальный размер перетяжки основной моды гио > 1,5 мм, что существенно больше, чем в резонаторах с высоким уровнем термооптических искажений АЭ. Таким образом, резонатор твердотельного лазера с импульсной накачкой должен обеспечивать сравнительно большой размер основной моды в АЭ. Во-вторых, необходимо избегать сильной фокусировки излучения на внутрирезонаторных элементах, в частности па зеркалах. Это связано с высокой пиковой мощностью излучения импульсных лазеров, особенно работающих в режиме генерации гигантских импульсов и конечной лучевой стойкостью оптических элементов. Поэтому при построении схемы резонатора, с учетом требуемых мощностных характеристик лазера, приходится вводить ограничения на предельно допустимый размер перетяжки основной моды на элементах резонатора. Так, если предельно допустимая плотность мощности излучения, определяемая лучевой стойкостью элементов, [c.226]

Рис. 5.48. Типичная схема разгрузки резонатора в лазере с непрерывной (напрнмер, в Nd YAG- или Аг +-лазере) накачкой. Зеркала Afi — Мз обладают поминальным 100 7о-иым отражением на длине волны генерации. Штриховыми линиями показаны пучкн, дифрагированные модулятором. Для разгрузки резонатора лазера, работающего в режиме синхронизации мод, на одном из концов резонатора (например, вблизи зеркала Mi) помещается устройство для синхронизации мод.

Рис. 6,53. Типичная конструкция непрерывного лазера на центрах окраски. Параметры установки, приведенные на рисунке, относятся к КС1 Li-лазеру с продольной накачкой Кг+-лазером. (Согласно Молленеру [37].)

Развитие и дальнейшие перспективы квантовой э пектроники связаны с созданием эффективных, перестраиваемых по частоте источников излучения в различных областях оптического диапа-зона, работающих в разных режимах непрерывном, импульсном, импульсно-периодическом. Одним из перспективных путей создания таких лазеров является преобразование лазерного излучения. Лазер, использующий принцип такого преобразования, содержит две ступени. Первая—лазерный источник накачки, который возбуждает вторую ступень — активную среду (твердую, жидкую или газообразную). Возбуждение может быть резонансным и нерезонансным. Первыми преобразователями с резонансным возбуждением были полупроводниковые лазеры с оптической накачкой [121. В дальнейшем резонансная накачка была осуществлена в жидких активных средах, что привело к созданию лазеров на красителях. С появлением мощных лазеров в ИК-диапа-зоне (прежде всего СОг-лазеров) в качестве активных сред преобразовательных лазеров стали применяться молекулярные газы. К настоящему времени теоретические и экспериментальные исследования полностью подтвердили перспективность ГЛОН как источников излучения в среднем, дальнем ИК и субмиллиметро-вом диапазоне. [c.126]

Динамика генерации одномодовых многочастотных лазеров. Лазеры, гене рирующие на одной поперечной моде (обычно нулевой), чаще всего содержат а спектре не одну, а несколько частот резонатора i(продольные моды). Их колю-чество (при отсутствии в резонаторе специальных селекторов частоты) определяется шири/ной линии усиления, ха рактером уширения этой линии и условиями пространственного перекрытия продольных мод в активной среде. В лазе>-рах на гранате с неодимом с непрерывной накачкой количество продольных мод (частот), генерируемых лазерем в нулевой поперечной моде, обычно составляет [3—7]. [c.79]

Ширина моды резонатора Асор для лазеров на АИГ-Nd всегда существенно больше частоты релаксационных колебаний (согласно 4 2.3 А(0р/2я=1г р 9,5 МГц, 2о/2д 73 Гц). Поэтому подавляющий вклад В шумы лазерного излучения согласно (3.20) дают шумы в релаксационном шике AQo.- Применительно к типичным параметрам лазеров на АИГ-Nd с непрерывной накачкой (Айо/2я 73 кГц) относительные квантовые шумы, обусловленные релак- [c.88]

В предыдущих главах были рассмотрены 1принцип действия и физика генерации лазеров с непрерывной и импульсной накачкой. Для Практического использования лазеров необходимо представление о конкретных характеристиках выходного излучения, а также о конструкции лазеров и их составных частей. В настоящей главе рассмотрены оптические схемы, узлы и элементы конструкции, а также подробные характеристики излучения отечественных серийных лазеров на гранате с неодимом. [c.93]

При малой частоте время накопления инверсной населенности, равное существенно превосходит Т. Поэтому начальная инверсная населенность Л/ро максимальная и равна стационарной ненасыщенной населенности Ne. Отсюд а ясно, что нормированная начальная инверсная населенность Npo равна превышению порога генерации а = Рн/Япор, введенному для лазера с непрерывной генерацией. С учетом этого выражения для /з, Ти получаются в виде, аналогичном случаю импульсного лазера (4.326), (4.33), где ак находится из выражения (4.31). Используя выражение для пороговой инверсной населенности (2.266) и пороговой мощности накачки (2.30) можно выражения для пиковой мощности и энергии излучения гигантского импульса (4.30в, г) привести к удобному для расчетов виду [c.138]

Видно, что присадкой является неодим — Nd. Накачка импульсных лазеров на ИАГ Nd обычно осуществляется импульсными ксеноновыми лампами, спектр излучения которых довольно близок к спектру излучения АЧТ при температуре несколько тысяч градусов, т. е. является малоселективным. В случае создания лазеров с непрерывным режимом работы используют вольфрамовые ламп ы накаливания с йодным циклом, имеющие непрерывный спектр, а также криптоновые дуговые лампы, в спектре которых есть линии, совпадающие с полосами поглощения активного вещества. Самым лучщим является использование ртутно-калиевых ламп в сапфировых баллонах [20]—они обеспечивают полное согласование спектров излучения и поглощения накачки. Кпд доходит до 20% при накачках, близких к пороговым, которые обычно реализуются в режимах с высокой частотой повторения импульсов, в случае использования ламп, заполненных криптоном. Если в решетку граната вводят ионы хрома, то используют ксеноновые лампы. Это вызвано тем, что хром в гранате имеет две широкие полосы поглощения на 0,43 и 0,59 мкм, которые хорошо согласуются со спектром излучения ксеноновых ламп. [c.45]

Для определения установившейся формы стационарных импульсов в лазере на красителе с непрерывной накачкой надо написать условие самопроизведения импульса после каждого полного прохода резонатора [c.194]

Разработка лазеров на красителе с непрерывной накачкой дала возможность получить посредством пассивной синхронизации мод непрерывную последовательность пикосекудных импульсов. Возможная конструкция резонатора такого лазера показана на рис. 6.12 [6.14]. В качестве источника накачки используется аргоновый лазер непрерывного действия. Его излучение проходит мимо кварцевой призмы и фокусируется сферическим зеркалом на свободно текущий лазерный краситель. Насыи ающийся поглотитель контактирует с глухим зеркалом и протекает через кювету тонким слоем, толщина которого может меняться от 200 до 500 мкм. Плоские поверхности кюветы с красителем наклонены так, чтобы предотвратить образование дополнительных резонаторов Фабри—Перо. Пучок [c.217]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...