Типы газоразрядных лазеров

Типы газоразрядных лазеров. Для возбуждения газовых лазеров широко применяется метод накачки, использующий самостоятельный электрический разряд в активной среде. Такие лазеры принято называть газоразрядными ). Они работают на весьма разреженных газовых средах давление газа составляет примерно 1—10 мм рт. ст. [c.44]

Различают три типа газоразрядных лазеров генери- у рующие на переходах между уровнями ионов (лазеры на ионизированных газах — ионные лазеры)-, генерирующие на переходах между уровнями нейтральных атомов (лазеры на нейтральных атомах, или лазеры на атомных переходах) генерирующие на переходах между уровнями молекул (лазеры на молекулярных переходах — молекулярные лазеры). Активными центрами в указанных трех типах лазеров являются соответственно свободные ионы, свободные атомы, свободные молекулы. [c.45]

Электрические разряды, применяемые в газоразрядных лазерах. Активной средой газоразрядного лазера является образующаяся при возникновении электрического разряда газоразрядная плазма. Если времена нарастания и спада импульса тока меньше характерных времен установления равновесия в плазме, то имеет место импульсный электрический разряд. Наряду с импульсными применяются также стационарные (квазистационарные) электрические разряды. В газоразрядных лазерах используются два типа стационарных разрядов дуговой ионных лазерах) и тлеющий (в молекулярных лазерах и лазерах на атомных переходах). [c.46]

ДО недавнего времени общей чертой большинства используемых лазеров — будь то лазеры жидкого, твердого или газообразного типов — была сравнительная простота устройства излучателей света. Например, в нервом рубиновом лазере излучателями являлись примесные ионы хрома, которые превращают кристалл окиси алюминия в рубин. Твердые и некоторые жидкие лазеры также используют в качестве излучателей примесные ионы редкоземельных металлов, В газоразрядных лазерах роль излучателей могут играть атомы, ионы или даже просто молекулы неорганических соединений, таких как двуокись углерода. Только в полупроводниковых лазерах в процессе излучения света используется сам полупроводник. Однако и в этом случае можно говорить о простоте строения, поскольку излучающие атомы упорядочены в кристаллической решетке. [c.17]

Угловая расходимость лазерного излучения зависит от вида резонатора. При параллельных зеркалах она порядка одной минуты, при сферических — порядка 30 мин. Мощность излучения зависит от длины газоразрядной трубки, в непрерывном режиме для различных типов лазеров она находится в пределах от 1 до 100 мВт. [c.39]

Типичным представителем этого типа ОКГ является аргоновый лазер (рис. 25). Давление аргона в трубке обычно составляет десятые доли мм рт. ст. При увеличении давления газа концентрация электронов возрастает, а электронная температура уменьшается. Это приводит к достижению некоторого оптимального давления, при котором энергия и мощность генерации максимальны. Питание трубки осуществляется от источника постоянного напряжения, однако возможно использование и высокочастотного разряда. При возрастании тока разряда увеличивается концентрация заряженных частиц, поэтому мощность генерации сильно увеличивается. Вначале, после достижения порога генерации, имеет место очень быстрый рост выходной мощности. Затем, по мере возрастания тока, увеличение мощности замедляется и стремится к насыщению. Насыщение возникает вследствие все возрастающего поглощения фотонов на переходе между нижним рабочим и основным ионным состояниями, что приводит к возрастанию заселенности нижнего рабочего уровня. Однако практически величина тока, идущего через газоразрядную трубку, ограничивается величиной нагрузки, которую может выдержать капилляр (рис. 26). [c.42]

В настоящее время импульсная генерация осуществляется на переходах атомов, ионов и молекул. В таких типах лазеров, как гелиево-неоновый, при длительности импульсов 10 не — 10 МКС инверсия настолько кратковременна, что при этом уже отсутствует необходимость релаксации нижнего уровня. Диф )у-зия на стенках не имеет значения, и мощность можно повысить простым увеличением диаметра газоразрядной трубки. Таким образом, оказалось возможным получение мощности в импульсе свыше киловатта с несколько большим коэффициентом полезного действия, чем при работе в непрерывном режиме. [c.48]

Лазеры на красителях. Рабочая среда — жидкость (разрабатываются и газовые системы). Оптич. накачка (применяются как излучения др. типов Л., так и газоразрядных ламп). Осн. достоинство — большой диапазон плавной перестройки частоты генерируемого излучения. [c.551]

В лазерах с поперечной прокачкой происходит преим. конвективный теплоотвод. Существует много конструкций газоразрядных камер, объем к-рых может достигать десятков литров. Погонная мощность определяется высотой и длиной разрядной камеры в направлении потока и макс. плотностью мощности накачки, при к-рой ещё возможно в данной конструкции камеры поддерживать устойчивый разряд. Для большинства конструкций эта величина лежит в пределах 2—5 Вт/см , Мощность лазеров такого типа составляет 5—20 кВт. На рис. 6 показан общий вид одного [c.444]

Конкретные схемы разрядов будут рассмотрены в последующих главах при описании различных типов лазеров. В этом параграфе остановимся лишь на некоторых особенностях конструкции и питания самостоятельных разрядов, обусловленных их физическими свойствами. Очень часто газоразрядные камеры технологических лазеров имеют прямоугольную геометрию и для однородного возбуждения среды необходимо обеспечивать равномерное протекание тока через катодные поверхности большой площади. Даже в отсутствие потока газа это можно сделать, если плотность тока в объеме равна или немного выше нормальной плотности тока для дан- [c.106]

На рис- 5.4 изображены две схемы формирования импульса накачки с использованием тиратрона и тиристора. В схеме на рис. 5.4,6 использован повышающий импульсный трансформатор для согласования выходных параметров источника накачки с вольт-амперной характеристикой газоразрядной трубки [88]. Успешно могут применяться в схемах накачки импульсных газовых лазеров тиристоры типа ТЧ и ТБ, допускающие высокие скорости нарастания разрядного тока и способные формировать импульсы микросекундной длительности. Обычно тиристоры применяются совместно с импульсными трансформаторами. Высоковольтные высокочастотные тиристоры могут серьезно ограничить область ис- [c.88]

Исключительные свойства когерентного лазерного излучения, коренным образом отличающие его от некогерентного излучения традиционных, для оптической области тепловых, газоразрядных и люминесцентных источников света, обусловили бурное развитие лазерной техники и широкое применение лазеров в научных исследованиях и в практике. Б настоящее время существует много типов лазеров, отличающихся способами возбуждения активной среды, спектральной областью, мощностью, временными и спектральными характеристиками излучения и т. п. [c.445]

Проблемы распространения лазерного излучения в атмосферном аэрозоле представляют в настоящее время чрезвычайно важный интерес в связи с широким практическим использованием лазеров и как инструментов исследований, и как элементов устройств различного назначения, работающих через атмосферу. С точки зрения распространения в атмосферном аэрозоле лазерные пучки имеют особенности, к числу которых следует отнести прежде всего обычно высокую степень пространственно-временной когерентности и поляризации излучения, а также пространственно-угловую ограниченность пучков. Эти особенности оптических пучков не являются специфическими только для лазерных источников и могут быть получены, если в этом есть потребность, для других типов источников (газоразрядных, тепловых и т. п.). Поэтому рассмотренные в этой главе вопросы рассеяния не относятся к числу специфических только для лазерного излучения. Названием главы в данном случае подчеркивается лишь совокупность рассмотренных вопросов, представляющих основной интерес при рассеянии именно лазерных пучков. [c.208]

При проектировании устройств подобного типа необходимо учитывать погрешности, связанные с точностью расположения выходных окон газоразрядной трубки. Обычно эти окна располагаются под углом Брюстера к оптической оси резонатора. Неточность расположения одного окна относительно другого вызывает искривление вертикального положения луча. В промышленных лазерах погрешность в расположении окон не превышает одной угловой секунды. В этом случае угловое отклонение от истинной вертикали порядка (п—1) а 0,5" или увод луча на 100 м — 0,25 мм. Экспериментальными исследованиями с помощью фотоэлектрического датчика установлена зависимость интенсивности излучения лазера от вертикального положения оптической оси газоразрядной трубки (рнс. 64). [c.98]

С Г. л. получена генерация на более чем 6000 отдельных линиях в очень широкой области спектра от вакуумного УФ до субмиллиметровых волн. Г. л. посвящается примерно половина научных публикаций по лазерам, из них более 60% — газоразрядным лазерам. Конструктивные особенности, мощность генерации, кпд п др. характеристики Г. л. меняются в очень широких пределах. Большое число Г. л. разл. типов выпускается серийно. -Г. Uempavi. ГАЗОВЫЙ РАЗРЯД — прохождение электрич. тока через газ, сопровождающееся совокупностью электрич., оптич. и тепловых явлений. Подробнее см. Электрические разряды в газах. [c.381]

Рассматриваемый нами круг проблем имеет уклон в сторону газоразрядных лазеров, причем основное внимание мы уделяем общим принципам, а не описанию деталей работы лазеров различных типов. Одно из следствий такого подхода состоит в том, что в книге даны ссылки только на те источникп, которыми мы непосредственно пользовались. Огромное количество литературы, составляющей основу для цитируемых нами работ, осталось по отмеченным, за что мы приносим свои извинения. [c.9]

Лазер на парах меди [5]. В качестве еще одного примера газоразрядного лазера на атомных переходах укажем лазер на парах меди. Он интересен, в частности, тем, что относится к типу лазеров, генерирующих на самоограниченных переходах. Для образования паров меди и для создайия инверсии используется импульсный разряд. [c.52]

Он представляет собой оптический микроскоп со стробоскопическим осветр1телем, который работает синфазно с возбудителем динамических перемещений. Четкость и устойчивость стробоскопического изображения зависит соответственно от длительности световых импульсов и их скважности, за время которых увеличенное изображение исследуемого микроучастка не должно сместиться на расстояние более 0,1 мм. Такие условия достигаются применением газоразрядных импульсных источников света [3] при скорости перемещения изображения до 200 м/с или импульсных лазеров [4] при более высоких скоростях в сочетании с индуктивными синхронизаторами типа [5], обеспечивающими стабильную скважность световых импульсов. [c.304]

ОПТИЧЕСКИЕ РАЗРЯДЫ — газоразрядные явления, аналогичные электрическим разрядам в газе, возникающие в воздухе или др. газе под действием мощных световых (лазерных) полей. До изобретения лазеров изучались и использовались газовые разряды в полях более низких частот, чем оптические в пост, электрич. поле, в ВЧ-, в СВЧ-полях. Лазерная техника открыла физике газового разряда оптич. диапазон. Различают два осн. типа О, р. 1) л а э е р н а я искра — оптич. пробой газа, т. е. бурное нарастание ионизации ранее не ионизированного газа 2) непрерывный О. р.— поддержание в газе уже имеющегося ионизов, состояния под действием светового излучения. [c.448]

Указанные технические и эксплуатационные сложности реализации разрядов с электронным пучком можно во многом обойти, используя для накачки СОг-лазеров рассмотренный в гл. 3 несамостоятельный разряд, поддерживаемый периодическими импульсами ионизации. В литературе этот тип разряда часто называют комбинированным. Наиболее подготовленная для практической реализации схема такого разряда приведена в табл. 4.5 (схема 4). Ионизация газоразрядного промежутка осуществляется периодически создаваемыми емкостными импульсными разрядами, возникающими при подаче на расположенные с наружной стороны диэлектрических стенок камеры тоководы. Несамостоятельный ток поддерживается между системой штыревых катодов и трубчатым анодом. Лазеры с данным способом возбуждения обладают однородной активной средой, имеют повышенные значения КПД и перспективы дальнейшего повышения мощности. [c.141]

Возбуждение лазеров на эксимерах галоидов инертных газов можно проводить не только в тройных, то и в бинарных столкновениях (4.37) и (4.38). Это позволяет снизить давление рабочей смеси до 0,5...1,5 атм (инертный газ 10... 100 торр, галогены или галогеноносители типа SFe, NF3 1...10 торр, остальное буферный газ — Ne или Аг) и использовать для ее возбуждения газоразрядную импульсную технику с предварительной ионизацией разрядного промежутка. Энергия таких эксимерных лазеров в моноимпульсе может достигать 10 Дж (KrF) при КПД 2% и импульсной мощности >10 Вт. [c.167]

В предыдущих главах рассматривались основные причины, влияющие на вид интерференционной картины, наблюдаемой с ИФП. При этом предполагалось, что источник излучения испускает свет в виде цугов бесконечно большой длины, т. е. анализируемое излучение обладает временной когерентностью. Пространственная когерентность реального газоразрядного источника. может быть определена с помощью теоремы Ван-Циттера — Цернике [5] или, для объемных источников спонтанного излучения типа полого катода, с помощью обобщения теоремы Ван-Циттера— Цернике, выполненного в работе [17]. До появления лазеров ИФП обычно освещался светом с очень малыми разме-)ами области пространственной когерентности (10 —10 см). Использование ИФП совместно с лазерами в качестве селекторов излучения, применение ИФП в перестраиваемых лазерах для сканирования и монохроматизации излучения, измерение АК ИФП с помощью одночастотного лазера и другие способы их применения приводят к необходимости развития теории, описывающей вид интерференционной картины при прохождении через ИФП полностью или частично пространственно-когерентного излучения. В то же время появление импульсных лазеров с малой длиной излучаемого светового цуга, а также исследование спектральных линий, испускаемых атомами и ионами с малым временем жизни возбужденного состояния, ставят вопрос о влиянии на вид наблюдаемой с ИФП интерференционной картины временной когерентности излучения. Число работ, посвященных этим проблемам, в настоящее время невелико [29, 38, 47], хотя пространственная и временная когерентность анализируемого излучения, конечно, оказывают решающее влияние на формирование АК идеального и реального ИФП. [c.78]

Такое расположение торцевых граней используется в твердотельных и в газовых лазерах (рис. 1.5). В последнем случае торцевые грани газоразрядных трубок выполняют в виде брюстеровских окон. Резонатор, содержащий брюстеровские грани, оказывается амплитудно-анизотропным. Собственные типы колебаний отличающиеся азимутом линейной поляризации, характеризуются различными потерями. [c.18]

Принципиальная схема твердотельного лазера представлена на рис. 6.22. Твердый активный элемент 2 размещают в резонаторе между двумя зеркалами 1 ш 3. Зеркало 1 полностью отражает все падающее на него излучение, а зеркало 3 является полупрозрачным. Оптическая накачка активной среды осуществляется энергией газоразрядной лампы-вспыщки 4 с источником питания 6. Для получения более эффективного облучения лампу 4 вместе с активным элементом 2 помещают в кожух 5, на внутреннюю поверхность которого нанесено отражающее покрытие типа серебра, золота и др. Кожух 5 имеет эллиптическую форму, а лампа и кристалл размещаются в фокусах эллипса. Этим достигаются условия равномерного и интенсивного освещения кристалла. [c.439]

Специфика газов проявляется в разнообразии типов ч-ц, уровни к-рых используются для возбуждения генерации (нейтр. атомы, ионы, неустойчивые молекулы). Поэтому процессы, используемые для создания инверсии населённостей, в Г. л. весьма многообразны. К их числу относятся электрич. разряд, хим. возбуждение, фотодиссоциация, газодинамич. процессы, возбуждение электронным пучком и т. д. Оптич. накачка с помощью газоразрядных ламп, применяемая в жидкостных и твёрдотельных лазерах, мало эффективна для бoл JШин твa Г. л., т. к. газы обладают узкими линиями поглощения. [c.104]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...