- laser, care generează optice. radiații datorate tranzițiilor cuantice între energie. stări de ioni trivalenți Nd 3+. plasate în condensatoare. mediu (matrice), de ex. di-electric. cristale și ochelari, semiconductori. metal organic. sau anorganice. lichid. Concentrația Nd 3+. Coeficienții introduși în matrice sunt limitați de efectul con-centru. stingerea luminiscenței și de obicei
1-3 x 10 20 cm -3. În unele cristale și ochelari, acest efect este slăbit și concentrația
10 21 cm-3. Naib. fosfat și silicat (vezi ochelarii cu laser), cristale de ytriu-aluminiu granat (YAG) și granat de gadoliniu-scandiu-galiu (GSGG) sunt promițătoare. Ionii Nd 3+ - naib. particule obișnuite de lucru ale laserelor cu stare solidă. Ele activează cu ușurință multe lucruri. matrice. Pomparea transferă ionii Nd 3+ de la bază. starea 4 I9 / 2 în mai multe. trupe relativ înguste care joacă rolul de top. nivel. Aceste benzi sunt formate dintr-o serie de stări excitate suprapuse, pozițiile și lățimile lor variază ușor de la matrice la matrice. Din benzile de pompare, energia de excitație este transferată rapid la un nivel metastabil de 4 F3 / 2. (Figura 1). Durata de viață a acestui nivel este de 0,2 ms în IAG și 0,7 ms în sticlă. Naib. probabilitatea unei tranziții cu laser este de 4 F3 / 2 4 I11 / 2 (l = 1,06 μm).
Fig. 1. Nivelurile de energie ale ionului de neodim. În pahare datorită eterogenității electrostatice locale. Linia de luminiscență de 1,06 μm este lărgită puternic (până la Dl 30 nm, lărgirea neomogenă). În cristalele YAG, lărgirea omogenă este de aproximativ 0,7 am. O extindere puternică neuniformă conduce la faptul că sticla neodymică are un câștig mai mic, iar laserele corespunzătoare sunt o structură modulară mai bogată decât granatul activat de neodim. În același timp, sticla permite introducerea mai multor (până la 6%) a centrelor active. În pahare cu litiu-fosfat de lantan, este posibilă înlocuirea aproape completă a litiului cu neodim, conducând la o concentrație de ioni Nd 3+. depășind (2-3) • 10 21 cm -3. Cristalele IAG sunt activate la o concentrație de 1,5% în stoechiometrie. înlocuirea ionului Y 3+ cu Nd 3+.
În mod tipic, domeniul de aplicare al lui N. l. pe granat și sticlă sunt în esență diferite. Datorită conductivității și omogenității termice mai mari, laserele cu granat funcționează cu ușurință într-o manieră continuă și pulsată periodică. moduri. Atingat avg. capacități
10 2 wați. Sodiul din neodim, datorită volumelor mari și a unei concentrații mai mari de activator, acumulează energia. Prin urmare, sticla servește ca mediu activ pentru laserele cu impulsuri de mare putere. Valorile energiei pulsate în zeci de kJ au fost atinse.
În cazurile în care calitatea radiațiilor este substanțial ridicată, se utilizează un circuit amplificator principal de oscilator-putere. În această schemă, laserul cu granat este adesea oscilatorul principal. iar amplificatorul de putere (sau stadiul final de amplificare a puterii) este un laser din sticlă de neodim.
N. l. funcționează într-o gamă largă de moduri de generare, de la continuu la vibrații substanțial, cu o durată care ajunge la 0,5 ps. Acesta din urmă este realizat prin metoda de blocare a modului într-o linie largă de câștig, caracteristică pentru ochelarii cu laser.
Când creați N. l. sunt realizate toate metodele caracteristice de control al parametrilor radiației laser, dezvoltate de electronica cuantică. În plus față de așa-numitul. care continuă pe parcursul întregii perioade de viață a pulsului pompei, sunt utilizate pe scară largă modurile de comutare Q (modulate) și de sincronizare (auto-sincronizare).
În modul de funcționare liberă, durata impulsurilor de radiație este de 0,1-10 ms, iar energia radiației în circuitele de amplificare a puterii atinge multe kJ. Durata caracteristică a impulsurilor factorului de calitate încorporată este de cca. 10 ns când este utilizat pentru comutarea Q. dispozitive. În Fig. 2 prezintă schema lui N. l. cu modulatori. factor de calitate. Energia caracteristică a unui generator laser de acest tip este
Fig. 2. Diagrama unui laser cu modul Q: 1 - lampă cu pompă; 2 - tija activă; Modulator 3 (prisma Glan și celula Pockels); 4 - oglinda surzi; 5 - Oglinda de ieșire parțială transparentă.
Fig. 3. Schema unui laser cu auto-sincronizare a modurilor (notația este aceeași ca în figura 2). Un filtru de saturare 6 este situat în apropierea unei oglinzi orb 4.
Trunchierea ulterioară a impulsurilor de generare este realizată prin utilizarea filtrelor antireflecție atât pentru comutarea Q (0,1-10 ns), cât și pentru blocarea modului (1-10 ps). Schema laserului cu blocare în mod automat pentru. Generarea impulsurilor picosecunde cu un filtru saturabil este prezentată în Fig. 3. Pentru ca cavitatea laser să aibă doar o singură perioadă clar definită de bătăi intermodice, marginile opticului. Elementele acestei scheme sunt ușor deviate de la normal la cel optic. axa rezonatorului și capetele de intrare și ieșire ale elementului activ sunt situate la un unghi Brewster față de această axă. Lungimile de undă ale radiației N. l. l = 1,8; 1.3; 1,06; 0,9 pm. Domenii de aplicare N. l. tehnologie, medicină, meteorologie, lungă distanță, sinteză termonucleară cu laser. nat. de cercetare.
Lit. a se vedea art. Solid-state laser. NVV.V. Karlov
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: