Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Айзенберг Ю.Б. -> "Справочная книга по светотехнике" -> 94

Справочная книга по светотехнике - Айзенберг Ю.Б.

Айзенберг Ю.Б. Справочная книга по светотехнике — М.: Энергопромиздат, 1983. — 472 c.
Скачать (прямая ссылка): spravochnayaknigaposvetot1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 88 89 90 91 92 93 < 94 > 95 96 97 98 99 100 .. 414 >> Следующая

Основные технические параметры наиболее распространенных лазеров даны в табл. 4.38.
Газовые лазеры [4.37] могут давать излучение в весьма широком диапазоне длни ноли — от 100 нм до 1,2 мкм. Их излучение обладает наименьшими углами расхождения, наибольшей монохроматичностью и стабильностью частоты. Они могут работать как в импульсном, так и в непрерывном режиме. Недостатком является значительно меньшая мощность излучения с единицы объема активного элемента, чем у твердотельных или жидкостных лазеров. В промышленных типах накачка осуществляется главным образом электрическим разрядом. Существует три основных типа газоразрядных лазеров: 1) атомарный, в котором используются лазерные переходы между энергетическими уровнями возбужденных нейтральных атомов (ИК и частично видимая области), 2) нониый — на возбужденных ионах (УФ и видимая области) и 3) молекулярный — на возбужденных молекулах (ИК область). Типичными представителями лазеров первого типа являются гелий-иеоиовые, второго — нониые (аргоновые) и третьего — лазеры иа С02. Существует также много лазеров каждого типа иа других газах, парах и смесях.
Гелий-неоновый лазер представлиет собой стеклян-
Некоторые специальные источники света
109
ную трубку диаметром 1—5 мм, длиной 0,3—2 м, наполненную смесью Не с Ne до давления 100—400 Па и помещенную в ОР (рис. 4.101, а). Накачка происходит в разряде на постоянном токе нли СВЧ (200 МГц). Атомы Не возбуждаются при соударениях с быстрыми электронами и, сталкиваясь с атомами Ne передают им свою энергию (рис. 4.101,(5). Индуцированное излучение возникает в близком ИК (около 1,15 мкм) и красной (около 0,63 мкм) областях спектра.
Ионные лазеры являются наиболее мощными источниками лазерного излучения в видимой и УФ об-
направленню луча прокачкой газа и с поперечным разрядом при давлениях около 0,1 МПа. Повышение давления позволяет сократить длину оптически активного участка до 0,5—1 м.
Рнс. 4.102. Схематический вид излучателя ионного (аргонового) лазера (продольный разрез).
/ — катод; 2 — разрядный капилляр: 3 — магниты 4 — анод;
5 —окна (под углом Брюстера); 6 — зеркала внешнего оптического резонатора; 7 — вход и выход для жидкости, охлаждающей капилляр; S — трубка для циркуляции Аг.
Гелии Неон
5)
Рис. 4.101. Гелий-пеоновый лазер.
а — схематический вид излучателя (продольный разрез): I — разрядная трубка; 2— окна, расположенные под углом Брюстера для уменьшения потерь иэлуче. ния; 3 — электроды (катод н аиод); 4 — зеркала внешнего оптического резонатора; б — упрощенная схема энергетических уровней (жирные стрелки — вынужденные переходы).
Рис. 4.103. Упрощенная схема энергетических уровней, связанных с лазерным излучением на рубине (7 — основное; 2 — нижние энергетические состояния нона Сг3+ в рубине), // — оптическая накачка; БИ — безыз-лучательные переходы (нагрез кристалла): /?,, Sj —лазерное
излучение (694, 693 им).
ластях спектра. Практический интерес представляют лазеры на зелено-голубых линиях ионизованного аргона (Аг II) (см. табл. 4.38). Значительно реже применяют лазеры на красной (647 нм) и желтой (521 им) линиях Кг II, на голубой (442 нм) н УФ линиях Cd II и УФ линиях Ne II, Аг III, Кг III. Сильная (двух- н трехкратная) ионизация создается в разряде путем пропускания постоянного тока большой плотности (до 300—500 А/см2) через длинный (30—70 см) капилляр (21—3 мм) из материала с высокими нагревостойкостью и теплопроводностью, например бериллиевой керамики; применяют также набор графитовых шайб, разделенных изолирующими кольцами [4.371. Для увеличения плотности тока разряд помещают в продольное магнитное поле (до 105 А/м). Разрядное устройство охлаждается проточной дистиллированной водой. Поток электронов в капилляре увлекает за собой газ от катода к аноду. Чтобы обеспечить обратную циркуляцию газа, анодный конец капилляра за пределами разрядного канала соединяют с катодным при помощи трубки (рнс. 4.102) илн другим путем.
Молекулярные лазеры на СОз являются наиболее мощными генераторами излучения в ИК области н обладают наиболее высокими КПД (см. табл. 4.38). Обычно используют генерацию на Л,= 10,6 мкм. Для повышения эффективности излучения к СОг добавляют азот (N2) и гелнй (Не), а также пары воды.
Активный элемент отпаянных лазеров на СО2 представляет собой охлаждаемую водой стеклянную трубу большой длины, внутри которой происходит разряд. Давление газов 0,1—1 кГТа. Мощность луча в непрерывном режиме несколько сот ватт. Продольно-прокач-ные лазеры (с прокачкой газа вдоль трубы) дают мощности луча порядка 1 кВт. Поперечно-прокачные обеспечивают еще большие мощности, порядка нескольких киловатт. Они работают с поперечной по отношению к
Твердотельные лазеры [36, 4.38[ дают излучение в красной и близкой ИК областях спектра. Степень монохроматичности излучения хуже, расходимость луча больше, чем в газовых. В качестве лазерных веществ наиболее распространены искусственные монокристаллы рубина (AI2O3, активированный трехвалентными ионами хрома (Сг,+), дающего генерацию на 51=0,694 мкм (рис. 4.103), и иттрий-алюминиевого граната (ИАГ), активированного трехвалентными нонами неодима (YaAl50|2:Nd,-,-)) а также неодимовые стекла (специальные силикатные или фосфатные стекла с добавкой 1— 6 % окиси неодима), дающие генерацию на A.sl,06 мкм. Вообще в твердотельных и жидкостных веществах генерация происходит на активирующих присадках, в то время как большинство остальных свойств определяется основным материалом. Активные элементы обычно имеют форму стержней. Их торцы используются как ОР. Иногда применяют н внешние ОР.
Предыдущая << 1 .. 88 89 90 91 92 93 < 94 > 95 96 97 98 99 100 .. 414 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed