Физические величины - Бабичев А.Н.
ISBN 5-283-04013-5
Скачать (прямая ссылка):
Y3Al5O12 : Nd3+ (-0,8%) Cr3+ (0,5%) %Fb? *F7/2 1,0298 210
Y3Ga5O12 : Nd3+ (1,5%) ірЬ/2 - ^7,2 1,0233 77
(Y, Yb)3 Al5O12 2p5? 2f7/2 1,0293 77
(Yb, Lu)3 Al5O18 ^5/2-^7/2 1,0294 77
Уран (U3+, 5/®)
BaF2 4/І1/2 — ^9/2 2,556 20
CaF2 4^l 1/2 *"*" if9? 2,613 300
2,57 300
2,51 77
2,44 77
2,24 77
SrF2 4/1X/2 — 4/9/2 2,407 90; 77; 20
34.4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ НЕОДИМОВЫХ ЛАЗЕРНЫХ СТЕКОЛ
Стекло, активированное неодимом, — наиболее распространенный и широко применяемый материал для твердотельных лазеров. Отечественная промышленность и зарубежные фирмы выпускают более 50 марок активированных неодимом стекол.
В табл. 34.4 и 34.5 приведены физико-химические, оптические и спектрально-люминесцентные характеристики промышленных неодимовых лазерных стекол, выпускаемых в СССР. Все отечественные стекла имеют силикатную или фосфатную основу. Стимулированное излучение связано с переходами между электронными
уровнями активаторного иона Nd3+. Приведенные в таблицах спектрально-люминесцентные характеристики относятся к переходу iFil2—*-Чщ2-
Одной из наиболее трудно определяемых спектроскопических характеристик лазерных материалов является пиковое сечение генерационного перехода. Разные работы дают противоречивые значения этой величины, В табл. 34.5 приведены сечения переходов, измеренные лазерной методикой в аналогичных условиях [51].
Лазеры на неодимовых стеклах работают в импульсном режиме. Для накачки обычно используются импульсные ксеноновые газоразрядные лампы.
Более подробные сведения о неодимовых лазерных стеклах можно найти в [51—53].
943, Таблица 34.4. Физико-химические свойства промышленных неодимовых лазерных стекол [51, 52]
Марка стекла Концентрация ионов Nd»+, 10=» см"3 Плотность, 10» кг/см» Теплопровод-Вт/(м-К) Удельная теплоемкость, ДжДкг-К) Коэффициент линейного расширения, IO-' К"» Модуль Юнга, 10" Па Модуль сдвига, 10« Па Коэффициент Пуассона
Силикатные стекла
кгсс 3 2,02 2,90 - - 113 6,37 2,16 0,25
КГСС 5 3,96 2,93 - - 110 6,42 - 0,25
КГСС 7 5,93 2,96 - - 105 6,50 - 0,25
ЛГС 5 6,03 3,01 - - 102 - - -
ЛГС 236 1,83 2,56 0,62 670 93 7,79 3,19 0,22
ГЛС 1 1,90 2,66 0,98 710 94 7,35 2,99 0.23
ГЛС 2 1,98 2,70 - - 119 6,78 - 0,23
ГЛС 3 5,30 2,70 - - 121 6,83 - 0,24
ГЛС 4 4,56 2,66 0,70 710 112 6,93 2,84 0,22
ГЛС 5 0,97 2,72 0,49 670 1 113 5,78 2,25 0,27
ГЛС 6 1,96 2,74 0,49 670 114 5,68 2,25 0,26
ГЛС 7 3,05 2,81 0,40 670 113 6,17 2,45 0,26
ГЛС 8 5,16 2,86 - - 108 5,98 2,35 0,27
ГЛС 14 4,56 2,73 0,70 690 108 7,0 2,75 0,23
ЛГС 59 4,68 2,62 - - 114 6,55 2,64 0,23
Фосфатное стекло
ГЛС 21 1,38 3,49 0,40 570 106 5,33 2,06 0,29
ГЛС 22 2,0 3,51 0,40 570 106 5,58 2,19 0,28
ГЛС 23 3,6 3,52 - - - 5,58 - 0,28
ГЛС 24 5,7 3,52 - - - 5,58 - 0,28
ГЛС 25 2,33 3,35 0,41 670 111 5,12 - -
ГЛС 26 3,30 3,40 0,41 670 102 5,12 - -
ГЛС 27 12,7 3,40 0,44 570 94 5,34 - 0,29
ГЛС 32 2,0 3,38 0,50 - 103 5,42 - 0,28
ЛГС 40 2,75 2,50 - - 156 5,06 2,0 0,26
ЛГС 41 3,06 2,67 - - 112 - - -
ЛГС 54 2,01 2,81 - - 170 4,76 1,86 0,28
ЛГС 55 1,90 2,66 0,77 840 127 5,82 2,30 0,26
ЛГС 56 1,93 2,70 0,56 880 128 6,61 2,65 0,25
ЛГСИ-1 1,33 3,38 0,42 670 106 5,39 2,10 0,29
ЛГСИ-2 2,33 3,39 0,42 670 Ili 5,12 1,98 0,31 Таблица 34.5. Оптические и спектрально-люминесцентные характеристики промышленных неодимовых лазерных стекол [52, 53]
Показатель преломления (>. = 1,06 мкм)
Коэффи-дисперсии
Коэффи-Брюстера,
Показатель поглощения (X= 1,06 мкм), IO-' см-'
Ширина полосы люминесценции ('f3/2 4J 11/2)-
Время жизии метаста-бильного состояния, MKC
Силикатные стекла
КГСС 3 1,533 57,5 2,4 3—5 1,058 - 570 2,1
КГСС 5 1,536 57,5 2,4 3-5 1,057 - 510 2,1
КГСС 7 1,542 57,2 2,4 3-5 1,057 - 390 2,1
ЛГС 5 1,543 55,7 - 3—5 - - 370 2,0
ЛГС 236 1,567 43,9 2,9 2-3 1.059 - 350 2,9
ГЛС 1 1,523 57,9 2,7 1—3 1,058 35 440 2,4
ГЛС 2 1,518 - 2,8 2 - 29 460 2,2
ГЛС 3 1,518 - 2,8 2 - - 360 2,5
ГЛС 4 1,516 57,8 - 1—3 1,058 - 480 2,0
ГЛС 5 1,533 52,4 2,2 1-3 1,057 - 570 1,6
ГЛС 6 1,538 52,2 2,3 1—3 1,057 35 500 1,6
ГЛС 7 1,542 51,2 2,2 1-3 1,057 35 410 2,1
ГЛС 8 1,548 50,6 2,2 1-3 1,057 - 290 2,1
ГЛС 14 1,525 56,9 2,4 2-5 1,057 - 420 2,0
ЛГС 59 1,529 52,0 - 1—2 1,057 - 440 2,0
Фосфатные стекла
ГЛС 21 1,582 58,6 1,1 1—2 1,055 - 340 3,5
ГЛС 22 1.582 58,7 1,3 1-2 1,055 28,6 300 3,5
ГЛС 23 1,582 - 1,3 1—2 1,055 - 250 3,5
ГЛС 24 1,582 - 1,3 1—2 1,055 - 210 3,5
ГЛС 25 1,568 65,3 1,3 1-2 1,054 - 270 3,0
ГЛС 26 1,564 65,7 1.4 1—2 1,054 - 230 3,0
ГЛС 27 1,568 - 1,4 1—2 1,054 - 90 3,0
ГЛС 32 1,582 56,5 1,3 1-2 1,054 - 270 3,2
ЛГС 40 1,493 67,0 - 1—2 1,054 24,0 200 4,0
ЛГС 41 1,506 69,5 - 1—2 1,054 - 230 2,9
ЛГС 54 1,562 44,8 2,1 1—2 1,055 26,7 260 3,9
ЛГС 55 1,521 63,4 2,0 1-2 1,053 30,0 310 2,8
ЛГС 56 1,532 63.3 1,9 1-2 1,054 29,5 300 3,1
ЛГСИ-1 1,565 65,7 1,3 1—2 - - - -
ЛГСИ-2 1,568 65,3 1,3 1-2 - - 300 3,0
« 60-2159 945 34.5. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЛАЗЕРЫ
В полупроводниковых лазерах, в отличие от лазеров на примесных кристаллах, активным веществом служит сама кристаллическая матрица полупроводника, а примеси лишь служат источником носителей заряда: электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне. При создании с помощью накачки избыточного (по сравнению с равновесным) числа электронов и дырок возможно возвращение к состоянию равновесия посредством оптического межзонного перехода — фоторекомбинации. Вероятность фоторекомбинации велика лишь для прямозонных полупроводников, таких, у которых максимум энергии в валентной зоне и минимум энергии в зоне проводимости соответствуют одному и тому же значению квазиимпульса. По этой причине все полупроводники, на которых получена генерация, являются пря-мозонными Перечислим важнейшие свойства полупроводниковых лазеров:
