Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гангрский Ю.П. -> "Ядра в лучах лазера" -> 4

Ядра в лучах лазера - Гангрский Ю.П.

Гангрский Ю.П., Марков Б.Н. Ядра в лучах лазера. Под редакцией Ерлыкина К.А. — M.: Знание, 1984. — 64 c.
Скачать (прямая ссылка): yadravlucgah1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 < 4 > 5 6 7 8 9 10 .. 22 >> Следующая


ЛАЗЕРЫ

С ПЕРЕСТРАИВАЕМОЙ ЧАСТОТОЙ

Вид взаимодействия лазерного излучения с веществом существенно зависит во многих случаях не только от интенсивности, плотности светового потока, но и от частоты излучения. Резонансные частоты атомов и молекул занимают практически весь диапазон частот оптического излучения. Поэтому важно иметь источник когерентного монохроматического света с плавной ре-

9

гулировкой частоты. Этим требованиям в полной мере удовлетворяют лазеры с перестраиваемой частотой.

Известно, что для работы большинства лазеров требуется выполнение трех основных условий, а именно: лазер должен иметь активную среду, инверсную населенность возбужденных состояний атомов и устройство оптической обратной связи.

В качестве активной среды выбирают совокупность атомов, молекул или ионов, которые излучают свет частично в ультрафиолетовом, во всем видимом и ближнем инфракрасном участках спектра электромагнитных волн. В зависимости от агрегатного состояния или особенностей активной среды лазеры подразделяются на несколько типов: газовые, твердотельные, полупроводниковые и лазеры на красителях.

Обычно число атомов (молекул и ионов) в нижнем энергетическом состоянии гораздо больше числа атомов в каком-либо выделенном верхнем (возбужденном) состоянии. Применяя метод, известный под названием накачки, можно -изменить соотношение (населенностей уровней), когда число атомов в возбужденном состоянии будет больше, чем в нижнем. Такое состояние атомов активной среды называется инверсной населенностью. Накачка может производиться импульсными лампами большой мощности, лучом другого лазера, газовым разрядом и другими средствами. Вынужденное испускание света из состояния с инверсной населенностью образует лазерное излучение.

В большинстве лазеров активную среду помещают между двумя зеркалами (или полирозанными поверхностями), образующими оптический резонатор, в котором световой пучок многократно проходит через активную среду. Например, оптический резонатор со 100%-ным отражающим зеркалом с одной и 98%-ным — с другой стороны резонатора увеличивает длину пути, проходимого светом в активной среде, в 50 раз по сравнению с однократным прохождением.

Зеркала способствуют не только усилению света в среде, они обеспечивают еще и обратную связь для поддержания лазерной генерации. Обратная связь поддерживает непрерывные колебания на частоте лазерного перехода.

Для перестройки частоты лазерного излучения можно менять характеристики активной среды, условия на-

10

Лазер накачки

О 450 500 5Б0 600 Х,нм

Рис. /. Спектр поглощения (/) и флуоресценции (2) типичного лазерного красителя

качки и вводить в оптический резонатор частотно-диспергирующие элементы. Большой вклад в разработку таких типов лазеров в нашей стране внесен сотрудниками минского Института физики АН БССР под руководством Б. И. Степанова. Наиболее распространенным видом лазеров с перестраиваемой частотой являются лазеры на красителях. Активная среда такого лазера обычно представляет собой жидкий раствор органического красителя (соединение типа родамин 6Ж). Когда краситель возбуждается внешним источником коротковолнового излучения (непрерывным или импульсным лазером), он излучает свет на более длинных # волнах. Происходит процесс поглощения фотона лазера на длине волны возбуждения красителя, а затем излучение фотона красителем на большей длине волны флуоресценции. Разность энергии фотонов идет на безызлучательные переходы и затем переходит в тепло. На рис. 1 приведены спектры поглощения и флуоресценции типичного лазерного красителя. Существенным здесь является то, что краситель флуоресцирует в широком диапазоне видимой области спектра в отличие от очень узкой полосы спектра, излучаемого лазером накачки. В качестве лазеров накачки широко используются как твердотельные, так и газовые лазеры, работающие на дискретных линиях в импульсном или непрерывном режимах.

В Институте физики АН БССР создана серия лазе-

U

ров под названием «Радуга». Источником накачки служит моноимпульсный рубиновый лазер с основной длиной волны излучения 694,3 нм. Для накачки красителей излучением удвоенной частоты (347,15 нм) на выходе рубинового лазера устанавливается нелинейный кристалл. Красители помещают в набор кювет, закрепленных во вращающийся револьверный барабан. Лазерная установка «Радуга» обеспечивает перестройку длины волны излучения в диапазоне от 260 до 1200 нм. Импульсная мощность излучения в ультрафиолетовом диапазоне (260—360 нм) достигает 1 МВт, в видимом диапазоне (360—720 нм) — 10 МВт и в ближнем инфракрасном — 100 МВт. Длительность импульса накачки и генерации излучения составляет около 20 не.

В Институте спектроскопии АН СССР разработан и внедрен в практику мощный импульсный лазер на парах меди с частотой посылок импульсов для накачки красителей порядка 104 Гц. Во многих направлениях ведутся работы по созданию лазеров разных типов и их применению в различных областях науки и техники в Физическом институте им. П. Н. Лебедева и Институте общей физики АН СССР в Москве.
Предыдущая << 1 .. 2 3 < 4 > 5 6 7 8 9 10 .. 22 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed