1.9. УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ ЛАЗЕР

В предыдущих параграфах нами были рассмотрены лазеры, излучающие в видимом и инфракрасном диапазонах электромагнитного спектра.

Рис. 16. Схема процессов, приводящих к накачке экснмерного лазера на ксеноне

Важное значение имеют ультрафиолетовый и рентгеновский участки диапазона спектра частот. Однако первый освоен крайне слабо. Создана часть приборов на аргоне, криптоне и азоте.. Они излучают в диапазоне волн и имеют очень незначительную мощность. Лишь работы последнего времени показали, что могут быть созданы и лазеры высокой мощности [14]. Для этого пригодны так называемые эксимерные лазеры на аргоне, криптоне и ксеноне. Эти инертные газы устойчивы только в виде одноатомных молекул. Однако некоторые возбужденные состояния могут образовывать связанные состояния, они-то и получили название эксимеров (молекула, устойчивая в возбужденном состоянии, не связанная в основном состоянии). Эксимеры инертных газов при высоком давлении испускают молекулярное излучение в области вакуумного ультрафиолета и обладают высоким коэффициентом преобразования кинетической энергии в световое излучение. Возбуждение происходит при взаимодействии с быстрыми электродами. На рис. 16 показана последовательность реакций, происходящих в эксимерном лазере на Верхнее возбужденное состояние лазерного перехода возникает в результате сложной последовательности соударений, в которой участвуют ионы атомы молекулярные эксимеры и свободные электроны:

В окончательном процессе возникает лазерное излучение и образуются свободные атомы ксенона, которые могут снова подключаться в цепочку взаимодействия. Соударения и поглощение излучения на каждой стадии могут привести к обратным реакциям вдоль цепи, а также к потерям при диффузии. На практике эксимерный лазер представляет собой газовую камеру высокого давления (до десятков атмосфер). Внутри камеры установлены зеркала с диэлектрическими покрытиями. Возбуждение осуществляется импульсным пучком быстрых электронов, которые вводятся в газ. В некоторых экспериментах использовались импульсы тока 70 кА электронов с энергией 1 МэВ. Параметры излучения отдельных эксимеров даны в табл. 6.

Таблица 6 (см. скан) Параметры эксимерных лазеров [14]