Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике 1.5. ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕРДля таких лазеров в качестве активного вещества используют либо смесь газов, либо вещество, находящееся в парообразном состоянии. Газовая среда облегчает получение непрерывного стимулированного излучения, поскольку для перевода вещества в возбужденное состояние требуется меньшая энергия.
Рис. 12. Схема энергетических уровней гелий-неоновой смеси Впервые в качестве активного вещества применялась смесь гелия и неона. Атом гелия в процессе газового разряда возбуждается электронами тока и переходит с основного уровня 1 на уровень 2. При столкновении атомов гелия с атомами неона последние также возбуждаются и совершают переход на один из четырех верхних подуровней (рис. 12). В связи с тем, что перераспределение энергии при столкновении двух частиц происходит с минимальным изменением общей внутренней энергии, то атомы неона переходят в основном именно на уровень 2, а не на уровень 3 или 4. Вследствие этого создается перенаселенность верхнего уровня 2. При переходе атомов неона с уровня 2 на один из подуровней 3 и с уровня 3 на уровень 4 происходит излучение. Поскольку уровень 2 состоит из четырех, а уровень 3 — из десяти подуровней, то теоретически имеются более тридцати возможных переходов. Однако только пять переходов дают стимулированное излучение, которое сосредоточено на длинах волн: 1,118; 1,153; 1,160; 1,199; 1,207 мкм. Схема излучающей головки лазера приведена на рис. 13. Она состоит из газоразрядной трубки, охваченной электродами, к которым подводится высокочастотное поле, и двух сферических зеркал, находящихся вне трубки. Выходные окна трубки расположены под углом
Рис. 13. Схема излучающей головки газового лазера с внешними зеркалами Брюстера к оптической оси прибора. Это обеспечивает наименьшие потери энергии при многократном прохождении светового потока между зеркалами резонатора. Излучение газового лазера отличается от излучения рубинового лазера режимом генерации (непрерывный), более высокой монохроматичностью и когерентностью и большей направленностью — его угловая расходимость не превышает одной угловой минуты. Выходная мощность такого лазера составляет 0,5... 10 мВт при потребляемой мощности около 40...90 Вт. В качестве активного вещества практически можно использовать все инертные газы. Получено излучение от чистого неона, криптона, ксенона, аргона, от гелий-ксеноновой смеси, аргоно-кислородной смеси и др. Получено излучение от паров цезия, от паров воды, от паров ртути, от углекислого газа. Современные газовые лазеры — газодинамические, электродинамические и электроионизационные генерируют более мощное излучение, чем твердотельные (до 2000 Дж). Перспективны химические лазеры, которые могут работать в диапазоне от 0,34 до 11 мкм и позволяют изменять длину волны излучения. Они обладают высоким (до 50%) кпд. Значительное развитие получил газовый лазер, работающий на смеси азота с углекислым газом. Его излучение сосредоточено на волне 10,6 мкм, и работает он в непрерывном режиме. Отличается высоким кпд — до 75%. поскольку излучение такого лазера приходится на «окно прозрачности» атмосферы, то он широко используется для связи, а за рубежом для моделирования систем поражения [14]. Характеристики некоторых отечественных газовых Лазеров приведены в табл. 3. Таблица 3 (см. скан) Характеристики отечественных газовых лазеров [15] В середине 70-х годов в СССР и США были созданы В отсутствие электронного пучка или какого-либо другого предварительного ионизирующего воздействия (например, проникающего излучения квантов высоких энергий), т. е. с помощью только высоковольтного разряда, невозможно возбуждение молекул и создание инверсности в газе высокого давления. Создание электроионизационных лазеров открыло принципиально новый путь получения лазеров большой энергии.
|
1 |
Оглавление
|