Световая накачка
Cтраница 1
Импульсная световая накачка приводит к созданию в активной среде инверсной населенности и, когда разность насе-ленностей уровней превысит пороговое значение, начинается генерация. [1]
Для световой накачки лазера можно также использовать энергию взрыва, который, как правило, сопровождается яркой вспышкой. Такое устройство может оказаться экономичным и компактным. Известны применения для этой цели тонкой проволочки, взрывающейся при пропускании через нее тока большой силы. [2]
Газоразрядная трубка световой накачки, обвивающая рабочий объем лазера, создает мощный поток фотонов, возбуждающих атомы рабочего вещества. Заметим, что никакое накопление возбужденных атомов во втором возбужденном состоянии невозможно. То самое излучение, которое переводит атомы из основного в возбужденное состояние ( состояние 3 на рис. 6.4), вызывает индуцированное излучение этих атомов и их ускоренный переход в основное состояние. В процессе возбуждения часть атомов, однако, высвечивается из второго в первое возбужденное состояние и там накапливается. [3]
В качестве источника световой накачки может быть использован луч рубинового лазера. Была получена генерация в близкой и далекой ИК-области на бензоле, нитробензоле, дейте-рированном бензоле, циклогексане, пиридине и других веществах. [4]
Для современных радарных установок, световой накачки лазеров и дальних систем связи требуются кратковременные, но мощные источники электроэнергии. Обычно ее запасают в громоздких конденсаторных батареях, весьма недолговечных. Установка представляет собой МГД-генератор. Источником рабочей плазмы ему служат небольшие заряды взрывчатки, покрытые слоем цезия - щелочного металла, способствующего ионизации. При нажатии кнопки срабатывает капсюль, раскаленные газы прорывают тонкую диафрагму и с первой космической скоростью - 8000 метров в секунду - проносятся мимо полюсов магнитов, отсасывающих возникающую электроэнергию. [5]
 |
Обобщенная схема процессов возбуждения и генерации в лазерах на самоограниченных переходах [ I ]. [6] |
Широкие полосы поглощения молекул позволяют использовать большое количество энергии световой накачки. Излучение атомов, полученных в результате диссоциации, происходит в узких характеристических линиях спонтанного излучения атомов. [7]
 |
Два возможных варианта рабочих переходов трехуровневой схемы. а - рабочий переход между уровнями 3 и 2. б - рабочий переход между уровнями 2 к J. [8] |
Отсюда следует, что в такого рода двухуровневой системе под действием световой накачки получить инверсию невозможно. Для осуществления инверсии необходимо иметь по крайней мере три уровня. В твердотельных лазерах используются вещества, работающие как по трех -, так и по четырехуровневой схеме. К первым относятся лазеры на рубинах, ко вторым - лазеры, в которых в качестве рабочего тела используются стекла с примесью неодима. [9]
В режиме свободной генерации формирование импульсов излучения осуществляется с момента достижения порогового уровня энергии накачки и длится в течение практически всего периода действия импульса световой накачки. Длительность импульса в этом режиме составляет десятые доли - единицы миллисекунд. Режим модулированной добротности используется для генерации мощных ( вплоть до гигаватт) и коротких импульсов излучения длительностью порядка 10 - 7 - Ю-9 с. Принцип действия ОКГ в этом режиме заключается в искусственной задержке и сокращении времени излучения за счет накопления активных атомов на метастабильном уровне за время действия импульса накачки. Для обеспечения этого режима работы временно уменьшается добротность резонатора путем введения дополнительных потерь, в результате чего условия самовозбуждения не выполняются. По окончании импульса накачки, когда на метастабильном уровне накопились почти все атомы активного вещества, быстро восстанавливается добротность ( исключающая потери) резонатора, и возбужденные атомы переходят на нижний уровень, излучая мощный короткий импульс света. [10]
Газовые ячейки ( отдаленные родственники старых аммиачных ячеек) с их высокой добротностью обещают обеспечить стабильность частоты, если будет решена проблема ухода частоты из-за буферных газов и диффузии, изменения объема резонатора и световой накачки. Они, вероятно, смогут работать длительное время ( за исключением источника света), но только при наличии сигналов от других источников, например от кварцевого генератора. Их малые размеры и возможность достижения высокой стабильности, вероятно, позволят использовать их в качестве практически непрерывно работающих эталонов. [11]
Важное применение найдут, вероятно, органические полупроводники в качестве лазерных материалов. Лазеры на хелатах, в которых органическая часть хелата, имеющая полисопряженную систему, эффективно поглощает энергию широкополосной световой накачки, а система уровней редкоземельного иона обусловливает индуцированное излучение, уже находятся в стадии конструкторских разработок. Имеются попытки создания лазеров на основе собственно сопряженной системы двойных связей в органической молекуле. [12]
Связанному состоянию электрона и дырки - вкситону соответствует в физике высоких энергий позитроний - связанное состояние электрона и позитрона. В 1968 была предсказана п в 70 - х гг. обнаружена новая форма вещества - электронно-дырочная жидкость. Соответствующий аналог в физике высоких энергий - самосвязанная относительно плотная система электронов и позитронов в присутствии световой накачки - пока неизвестен. [13]
Страницы: 1