Излучение - рубиновый лазер
Cтраница 3
 |
Устройство ( а и принцип действия. а рубинового лазера и схема. [31] |
Поскольку торцы рубинового стержня ( диаметр стержня обычно меняется от 0 5 до 1 см, а его длина - от 2 до 10 см) имеют зеркала, то за счет многократного отражения возникшее индуцированное излучение само себя лавинообразно усиливает - фотон, испущенный одной частицей параллельно оси 00 ( рис. 209, а), может играть роль сигнала для другой частицы. В частности, он может, отразившись от зеркала, сыграть вторично роль сигнала для той же самой частицы, которая его испустила, и произойдет весьма бурное высвечивание энергии, накопленной в возбужденных состояниях во время импульсной накачки. Возникает излучение рубинового лазера в виде вспышки. [32]
Частоты, на которых работают лазеры, позволяют передать огромное количество информации. Используемые в настоящее время радиочастоты вплоть до самых коротких волн не могут идти в этом отношении ни в какое сравнение с частотами световых волн. Например, полоса излучения рубинового лазера составляет 100 Мгц. Умопомрачительные перспективы открывает лазер в увеличении дальности передач. Сфокусированный луч лазера современного типа, по существу первоначального, совсем не совершенного типа, может быть виден простым глазом на расстоянии 9 триллионов ( 9 1012) км. Это расстояние равно так называемому световому году. В пределах этого расстояния находятся от нас все планеты нашей Солнечной системы. [33]
 |
Схема излучающей головки газового лазера с внешними зеркалами. [34] |
Это обеспечивает наименьшие потери энергии при многократном прохожД дении 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. [35]
Автоматический запуск разряда самим облаком паров не может привести к оптимальным результатам с точки зрения интенсивности линий и отношения интенсивности линий к фону. Это можно понять из рис. 2.29, на котором показана снятая камерой с покадровой разверткой временная последовательность картины возникновения поперечного разряда. На нем можно различить пятно излучения рубинового лазера, образование сгустка паров, его перемещение по направлению к зазору между электродами и возникновение поперечного разряда с последующим образованием паров от вспомогательных электродов, которые в данном случае отталкивают часть паров образца. Отсюда можно сделать вывод, что воздействие лазерного импульса и поперечный разряд недостаточно хорошо синхронизованы во времени. [36]
При увеличении мощности накачки увеличивается интенсивность лазерного излучения. Однако такое увеличение имеет предел. Это обусловлено тем, что по мере увеличения числа атомов в метастабильном состоянии возрастают процессы спонтанного излучения, в результате чего, уменьшается инверсия налесснности, приводящая к уменьшению интенсивности излучения. Энергия излучения рубиновых лазеров по сравнению с газовыми больше и может достигнуть 10 Дж и более, что связано с большей концентрацией активных атомов в рубине, чем в газе. [37]
В начале начинают развиваться высокодобротные моды, соответствующие центру линии люминесценции. Поэтому интенсивность их раньше достигает таких значений, когда просветляется затвор и начинается лавинный процесс генерации импульса, при котором высвечивается большинство активных атомов. Таким образом, запасенная в активном веществе энергия преобразуется в основном в излучение нескольких центральных мод. Обычно в спектре излучения рубиновых лазеров с пассивным затвором присутствуют 2 - 3 продольных моды. [38]
Расчет, который учитывает только наинизшую зону проводимости и зоны легких и тяжелых дырок, дает коэффициент поглощения, близкий к измеренной величине. Таким образом, промежуточные переходы, которые доминируют в GaAs, характеризуются матричными элементами, соответствующими запрещенным переходам ( как это рассмотрено в разд. Ясс ( со) содержит матричный элемент импульса, подобный выражаемому формулой ( ЗЛО), и аналогично переходы в пределах одной из валентных зон или между двумя валентными зонами запрещены. В работе Ванга и Чанга [782] был получен лазерный эффект при комнатной температуре в ZnS, возбужденном излучением рубинового лазера путем двухфотон-ного поглощения. [39]
 |
Спектральное поглощение излучений на разных высотах.| Тонкая структура спектра поглощения в диапазоне 3 07 - 3 1 мкм.| Спектральное поглощение излучения в диапа. [40] |
На рис. 29 - 46 представлена интегральная кривая пропускания, спя-тая приборами с широкой полосой пропускания. На самом деле колебательно-вращательные спектры имеют более сложную структуру. На рис. 29 - 48 показана тонкая структура спектра поглощения водяного пара в диапазоне 3 07 - 3 1 мкм. Это обстоятельство иллюстрируется рис. 29 - 49, где по оси ординат отложено спектральное поглощение всей толщи относительно сухой атмосферы, полученное с помощью спектрометра высокого разрешения и Солнца как источника. По оси абсцисс нанесена шкала длин волн в ангстремах и шкала температуры t, при которой реализуются соответствующие длины волн излучения рубинового лазера. Как видно из рисунка, поглощение излучения рубинового генератора в атмосфере должно существенно зависеть от температуры его рабочего тела. Следует заметить, что вершины линий поглощения, приведенные на рисунке, безусловно, уменьшены спектрометром из-за его хотя и высокой, но все же ограниченной разрешающей способности. [41]
Принципиальное значение имеет связанная с поляритонным рассеянием возможность создания перестраиваемых источников излучения в инфракрасной и в далекой инфракрасной областях. Изменяя угол 9, мы можем продвигаться по дисперсионной кривой для поляритонов ( фиг. Такая перестройка в особенности напрашивается на фотоноподобной части нижней ветви; в подходящих веществах изменения угла 9 на несколько градусов позволяют изменять поляритонную частоту в 5 раз. При экспериментальных исследованиях кристалла LiNbOs [3.16-11] вынужденный процесс возбуждался излучением рубинового лазера ( длина волны 0 694 мкм, мощность LL 1 МВт, длительность импульса x2Q не), причем были выделены стоксова и поляритонная волны. Вследствие сильного инфракрасного поглощения ( сильная механическая волна) коэффициент преобразования в данном случае был значительно ниже граничного значения, определяемого соотношениями Мэнли - Роу. Изменение угла в пределах 0 5, 9 4 создает перестройку в области длин волн 250 мкм ХР 50 мкм. [42]
Страницы: 1 2 3