Генерация - лазерное излучение
Cтраница 2
 |
Схема для расчета концентрации легирующего элемента в зоне лазерного легирования. [16] |
В твердотельных лазерах в качестве активной среды используются твердые тела: рубин, специальное стекло, алюмоиттриевый гранат, вольфрамат кальция и др. Всего к настоящему времени разработано и испытано несколько десятков различных твердых сред, пригодных для создания твердотельных лазеров. Однако для целей упрочнения могут использоваться лишь те из них, которые обеспечивают генерацию лазерного излучения с определенными энергетическими и пространственно-временными характеристиками. В зависимости от вида используемой активной среды твердотельные лазеры могут работать в импульсном или в непрерывном режиме генерации излучения. При работе в импульсном режиме для реализации процессов упрочнения важны следующие параметры лазерного излучения: энергия в импульсе, длительность импульса, расходимость излучения, диаметр луча, частота следования импульсов. При реализации процесса шокового лазерного упрочнения важной характеристикой также является импульсная мощность излучения. [17]
Молекулы эксимеров существуют только в электронно-возбужденном состоянии. Переход из возбужденного состояния в несвязанное сопровождается когерентным излучением в широкой области спектра ( 100 - 600 нм), что используется для генерации лазерного излучения. [18]
Минимальная энергия, необходимая для проведения ЛРИ-про-цесса, составляет около 2 - 4 эВ на атом 235U, расходуемых в молекулярном варианте на разрыв химических связей. В атомном варианте эта энергия равна 6 2 эВ, необходимых для ионизации атома урана. Однако эффективность генерации лазерного излучения лежит в пределах от 0 1 % до нескольких процентов. Дополнительные потери возникают при неточном сведении лазерных лучей, отражении от зеркал и при прохождении окон. Все эти непроизводительные затраты должны быть еще умножены на некоторый коэффициент, учитывающий тот факт, что не всегда первое возбуждение атома или молекулы непременно приводит к окончательному выделению нужного изотопа на сборнике продукта. [19]
Для этого используются нелинейные эффекты, играющие в лазерах большую роль, с учетом нелинейности между различными модами имеется связь и их нельзя рассматривать как независимые. Синхронизация мод перестает быть полностью случайным процессом, и имеется возможность на нее воздействовать. В качестве примера рассмотрим генерацию лазерного излучения, когда в резонатор введен фильтр, коэффициент пропускания которого увеличивается с увеличением интенсивности проходящего через него света. Фильтр действует практически безынерционно. Если в результате случайной синхронизации небольшого числа мод произошло усиление интенсивности, то при прохождении через фильтр эти синхронизованные моды будут меньше всего ослаблены и получат преимущество по сравнению с другими модами, которые проходят фильтр в другие моменты времени при меньшей интенсивности поля и, следовательно, сильно ослабляются. При последующих прохождениях фильтра синхронизованные моды создают условия относительного усиления других мод, которые оказались случайно синхронизованными с уже существующими. Таким образом, усиливаются лишь моды, находящиеся в режиме синхронизации или впервые случайно попадающие в режим синхронизации. Благодаря этому увеличивается число мод, находящихся в режиме синхронизации, продолжительность импульса уменьшается, а его мощность соответствующим образом увеличивается. [20]
Из этих состояний электроны и дырки могут рекомбинировать, либо испуская фотон с энергией, приблизительно равной ширине запрещенной зоны, либо без излучения. Максимум излучения арсенида галлия при электроннолучевой накачке согласуется с переходами электронов из состояний в зоне проводимости на акцепторные уровни, лежащие на 0 03 эв выше нормальной границы валентной зоны. Такое несоответствие можно объяснить тем, что в генерации лазерного излучения принимают участие состояния, расположенные в зоне проводимости значительно ( на 10 kT) выше ее нижней границы. [21]
 |
Диапазоны длин волн светового излучения. [22] |
При многократном прохождении усиливаемого излучения между зеркалами оптического резонатора формируется мощный направленный пучок лазерного излучения. Обычно - лазерное излучение выводится из резонатора через одно из зеркал, которое делают частично прозрачным. Основу конструкции любого лазера составляет активный элемент ( рабочее тело), в котором непосредственно осуществляется генерация лазерного излучения при воздействии накачки. [23]
Выход был найден в использовании для создания химических лазеров цепной реакции. Например, при взаимодействии молекулярного водорода с хлором, если хотя бы часть молекул хлора разбить на ато - мы, реакция образования молекул галоидоводорода идет по цеп -: Кому механизму. Тогда образуются химически активные атомы хлора и водорода, а их взаимодействие может быть использовано для генерации лазерного излучения. [24]
 |
Блок-схема применяемого в голографии твердотельного лазера с усилителем. [25] |
Модулятор добротности на красителе представляет собой жидкостную ячейку с насыщающим красителем, например крипто-цианином, растворенным в метаноле; эта ячейка помещается внутри оптического резонатора. Первоначально краситель поглощает флуоресценцию лазерного стержня, изолируя таким образом зеркала от остальной части резонатора. По мере того как интенсивность света возрастает, краситель неожиданно обесцвечивается и лазерное излучение может отражаться от обоих зеркал резонатора, что приводит к генерации лазерного излучения. [26]
Что касается напряженности поля излучения, при которой электронные эффекты надо принимать во внимание, то какие-либо общие утверждения сделать затруднительно. Дело в том, что абсолютное значение динамической поляризуемости резко зависит от частоты излучения ( лекция 3), а эффективность резонансного заселения возбужденного состояния - от расстройки резонанса и ширины резонансного состояния. Из этих оценок следует, что динамическая поляризуемость должна проявляться при напряженности поля Е 5 104 В / см, а эффект насыщения должен возникать при Е 102 Ц / см, Это сравнительно очень небольшие величины, которые легко реализуются при импульсном режиме генерации лазерного излучения. [27]
 |
Схема лазера с оптическим затвором. [28] |
Оказывается, что режим периодич. Подавление более слабой моды более сильной происходит при достаточно большой интенсивности излучения, когда существенно начинает сказываться насыщение коэф. Затем они прекратят свой рост, будучи подавленными наиболее мощным импульсом, по в промежутке между импульсами начнут развиваться снова. Генерация лазерного излучения высокой монохроматичности требует спец. [29]
Атом фтора далеа всту - 1ст во взаимодействие с молекулой водорода, и образуется воз - / жденная молекула фтороводорода с неравновесным распреде-ением энергии. Колебательно-вращательные переходы в - такой Молекуле и могут быть использованы для получения лазерного излучения. Выход был найден в использовании для создания химических лазеров цепной реакции. Тогда образуются химически активные атомы хлора и водорода, а их взаимодействие может быть использовано для генерации лазерного излучения. [30]
Страницы: 1 2 3