Алюмоиттриевый гранат

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]

Рассмотрим каждый из вышеперечисленных эффектов, ориентируясь, как и раньше, в первую очередь на неодимсодержащие стекла и алюмоиттриевый гранат. [18]

По оптическим, физико-химическим свойствам, а также по технологичности оптимальной совокупностью параметров обладают: рубин ( АЬОз: Сг3), алюмоиттриевый гранат с неодимом ( YsAlsO rNd3 1), стекло с неодимом, иттербий-эрбиевое стекло, алюминат иттрия с неодимом ( YAlOsiNd3 1), натрий - лантан молибдат с неодимом ( NaLaMoO. Gds - xNdjjX X ( Sc2 - j Cfj) ОазО) - Все лазеры на этих веществах, за исключением рубина, работают по четырехуровневой схеме. [19]

В качестве генераторов накачки используются импульсные ОКГ на молекулярном азоте ( X-0337 мкм), твердотельные ОКГ на рубине ( А0 69 мкм), генераторы, работающие на второй гармонике ОКГ на рубине ( Я0 345 мкм) и второй гармонике излучения ОКГ на стекле или алюмоиттриевом гранате ( л0 53 мкм), непрерывные газовые ОКГ на аргоне ( Я0 48Ч - 0 51 мкм), длины волн излучения которых совпадают с мощными полосами поглощения растворов красителей. [20]

Цилиндрический ( а, пластинчатый ( б и дисковый ( в активные элементы. z ( а, б и г ( в - оси резонатора. [21]

К, которые такие элементы еще выдерживают и не разрушаются ( см. с. Теплофизиче-ские характеристики алюмоиттриевого граната изменяются с температурой гораздо сильнее, чем характеристики стекол, однако перепады температуры в элементах из граната вследствие его высокой теплопроводности обычно малы. Следует также отметить, что в указанных материалах отсутствует анизотропия теп-лофизических свойств. [22]

Его легируют ионами РЗЭ, в частности гольмия, эрбия, туллия, иттербия в сочетании с хромом или без него. Однако наибольшее распространение получил алюмоиттриевый гранат, легированный неодимом и хромом. Монокристаллы гранатов чаще всего выращивают из раствора в расплаве. [23]

Для упрочнения может быть также использована установка Квант-12. Она создана на базе лазера на алюмоиттриевом гранате. Установка работает в импульсном режиме с достаточно высокой частотой следования импульсов и большим диапазоном изменения длительности лазерного импульса. [24]

Литература по лазерам на гранате с неодимом достаточно обширна, однако, вся она разбросана по большому числу научных журналов, книг, брошюр, в каждой из которых излагается какой-либо частный вопрос. В настоящей книге сделана попытка обобщить накопленный опыт по лазерам на алюмоиттриевом гранате с неодимом и изложить материал в форме, доступной не только инженерам-разработчикам, но и специалистам, связанным с эксплуатацией лазеров. Кроме того, представлен различного рода справочный материал по самым различным вопросам рассматриваемых лазеров. [25]

Активными материалами могут быть твердые диэлектрика, газы, полупроводники и жидкости; практически промышленные оптические квантовые генераторы выполняются на твердых телах или как газовые. В качестве твердых тел используют рубин ( плавленая окись алкжиния с добавкой 0 05 % трехвалентного хрома) и стекло С ПрИМесЯМИ неодима ( ДО 5 %), а в последнее время - алюмоиттриевый гранат с неодимом. [26]

В настоящее время есть все больше оснований полагать, что, кроме трансляционных дислокаций, точечных и других дефектов ( в каноническом восприятии этих понятий), в механических характеристиках и структуре большую роль играют также другие возбуждения решетки. Так, некоторые наблюдения наводят на мысль о возможности массопереноса по специфическим механизмам, которые не сводятся ни к дислокационным явлениям, ни к классической диффузии. Подобного рода факты получены при изучении алюмоиттриевых гранатов, подвергаемых царапанию и вдавливанию индентором. Неожиданный вывод получен на основе квантово-механических расчетов, допускающих возможность столь сильного взаимодействия электронной и решеточной подсистем при больших давлениях ( например, в зонах концентрации напряжений), в результате которого можно говорить об особом и очень сильном возбуждении кристалла, кардинальным образом изменяющем его потенциальный рельеф. [27]

Поскольку подавляющее число ионов неодима в обычном состоянии находится на основном уровне 4 / 9 / 2 ( точнее, подуровнях Zj - Z4), то поглощение света и переход ионов на уровни накачки происходит практически только с этого уровня. Поэтому путем наблюдения спектров поглощения кристаллов АИГ-Nd легко определить уровни накачки, а по интенсивности поглощения света сечение переходов. Кроме ионов неодима, свет поглощается и самой матрицей алюмоиттриевого граната. Как указывалось в § 1.1, матрица прозрачна в диапазоне 240 - 6000 нм. Поэтому в диапазоне видимого и ближнего инфракрасного излучения, где находятся наиболее сильные линии поглощения и усиления кристаллов АИГ-TSJd, полосы поглощения матрицы отсутствуют. Если же в спектре поглощения матрицы появляются полосы, то они обусловлены примесями или дефектами структуры, возникающими в кристалле из-за несовершенства технологии производства. [28]

В объеме настоящей книги дать достаточно подробное описание всех режимов генерации, элементов и конструкции, применения лазеров на гранате с неодимом не представляется возможным. Сюда прежде всего относится материал по активной среде - кристаллам алюмоиттриевого граната с неодимом ( гл. Кроме традиционных вопросов по физико-механическим свойствам и спектрам люминесценции и поглощения кристалла в главе дан материал по динамике населенностей уровней накачки и генерации, рассмотрены термооптические искажения, оказывающие существенное влияние на характеристики излучения. Также подробно рассмотрены методы расчета энергетических и временных характеристик излучения лазеров в основных режимах генерации ( гл. [29]

При работе в непрерывном режиме наиболее важными параметрами являются мощность лазерного излучения, его расходимость и диаметр луча. Чтобы обеспечить плотность мощности, достаточную для осуществления процесса упрочнения, необходимо получить высокую мощность непрерывного излучения. Этому требованию из многих твердотельных лазеров отвечает лишь лазер на алюмоиттриевом гранате. [30]

Страницы: 1 2 3