Твердотельные лазеры

Среди твердотельных оптических квантовых генераторов наиболее известные рубиновый лазер и лазеры на стекле, в частности неодимовый лазер (наиболее мощный твердотельный генератор).

Активная среда твердотельных квантовых генераторов состоит всегда из двух компонент — основной, с кристаллическим или аморфным диэлектриком и примесной (примесь составляет несколько процентов от основной компоненты). Все физические процессы, приводящие к генерации когерентного излучения, происходят в атомах примеси; основная компонента в этих процессах непосредственно не участвует и является как бы средой, несущей и оберегающей от вредных внешних воздействий (перегрев, механические перегрузки) излучающие вкрапления атомов или ионов примеси. Для создания инверсии в лазерах данного типа используется оптический метод, т. е. активная среда «накачивается» светом от специальных мощных ламп-вспышек. В чем же заключается микроскопический механизм возбуждения и последующего когерентного высвечивания атомов примесной компоненты? В рассматриваемом случае излучатели работают по трех — или четырехуровневой схеме. В трехуровневой схеме возбуждающее излучение «забрасывает» атомы из основного состояния в верхнее возбужденное состояние. Верхний третий уровень в принципе может распадаться путем спонтанных и индуцированных переходов 3—>-2, 3—>-1. Следовательно, в данной схеме промежуточный уровень заселяется «сверху» путем излучательных переходов 3->-2. Если теперь уровень 2 оказывается долгоживущим, или, как говорят, метастабильным (скорость его «распада»—частота переходов 2-> 1 много меньше скорости его «заселения» — частота переходов 3->-2, то на втором уровне атомов окажется больше, чем на первом. Метастабильность уровня означает, что время жизни атома на этом уровне ничтожно мала. Поскольку атомы на уровень 2 поступают в конечном счете с основного уровня 1 (через верхнее состояние 3), а обратно на основной уровень возвращаются «большим опозданием», то уровень 1 «обедняется». В результате и возникает инверсия N2> N, что приводит к генерации фотонов с энергией Е2—Е Аналогичным образом создается инверсия в четырехуровневой схеме. В этой схеме накачка также осуществляется на верхний уровень — 4, но генерация соответствует переходу 3->2 (N3>N2). Условие инверсной заселенности уровней 3 и 2 в данном случае оказывается формально более сложным, и мы его разбирать не будем.

Устали от учебы? Отдохни, есть игра весёлая ферма древний рим. Очень увлекательная игрушка, а все подробности здесь www.progi.name.

Навигация

Предыдущая статья: ←

Следующая статья:

Оставить свой комментарий

Пожалуйста, зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.

Похожие записи

  • Семейство лазеровСемейство лазеров В настоящее время создано чрезвычайно много различных лазеров. Стало возможным получать пучки когерентного излучения в широком диапазоне […]
  • Первый газовый лазерПервый газовый лазер В качестве примера рассмотрим газовый лазер на смеси гелия и неона, созданный в 1960 г. А. Джаваном. Он, как и рубиновый лазер, был первым […]
  • Мощные СО — лазерыМощные СО — лазеры Мощные СО - лазеры. В настоящее время наиболее мощным из газовых лазеров является лазер на смеси углекислого газа С02 и азота N2. […]
  • Наносекунды и пикосекундыНаносекунды и пикосекунды Наносекунды и пикосекунды. Однако существует метод, позволяющий существенно сократить длительность лазерного импульса и тем самым повысить […]
  • Газовые лазерыГазовые лазеры Активная среда этих лазеров находится в газовой фазе. В подавляющем большинстве случаев создание инверсной заселенности уровней в лазерах […]
  • «Красный» рубиновый лазер и «тепловой» неодимовый лазер. «Красный» рубиновый лазер и «тепловой» неодимовый лазер. Первый, созданный в 1960 г. Мейманом (Интересно, что статья Меймана, в которой сообщалось о создании первого в мире твердотельного лазера, […]
  • Ночезрительная труба ЛомоносоваНочезрительная труба Ломоносова Король Георг II, хотя и был не очень образован и не обладал познаниями в искусствах и науках, а вдобавок был по-немецки скуповат, основал […]
  • Лазер — автоколебательная системаЛазер — автоколебательная система Лазер — автоколебательная система. Разработка общей структуры квантовых генераторов исторически связана с принципами радиофизики. В основе […]
Поиск
Поделись интересным!
Рубрики
Яндекс.Метрика

Посетите наши страницы в социальных сетях!

ВКонтакте.      Facebook.      Google Plus.      Twitter.      YouTube.      Одноклассники.      RSS.
Вверх
© 2017    Копирование материалов сайта разрешено только при наличии активной ссылки   //    Войти