Лазерная техника Содержание

Содержание ................................................................................................................................1-2

1. ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ (ГЛ) .....................................................................................................3

1.1. Классификация ГЛ..............................................................................................................3

1.2. Некоторые сведения из физики газового разряда.........................................................4

l.2.1. Понятие плазмы газового разряда......................................................................................4

1.2.2. Основные элементарные процессы в плазме ГР .............................................................5

1.2.3. Понятие устойчивости ГР .................................................................................................7

1.2.4. Описание ГР с помощью вольтамперной характеристики (ВАХ)…........................….9

l.2.5. Несамостоятельный ГР и его применение в ГЛ..............................................................11

1.2.6. Самостоятельный ГР и его применение в ГЛ.................................................................12

1.2.7. Особенности конструкции ГЛ с самостоятельным ГР .................................................15

1.2.8. Использование переменных полей для возбуждения ГЛ .............................................15

1.2.9. Импульсный ГР и его применение в ГЛ ........................................................................17

1.3. СО лазер.............................................................................................................................19

1.3.1. Схема энергетических уровней молекулы СО>, участвующих в процессе лазерной генерации……………..……………………………………………………………….…..……19

1.3.2. Создание инверсии на лазерных переходах ..................................................................20

1.3.3. Формирование частотного спектра лазерного излучения ...........................................21

1.3.4. Зависимость мощности генерации СО>-лазера от температуры активной среды…………………………………………………………………………............................23 1.3.5 Диффузионное охлаждение рабочей смеси ...................................................................25

1.3.6. Многолучевые системы на базе диффузионного лазера……………………………..26

1.3.7. Конвективное охлаждение рабочей смеси.....................................................................30

1.3.8. Импульсные СО -лазеры ................................................................................................33

l.3.9. Газодинампческие СО -лазеры.......................................................................................36

1.4. СО- лазеры..........................................................................................................................40

1.5. Химические лазеры. ….................................................………………………….….…..43

1.5.1. Основные требования, необходимые для прямого преобразования химической энергии в световую ......................................................................................................................................43

1.5.2. HF-лазер .............................................................................................................................43

1.5.3. СО -лазер с химическим возбуждением .......................................................................44

1.6. Атомарные лазеры (Не-Ne-лазер) ..................................................................................45

1.7. Ионные лазеры (Ar-лазер) ...............................................................................................46

1.8. Лазеры на самоограниченных переходах......................................................................48

1.9. Эксимерные лазеры …………………………………….…………………….....…........50

2.Твердотельные лазеры с оптической накачкой…………………………………..…….52

2.1. Общие характеристики и особенности генерации твердотельных лазеров с оптической накачкой…………………………………………………………………………52

2.2 Рубиновый лазер…………………………………………………………………..……....55

2.3. Лазеры на стекле с неодимом…………………………………………………..……….57

2.4. Лазеры на гранате с неодимом (ИАГ-лазеры)…………………………………..……59

3. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЛАЗЕРЫ…………………………………………….…….60

3.1. Вынужденное излучение в полупроводниках………………………………………60

3.2. Создание инверсии в полупроводниках………………………………………...…...66

3.3. Лазеры на гомоструктурах……………………………………………...……….……73

3.4. Лазеры на гетероструктурах……………………………………………………….…80

4. ЛАЗЕРЫ НА РАСТВОРАХ ОРГАНИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЕЙ………………….84

4.1. Лазерные красители…………………………………………………………………...84

4.1.1. Общие сведения…………………………………………………………………….…84

4.1.2. Поглощение света лазерными красителями и их флуоресценция……………….…86

4.1.3. Пути дезактивации возбужденных молекул красителя……………………….…….89

4.1.4. Распространенные красители………………………………………………………....89

4.2. Условие генерации……………………………………………………………………..98

4.2.1. Режим многократного прохождения излучения в резонаторе……………………...98

4.2.2. Режим сверхизлучения…………………………………………………………….…103

4.3. Системы накачки……………………………………………………………………..104

4.3.1. Поперечный способ накачки………………………………………………………...105

4.3.2 Продольный способ накачки………………………………………………………....107

4.4. Дисперсионные резонаторы лазеров на красителях…………………………..…108

4.4.1. Резонаторы с дифракционной решеткой………………………………………....…109

4.4.2. Резонаторы с оптическими призмами……………………………………………….111

4.4.3. Резонаторы с интерферометром Фабри-Перо………………………………………112

4.4.4. Лазеры на красителях с распределенной обратной связью……………………..…114