Ссылка на файл: >>>>>> http://file-portal.ru/Устройство лазера схема/
Устройство и применение лазера
Принцип действия лазера: особенности лазерного излучения
Устройство лазера. Принцип действия лазера.
В настоящее время в качестве активной рабочей среды лазера используются различные агрегатные состояния вещества: Для создания инверсной населённости среды лазера используются различные методы накачки. Накачка лазера может осуществляться как непрерывно, так и импульсно. При длительном непрерывном режиме вводимая в активную среду мощность накачки ограничена перегревом активной среды и связанными с ним явлениями. В режиме одиночных импульсов возможно введение в активную среду значительно большей энергии, чем за то же время в непрерывном режиме. Это обусловливает большую мощность одиночного импульса. В твердотельных лазерах накачка осуществляется за счёт облучения мощными газоразрядными лампами-вспышками, сфокусированным солнечным излучением так называемая оптическая накачка и излучением других лазеров. При этом возможна работа только в импульсном режиме, поскольку требуются очень большие плотности энергии накачки, вызывающие при длительном воздействии сильный разогрев и разрушение стержня рабочего вещества. В газовых и жидкостных лазерах используется накачка электрическим разрядом. Такие лазеры работают в непрерывном режиме. При этом инверсия населённостей возникает либо непосредственно у продуктов реакции, либо у специально введённых примесей с подходящей структурой энергетических уровней. Накачка полупроводниковых лазеров происходит под действием сильного прямого тока через p-n переход, а также пучком электронов. Существуют и другие методы накачки газодинамические, заключающиеся в резком охлаждении предварительно нагретых газов; фотодиссоциация, частный случай химической накачки и др. Оптический резонатор представляет собой систему из двух зеркал 1 и 2 рис. В простейшем случае это обращенные друг к другу параллельные или вогнутые зеркала на общей оптической оси, между которыми помещается активная среда кристалл или кювета с газом. Те фотоны, которые движутся под углами к оси кристалла, выходят из активной среды через боковую поверхность. Движущиеся вдоль оптической оси фотоны после многократного отражения от зеркал и усиления потока фотонов в активной среде выходят через полупрозрачное зеркало 2. В результате создается строго направленный световой пучок когерентных фотонов — лазерное излучение. Отметим, что усиление излучения при одном проходе между зеркалами должно превосходить пороговое значение , то есть потери энергии из-за излучения, вышедшего через зеркало 2 , за один проход. Чем больше пропускание этого зеркала, тем больше должно быть пороговое усиление активной среды. Как следует из Для получения усиления вышедшие из резонатора электромагнитные волны должны быть в одинаковой фазе, чтобы при их интерференции результирующая амплитуда стала максимальной. Это условие, очевидно, удовлетворяется в том случае, если любая волна, вернувшаяся в исходную точку на поверхности выходного зеркала, а также в любую точку активной среды, будет находиться в той же фазе, что и первичная волна независимо от числа испытанных ею отражений. Для этого оптическая длина пути, проходимого волной между двумя возвращениями, должна удовлетворять условию:. Действительно, поскольку оптическая разность хода d и разность фаз связаны между собой соотношением , то условие Однако роль резонатора заключается не только в увеличении длины пути света в активной среде. Он также позволяет получить высокопараллельное и очень близкое к монохроматическому излучение. Зеркала лазера не только обеспечивают существование положительной обратной связи, но и работают как резонатор, усиливая одни генерируемые лазером моды 9. Дело в том, что энергетические уровни в силу различных причин доплеровское уширение, внешние электрические и магнитное поля, квантовомеханическое эффекты и др. Поэтому могут возникать ситуации, когда на ширину спектральной линии укладывается несколько собственных частот резонатора. В этом случае излучение лазера будет многомодовым. Кристалл рубина имеет розовый цвет. Кристалл должен быть в высокой степени оптически однородным, чтобы не происходило рассеяние излучения. Устройство накачки представляет собой мощную импульсную газоразрядную лампу, питающуюся от источника высокого постоянного напряжения через конденсатор постоянной емкости. Торцы кристалла тщательно отполированы и расположены строго перпендикулярно оси кристалла. Если нанести специальный слой серебра на эти торцы, то они будут играть роль зеркал резонатора. При интенсивном облучении рубина светом лампы атомы хрома переходят с нижнего уровня 1 на уровни широкой полосы 3 рис. При достаточной мощности накачки их концентрация на уровне 2будет гораздо больше, чем на уровне 1, т. Однако спонтанные переходы носят случайный характер, и спонтанно излученные фотоны распространяются в разных направлениях и в конечном итоге выходят из активной среды. Фотоны, движущиеся под углами к оси кристалла или кюветы, выходят из активной среды через ее боковую поверхность. Те же из фотонов, которые движутся вдоль оси, многократно отразятся от зеркал, каждый раз вызывая вынужденное испускание вторичных фотонов, которые, в свою очередь, вызовут вынужденное излучение, и т. Так как фотоны, возникшие при вынужденном излучении, движутся в том же направлении, что и первичные, то поток фотонов, параллельный оси кристалла или кюветы, будет лавинообразно нарастать рис Многократно усиленный поток фотонов выходит через полупрозрачное зеркало, создавая строго направленный световой пучок огромной яркости. Лазер на рубине работает в импульсном режиме на длине волны ,3 нм темно-вишневый свет , мощность излучения может достигать в импульсе 10 6 —10 9 Вт. Одним из наиболее распространенных лазеров является газовый лазер на смеси гелия и неона. Общее давление в смеси составляет порядка 10 2 Па при соотношении компонент He и Ne примерно Активным газом, на котором возникает генерация на длине волны ,8 нм ярко-красный свет в непрерывном режиме, является неон. Гелий участвует в механизме создания инверсной населенности одного из верхних уровней неона. Излучение He—Ne лазера обладает высокой монохроматичностью. В высоковольтном электрическом разряде вследствие соударений с электронами значительная часть атомов гелия переходит в верхнее метастабильное состояния E 2. Возбужденные атомы гелия неупруго сталкиваются с атомами неона, находящимися в основном состояние, и передают им свою энергию. Уровень E 4 неона расположен на 0,05 эВ выше метастабильного уровня E 2 гелия. Недостаток энергии компенсируется за счет кинетической энергии соударяющихся атомов. На уровне E 4 неона возникает инверсная населенность по отношению к уровню E 3. Прямыми стрелками изображены спонтанные переходы в атомах неона. Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. E действия непреодолимой силы E такого принципа нет E. Принцип равенства граждан и организаций перед законом и судом. Основные законы взаимодействия тел. Основные принципы и правила служебного поведения сотрудников и федеральных государственных гражданских служащих II. Принципы профессиональной деятельности нотариуса II. Требования к установке как средству взаимодействия между субъектами общения. Устройство и принцип работы III Принцип создания вращающего магнитного поля статорной обмоткой III. Основные принципы профессиональной этики работника ПФР III. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Лазер обязательно состоит из трех основных компонент: Кроме этого оптический резонатор предназначен для многократного усиления лазерного излучения.
Структура общества по полу
Максим горький ранние рассказы
Выравнивание поласвоими руками
Устройство лазера
Барнаул на карте россии расстояние до москвы
Можно ли меновазин при беременности
Правила оформления чертежей гост 2.301 68 форматы
Как устроены эксимерные лазеры
Николай басков сколько
Где выбит номер двигателя на зил 130
Лазер своими руками из ДВД привода – экономим на покупке
Таблица размеров бонприкс для женщин
История любви или новогодний розыгрыш торрент
Фьючерсна золото график
Реферат: Устройство и применение лазера
Где выгодно обменять биткоины