Qattiq jismlar asosidagi lazerlar

Qattiq jismlar asosidagi lazerlar Reja: Neodimli shisha asosidagi lazerlar. Neodimli granat asosidagi lazerlar. Yarimo'tkazgichli lazerlar. Qattiq jismlar lazerlarda elektroaktiv kirishma atomlari mavjud bo'lsa, ularni ionlari energetik sathlarini yorug'lik (optik) nurlari yordamida invers to'ldirish hosil qilinadi. Qattiq jismlarda o'tish elementlari va nodir yer atomlari kirishma atomlarining to'lmagan ichki elektron qobiqlarining bo'lishi va ularni eng sirtqi elektron qobig'i bilan ekranlangan holda bo'lishi bu nomlarni invers to'ldirishni osonlashtiradi. Bunday lazerlar samarali ishlashi uchun ular: Katta kuchaytirish koeffitsiyentiga ega bo'lishi; Optik jihatdan bir jinsli; Mexanik mustahkam va issiqlikka chidamli; Texnologik ishlovlarga qulay; Optik nurlashtirishga moyil; Katta o'lchamli aktiv qismlar tayyorlash imkoniga ega; Issiqlik o'tkazuvchanligi yuqori bo'lishi kerak. Bu talablarga javob beruvchi aktiv elementlar soni cheklangan bo'lgani uchun qattiq jismli lazerlar turlari ham cheklangan. Amalda ko'proq rubin, oyna va ittriy -amominiyli granatdan yasalgan lazerlar ishlatiladi. 1- rasm. Qattiq jismli lazer aktiv qism (1) razonator (2), gaz razryadli yorug'lik manbai (3), qaytargichlar (4) va lampani energiya manbaidan (5) iborat bo'ladi. Avval ko'rilganidek, lampadan chiqqan optik nur kirishma atomlar elektronlarini yuqoriroq sathlarga o'tkazadi va invers to'ldirish hosil bo'ladi. Bu sxemada elektr energiyasini kogerant nurlanishga aylanish jarayonida lampadan kelayotgan energiya lampani taminlovchi zanjirda, gazni razryadlashdagi aktiv atomlarni ionlashdan farqli energiyalarni yutilishida, nurlashishsiz o'tishlarda, rezonatordagi yo'qotilishlarga ham sarflanadi. Bu foydasiz energiya sistemadan sovitish suyuqligi yordamida chiqarilib yuboriladi. Ko'pchilik qattiq jismli lazerlar ~1.mc davomli impulsli rejimda ishlaydi va bu rejim generatsiyani siqilgan (pichkoviy) rejimli deb ataladi. Yorug'lik In intensivlik bilan uzluksiz tushib turgan bo'lsa ham atomlarni ionlanishi yarim elektronlarni yuqori energetik sathlarga o'tishi ~1mks davomidagi va ~10 intervalli impulslar ko'rinishidagi biroz kechuvchi signallardan iborat bo'ladi. Buning sababi generatsiya va qo'zg'otish jarayonilarida lazerli aktiv qismida katta miqdordagi issiqlik ajralishi natijasida ishchi qismni zichligi va sindirish ko'rsatkichini o'zgarishi yuz beradi. Bu o'zgarish rezonator xususiyatlarini o'zgarishiga va shu asosida tebranishlarni bo'ylama moddasini o'zgarishiga olib keladi. Buni yana bir sababi ishchi qismni temperaturasi o'zgarishi bilan aktiv ionni flyuoresiensiya chiziqlari holati va kengligi ham bo'lishi mumkin. 2-rasm. Qattiq jismli lazerlarda generatsiya rejimida o'z-o'zidan tebranishlarni vujudga kelishi. Lazer nurlanishining cho'qqi ko'rinishda bo'lishga sabab rezonatorda elektromagnit to'lqinlarni relaksion - tebranish rejimi generatsiyalanishi bo'lishi mumkin, chunki energetik holatlarni invers to'ldirish va bo'shatish malum bir inertsiya bilan yuz beradi. Lazerda majburiy nurlanishlar hosil bo'lishi uchun K0 Kn bo'lishi kerak. Zarrachalarni sathlarga o'tish qismi malum qiymatlarga ega bo'lgani uchun bu shartni bajarilishi uchun qo'shimcha vaqt kerak. Majburiy o'tishlar chastotasi yuqoridagi sathni to'ldirish tezligiga teng. K0 Kn va maydon intensivligi ortib boradi. Bu borada yuqorigi sathni invers to'ldirishni kamayish ...