Egy rubinlézer berendezés

Készülék rubinlézer.

Egy optikai kvantum generátor két fő részből áll: az aktív közeg és a rezonátor.

Az első lézeres aktív közeg volt rubin kristály adalékolt körülbelül 0,05% króm (ábra. 104). Ez az alapvető lézer elem lényegében henger alakú, átmérője 0,4-2 cm, és 3-20 cm hosszúságú. A végén a hengerek 3 és 4 párhuzamos, és alkalmazzák az ezüstréteg. Egy részben átlátszó tükör felületek: 92% A fényáram arról visszaverődő, és körülbelül 8% -a kimarad.

A rubin rúd belsejében elhelyezett helikális impulzus xenonlámpa 2, egy nagyfeszültségű impulzusok táplált az akkumulátort az elektromos kapacitás kondenzátor töltődik a feszültség módszert több ezer volt. Amikor a kisülési lámpa kondenzátoron keresztül banki átutalással energia több százezer joule. Villanás időtartama, amint a lámpa teljesítménye meghaladja a 107 watt. A lámpa egy gerjesztő forrás sugárzás. Populáció inverzió rubin segítségével létrehozott három energia szintjét króm atomok.

Króm atomok, elnyelő hullámhosszú sugárzást a 560 nm-en található a spektrum egy xenon lámpa, át a talajszint a gerjesztett sugárzás szintjét abszorpciós rubin lámpa

Más hullámhosszon okoz annak fűtés. Ahhoz, hogy megvédje azt a hőkárosodástól Ruby folyékony nitrogénnel hűtött.

A élettartama króm atomok gerjesztett állapotban kicsi. Számára, hogy a talajszinten van, és mozgassa kevesebb. Ezért a legtöbb atomok gerjesztett szinten teszi átmenetek a második gerjesztett szint

Élettartam a króm atom viszonylag nagy - a másodperc nagyságrendű. Ez a szint metastabil: Ha a hatalom a vaku elég nagy, akkor a lakosság a metastabil szinten nagyobb lenne, mint a lakosság a talajszint. Miután elérte a populáció inverzió szintjét rubin kristály válik aktív közeg.

Process transzfer atomokat az alapállapot a gerjesztett állapotot nevezik szivattyúzás. Illetve erre használt úgynevezett xenon vaku szivattyúzás lámpa.

Elég annyit egy atom króm, hogy a spontán átmenet egy metastabil szinten az elsődleges kibocsátás egy foton gyakorisággal, amely megfelel a hossza a vörös fény hullámhossza 694,3 nm, mint foton lavina miatt előfordul, hogy a sugárzás által kiváltott króm atomok a metastabil állapotban. Ha az elsődleges foton emissziós irányban síkjára merőleges a rezonátor tükrök, a tükrök a rezonátor lát egy áttetsző, monokromatikus, koherens és erősen irányított hullámhosszú sugárzást a 694,3 nm.

Folyamatok előforduló a rubin kristály ábrán vázlatosan látható V színű betétekkel.

Rubin kristály látható ebben a beillesztett téglalap; kelés által jelzett bal tükör; több ritka a kelés jobb által jelzett részben átlátszó tükör is egy kilépési ablakot a lézersugár számára. rubin kristályrács-atomok nem látható az ábrán; körök jelzik krómatomok véletlenszerűen a kristály.

Előtt érje fény az összes króm atomok a kristály az alapállapotú, jelöli őket üres körök (lásd. Ábra. V, míg a színes betét). Hatása alatt a különböző frekvenciák fény által emittált fotonok lámpa szivattyú, a legtöbb a króm atomok gerjesztett metastabil állapotban. Excited krómatomok jelölt sötét karikák (lásd. Ábra. V, használt a színes betét).

Excited atom króm az átmenet az alapállapotba kisugárzást foton. Minden irányból a spontán emisszió fotonok egyformán valószínű, és így az első, a legtöbb a kisugárzott foton hagyja el a kristály, levette róla a különböző irányokba. Csak fotonok repülő tengelye mentén

rubin rúd, nem tud gyorsan elhagyni azt, tapasztalt többszörös gondolatok a tükrök végein a kristály (lásd. ábra. Az V, a színes betét). Repülő közelében gerjesztett krómot tartalmaznak, akkor ezek a fotonok okoznak indukált emisszióval fotonok mint például a repülő ugyanabba az irányba. Ez a lavina folyamat alakul, és rövid idő alatt, hogy részt vesz a legtöbb gerjesztett atomok a króm: a részben átlátszó tükör a jobb oldalán a kristály lát egy erős fénysugár a koherens fény (lásd V. ábra, g színes süllyesztés ..).

A leírt lézeres mód nevű szabadon fut. Szabad generáció után kezdődött a szivattyúzási vaku és tart kb 1 ms. Ebben az üzemmódban a rekordot kapott értékek a sugárzási energia évi 1000 J per impulzus teljesítménye körülbelül watt.

A rubinlézer hatékonysága korlátozott: csak 1% körüli. Ez az alacsony hatékonyság miatt több okból is. Ezek közül a legfontosabbak a következők: nem a teljes ellátási tárolt villamos energia a kondenzátor alakítjuk fényenergia; csak egy része a fény elnyelődik a szivattyú lámpa rubin.