Neodímium lézer
- lézer, optikai generáló. sugárzás az energia közötti kvantumátmenetek következtében. a háromértékű Nd 3+ ionok állapotát. kondenzátorokba helyezve. közepes (mátrix), pl. di-elektromos. kristályok és szemüvegek, félvezetők. fém szerves anyag. vagy szervetlen. folyadék. Nd 3+ koncentrációja. A mátrixba bevezetett együtthatókat a centrum-hatás korlátozza. a lumineszcencia leállítása és általában
1-3 x 10 20 cm -3. Néhány kristályban és szemüvegben ez a hatás gyengül és a koncentráció
10 21 cm -3. Naib. ígéretes és foszfát-szilikát üveg (lásd. Lézerszemüveg), kristályok ittrium-alumínium-gránát (YAG), és a gadolínium-szkandium-gallium-gránát (GSGG). Az Nd 3+ - naib ionok. szilárdtest lézerek közös munkadarabjai. Sok mindent aktiválnak. mátrix. A szivattyú átadja az Nd 3+ ionokat a bázisból. Állíts többet 4 I9 / 2-re. viszonylag keskeny sávok játszanak a szerepét a tetején. szinten. Ezeket a sávokat egymást átfedő izgatott állapotok alkotják, ezek pozíciói és szélessége kissé eltér a mátrixtól a mátrixig. A szivattyúzási szalagokból a gerjesztési energia gyorsan átkerül egy 4 F3 / 2 metastabil szintre. (1. ábra). E szint élettartama 0,2 ms az IAG-ban és 0,7 ms az üvegben. Naib. a lézer átmenet valószínűsége 4 F3 / 2 4 I11 / 2 (l = 1,06 μm).
Ábra. 1. A neodímium ion energiaszintjei. A szemüvegben a helyi elektrosztatikus heterogenitás miatt. Az 1,06 μm-es lumineszcens vonal erősen bővül (max. 30 nm-ig, inhomogén kiterjesztés). YAG kristályok esetében a homogén szélesedés körülbelül 0,7 óra. Egy erős inhomogén szélesítése vezet az a tény, hogy a neodímium üveg van egy minimális nyereséget, és a megfelelő lézerek -több dovuyu mo gazdag szerkezetű, mint a gránát által aktivált neodímium. Ugyanakkor az üveg lehetővé teszi több (akár 6%) aktív központok bevezetését. A lítium-lantán-foszfát szemüveg elfogadható szinte teljes cseréje lítium neodímium ionkoncentráció vezet Nd 3+. meghaladja (2-3) • 10 21 cm -3. Az IAG kristályokat sztöchiometrikusan 1,5% -os koncentrációban aktiválják. az Y 3+ ion Nd 3+ -val való helyettesítésével.
Jellemzően az N. l. a gránátra és az üvegre lényegében különböznek. A nagyobb hővezetőképesség és homogenitás miatt a gránátlézerek folyamatosan és pulzus-periodikusan működnek. mód. Megérkezett avg. kapacitások
10 2 watt. A neodímiumüveg nagy mennyiségű és nagyobb aktivátor koncentráció miatt jól felhalmozza az energiát. Ezért az üveg a nagy energiájú impulzus lézerek aktív közegeként szolgál. Az impulzusenergia értékei a kJ tízben érhetők el.
Abban az esetben, ha a sugárzás minősége lényegében magas, egy master oszcillátor-teljesítményerősítő áramkört használnak. Ebben a rendszerben a gránátlézer gyakran a master oszcillátor. és a teljesítményerősítő (vagy az erősítő végső stádiuma) egy neodímium üveg lézer.
N. l. a generálási módok széles skáláján működnek, folyamatosan lényegében pulzálódnak, és az időtartam elérje a 0,5 ps értéket. Ez utóbbit a lézeres szemüvegek jellemző szélességi vonalán a módrögzítés módszerével érik el.
Létrehozásakor N. l. a kvantumelektronika által kifejlesztett lézer sugárzás paramétereinek vezérlésére szolgáló összes jellemző módszer megvalósul. Amellett, hogy az úgynevezett. amely a szivattyú-impulzus gyakorlatilag teljes élettartama alatt folytatódik, a kapcsolt (modulált) Q-kapcsoló és szinkronizációs (önszinkronizációs) üzemmódok széles körben használatosak.
Szabad üzemmódban a sugárzási impulzusok időtartama 0,1-10 ms, és a teljesítményerősítő áramkörök sugárzási energiája eléri a több kJ értéket. A bekapcsolt minőségi tényező impulzusainak jellemző időtartama kb. 10 ns, amikor Q-kapcsolásra használják. eszközöket. Az 1. ábrán. A 2. ábra az N. l. modulátorokkal. minőségi tényező. Az ilyen típusú lézergenerátor jellemző energiája
Ábra. 2. Lézer diagram modulált Q: 1 - szivattyú lámpa; 2 - aktív rúd; 3-modulátor (Glan prizma és Pockels sejt); 4 - a siket tükör; 5 - részlegesen átlátszó kimeneti tükör.
Ábra. 3. A lézer sémája az önszinkronizálással (a jelölés megegyezik a 2. ábrán). A 6 tükör közelében egy telítő 6 szűrő található.
A generációs impulzusok további csonkolását a Q-kapcsolás (0.1-10 ns) és az üzemmód-lezárás (1-10 ps) ellenjavító szűrő segítségével érik el. A lézer rendszere önmódos reteszeléssel. a picosekundum impulzusok generálása telíthető szûrõvel a 3. ábrán látható. 3. Annak érdekében, hogy a lézeres üregnek csak egy egyértelműen meghatározott intermodális üteme legyen, az optika szélei. A rendszer elemei kissé eltérnek az optikától normálig. a rezonátor tengelye és az aktív elem bemeneti és kimeneti végei a Brewster-szöggel ezen a tengelyen helyezkednek el. A sugárzás hullámhossza N. l. l = 1,8; 1.3; 1,06; 0,9 μm. Alkalmazási területek N. l. technológia, gyógyszer, meteorológia, hosszú távú, lézeres termonukleáris szintézis. nat. kutatás.
Irod lásd az Art. Szilárd állapotú lézer. NVV.V. Karlov