главная   оптика   волоконная оптика   спектроскопия   лазеры   лазерные системы
 
   
Главная / Лазеры / Различные типы лазеров / Твердотельные лазеры / Схемы генерации твердотельных лазеров
 
 
Оптика
Волоконная оптика
Спектроскопия
Лазеры /
  История создания лазеров
  Принципы работы лазера
  Параметры лазерного излучения
  Различные типы лазеров
  Твердотельные лазеры
  Волоконные лазеры
  Сравнение волоконных лазеров и твердотельных лазеров на объемных кристаллах
  Рамановские лазеры
  Полупроводниковые лазеры
  Газовые лазеры
  Лазеры на красителях
  Необычные лазеры
  Парусные лазеры
  Лазерная безопасность
  Юмор
  Ведущие фирмы-производители лазеров. Поставщики лазерного оборудования
  Лазерика
Лазерные системы
Телекоммуникации и связь
 
Выставки и конференции
Новости науки и лазерной техники
 
О проекте
Ссылки

 

Схемы генерации твердотельных лазеров

Впервые индуцированное излучение в оптическом диапазоне было получено Т. Майманом в 1960 г. В твердотельном рубиновом импульсном генераторе. Созданию первого лазера предшествовали фундаментальные исследования советских (А.М. Прохоров, Г.Н. Басов) и зарубежных (А. Шавлов, У. Таунс, Д. Вебер) ученых. Другим типом твердотельных лазеров импульсного действия были четырехуровневые генераторы на стекле, активированном неодимом, с длиной волны излучения λ0=1,064 мкм. Этот генератор был создан Е. Снитцером в 1961 г.

Для описания модели твердотельного лазера следует выполнить три основные условия:
1. Необходимо иметь вещество с инверсией населенностей ∆N = Nn – Nm, т.е. чтобы из двух выбранных уровней верхний уровень был заселен больше, чем нижний, где Nn, Nm – населенности уровней энергии En, Em. Инверсия населенности определяется накачкой.
2. Активное вещество необходимо поместить в оптический резонатор – систему двух параллельных зеркал, чтобы осуществить положительную обратную связь. В результате этого часть излучаемой энергии, распространяясь внутри активной среды, усиливается за счет вынужденного испускания фотонов все новыми и новыми атомами, вовлекаемыми в процесс излучения.
3. Усиление G(ν), даваемое активной средой, должно быть больше некоторого суммарного порогового значения потерь в резонаторе β, определенного для каждого твердого активного вещества. Генерация будет возможна при выполнении условия самовозбуждения:
G(ν) ≥ β
Рисунок 3. а- трехуровневая и б- четырехуровневая схемы накачки активной среды лазера.
В твердотельных лазерах используются трех- и четырехуровневые системы накачки уровней (рисунок 3). В первой системе излучение оптической накачки переводит квантовые частицы в широкую полосу поглощения Е3, затем атомы быстро переходят на метастабильный уровень Е2. Если мощность накачки достаточна, то между основным уровнем Е1 и уровнем Е2 возникает инверсия населенностей. Генерация вынужденного излучения происходит с метастабильного уровня Е2 на основной (либо с Е3 на вспомогательный уровень Е2 в четырехуровневой системе).
В общем случае изменение населенностей уровней обусловлено тремя квантовыми механизмами: спонтанными переходами на нижние уровни; вынужденным излучением и поглощением; безызлучательными переходами, возбуждаемыми тепловыми процессами и взаимодействиями с колебаниями кристаллической решетки.
 
 
Кафедра Лазерной техники БГТУ 'Военмех'

Онлайн-конвертер

 
         
 
  разработка сайта NINSIS   190005, Санкт-Петербург, ул. 1-я Красноармейская, д. 1
тел/факс: +7 (812) 316-49-09
www.laser-portal.ru