103.4. Газзовые и молекулярные лазеры.

Г АЗОВЫЙ ЛАЗЕР – лазер, в котором активной средой является газ или смесь газов. Трубку или камеру с актив­ной газовой средой помещают в оптический резонатор, в простейшем случае содержащий два плоских зеркала, расположенных перпендикулярно продольной оси трубки (камеры). Одно из зеркал, как правило, делается полупроз­рачным. При наличии в газе инверсии населённостей свето­вая волна усиливается из-за процессов вынужденного испускания. Лазерное излучение выводится из резонатора либо через полупрозрачное зеркало, либо через края непрозрачного зеркала или через отверстие в нём.

Активная среда в газовом лазере возбуждается в газовом разряде в результате соуда­рений атомов или молекул с электронами и друг с другом. Такой способ возбуждения был использован в первом Г.л. – гелий-неоновом лазере. Атомы гелия возбуждаются электронным ударом, и часть их пере­ходит в метастабильное состояние. Энергия метастабильных уровней гелия практически совпадает с энергией некоторых уровней неона. В результате происходит избирательная передача энергии от возбуждённых атомов гелия атомам неона с возникновением инверсии населённостей.

Кроме гелий-неоновых газоразрядных лазеров большое практич. применение получили также ионные лазеры и молекулярные лазеры. Из ионных Г. л. наиболее рас­пространены аргоновые лазеры и криптоновые лазеры. В сине-зелёной области спектра (0,45—0,52 мкм) они обес­печивают мощность излучения порядка 10 Вт, а в красной (0.65—0.68 мкм) — ок. 3 Вт. Также существуют лазеры на амиаке (NH₃).

103.5. Пороговые условия и возможности перестройки частоты лазера с разными типами резонаторов.

Селективные резонаторы

С.Р. – это резонатор с чётко выраженными минимума и максимумами

 > , F > 0 – усиление

 < , F < 0 – ослабление

 = , F = 0 – критич. сл.

Неселективный резонатор (дисперсионный) , , F от частоты зависят слабо

Для обеспечения перестройки необходимо вносить в резонатор дифракционные решётки, фильтры, оптические клинья и т.д.

На этапе генерации лазерного излучения можем менять его характеристики путём воздействия:

а) изменение параметров резонаторов

б) воздействием на саму лазерную систему

104.Нелинейные явления в оптическом диапазоене.

1. Просветление среды.

2. Затемнение среды.

3. ”Выпрямление ” среды (по частотам)

-вектор поляризации

где Р – поляризайия =

- при больших полях

- по законам линейной оптики

5. Эфект самофокусировки.

При мощности порядка 90кВт пучок диаметра 0.5 см при прохождении через среду сжимается до 30 мкм.

6. Нарушение кр. границы фотоэффекта.

При мощном излучении проявляется эффект двойного фотонного поглащения

7. а) Вынужденное комбинационное рассеивание.

На материал падает частота _н (накачки) и видно чо в спектре появляются новые частоты

₁, ₂, ₃ – собственные колебания среды (кол – я диполе, молекул и т.д.)

б)Вынужденное рассеивание Мельдннштама – Брюллюэна.

С помощью пьезоелектрика запускаем низкочастотное колебание  (в кристале) и при входной частоте _н на выходе будет _н+n

8.Параметрическая генерация света.

Действкя на вращающийся кристалл 3 – мя волнами

E_н0 >> E₁₀ >> E₂₀

то на выходе увидим что частота изменилась ₁ < _вых < ₂