5.4. Лазеры на свободных электронах
Под лазерами на свободных электронах (ЛСЭ) обычно понимают уст-
ройства, в которых происходит усиление или генерация когерентного
электромагнитного излучения пучком релятивистских свободных электронов. В этом лазере электронный пучок, совершающий поступательное движение со скоростью, близкой к скорости света, находится в магнитном поле периодической структуры. Процесс вынужденного излучения происходит за счет взаимодействия электромагнитного поля лазерного пучка с релятивистскими электронами, движущимися в периодическом магнитном поле (в ондуляторе). Благодаря использованию релятивистских эффектов возможна генерация коротковолнового излучения в макроскопических системах.
Рис. 5.11. Оптическая схема лазера на свободных электронах с магнитным ондулятором: М1, М2 – зеркала резонатора
Важная особенность ЛСЭ заключается в том, что при изменении его
макроскопических параметров, а именно энергии электронного пучка и периода магнитного поля накачки, появляется возможность плавной перестройки длины волны излучения ЛСЭ в диапазоне 5–50 мкм.
5.6. 5.6. Основные технические параметры лазеров в заключение данного раздела в табл. 5.2 приведены основные пара-
метры наиболее применяемых лазеров.
Перечень
лазеров,
перечисленных
в
табл.
5.2, представляет
незначительную часть действующих в
настоящее время лазеров.
Поэтому
на рис.
5.11 приведены
диапазоны длин волн,
перекрываемые
существующими лазерами.
На рис 5.12 видно, что лазеры могут перекрывать весьма широкий диапазон длин волн (от 0,1 мкм до 1 мм). Выходная мощность излучения лазеров от нескольких милливатт до нескольких мегаватт в непрерывном режиме и до 100 ТВт в импульсных лазерах. Длительность импульса лазерного излучения можно получить от 10–3 до 10–15 с. Линейные размеры резонаторов изменяются от 10–6 до 103 м.
Рис. 5.12. Диапазон длин волн, перекрываемые действующими лазерами
6. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЧАСТОТЫ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
6.1. Общие сведения
Исследование параметров лазерного излучения, а также его практическое использование требует некоторых преобразований лазерного пучка. Различают четыре способа преобразования лазерного пучка: 1) пространственное преобразование, при котором происходит изменение пространственного распределения интенсивности лазерного излучения (например, пучок может быть сфокусирован или расширен); 2) амплитудное преобразование – при прохождении светового луча через усилительную систему происходит изменение амплитуды световой волны; 3) при прохождении интенсивного лазерного излучения через нелинейно-оптическую среду происходит преобразование его длины волны или частоты, называемое частотным преобразованием; 4) временное преобразование, которое достигается с помощью электрооптического, акустооптического модуляторов или других систем сжатия, позволяющих значительно сократить длительность лазерного импульса.
На рис. 6.1 приведена схема возникновения этих частот в нелинейной диэлектрической среде.
Рис. 6.1. Когерентное рассеяние света
В.С. Айрапетян, О.К. Ушаков
ФИЗИКА ЛАЗЕРОВ
http://www.decoder.ru/media/file/0/378.pdf