Газовые лазеры.
Молекулярные. CO2 лазер
11
Газовые лазеры.
Типичные параметры CO2 лазера
Длины волн лазера |
10.6 |
|
Вероятность спонтанного излучения (A21) |
0.25/s |
|
Время жизни верхнего уровня (τ21) |
4 s |
|
сечение (σ) |
3x10-22 m2 |
|
Ширина полосы спонтанного излучения, FWHM |
6x107 Hz |
|
(∆ν21) |
|
|
Плотность инверсии (∆N) |
3x1021/m3 |
|
Коэффициент усиления слабого сигнала ( 0) |
0.9/m |
|
Длина активного элемента (L) |
0.3-2.0 m |
|
Усиление за один проход |
1.3-6.0 |
|
Давление газа |
50-760 Torr |
|
Смесь газов |
CO2 : N2 :He=1:1:8 |
|
Коэффициент преломления активной среды |
≈1.0 |
|
Способ накачки |
Электрическое |
|
|
возбуждение, |
|
|
столкновительный переход |
|
Температура электронов |
5,000-10,000 K |
|
Температура газа |
200-400°С |
12 |
Газодинамический СО2 лазер
M=4
Нагрев за счет сжигания углеводородов
КПД=1-4%, т.к. ограничен диссоциацией CO2 и
конденсацией CO2
13
Газодинамический СО2 лазер
M=4
Нагрев за счет сжигания углеводородов
N1 |
N2 |
z |
область инверсии |
КПД=1-4%, т.к. ограничен диссоциацией CO2 и
конденсацией CO2
14
Газовые лазеры. Эксимерные
Exited dimer = Eximer
Xe2, Kr2, XeCl, XeF, KrF, ArCl, ArF
Газовые лазеры. Типичные параметры эксимерных лазеров
Длины волн лазера
Вероятность спонтанного излучения (A21)
Время жизни верхнего уровня (τ21)
сечение (σ)
Ширина полосы спонтанного изл., FWHM (∆ν21)
Плотность инверсии (∆N)
Коэффициент усиления слабого сигнала ( 0)
Длина активного элемента (L)
Давление газа
Смесь газов (например KrF) Способ накачки
Температура электронов
Температура газа
Рабочая мода
Энергия импульса
XeF, 351 nm; XeCl, 308 nm; KrF, 248nm; ArF, 193 nm;
От 0.8 до 2.5x108/s
4-12 ns
От 2.4 до 4.5x10-20 m2 1013 Hz
1020/m3
2.4-4.5/m
0.5-1.0 m
1,500 Torr
10 Torr F2, 30 Torr Kr, 1460 Torr He
Электрическое возбуждение, рекомбинация
15,000-20,000 K 
200°С импульсный
0.5-1.0 J |
16 |
Газовые лазеры. Химические лазеры
F + H2 HF* + Н
Инициирование реакции (УФ или электронный пучок) Цепная реакция КПД инициирования >100%
Смесь Н2 и F2 взрывоопасна Рекордная средняя мощность
HF 2.7
HCl 3.7
HBr 4.2
DF 4.3
17
Газовые лазеры. Фотодиссоционные (йодный лазер)
СF3I + h I* + CF3
Огромная импульсная мощность
18
Газовые лазеры. Рентгеновские плазменные лазеры
19
Газовые лазеры. |
|
|
Типичные параметры рентгеновских лазеров |
|
|
Длины волн лазера |
3.56-46.9 nm |
|
Вероятность спонтанного излучения |
типичная 1011/s |
|
(A21) |
|
|
Время жизни верхнего уровня (τ ) |
Типичное 10-11 s |
|
21 |
|
|
сечение (σ) |
1019-10-20 m2 |
|
Ширина полосы спонтанного |
От 1 до 5х1012/s |
|
излучения, FWHM (∆ν21) |
|
|
Плотность инверсии (∆N) |
1020-1021/m3 |
|
Коэффициент усиления слабого |
400/m |
|
сигнала ( 0) |
|
|
Длина активного элемента (L) |
0.01-0.05 m (возбуждение плазмы) |
|
|
вплоть до 0.12 m (выстрел) |
|
Усиление за один проход |
10-106 |
|
Плотность газа |
1025-1026 ions/m3 |
|
Способ накачки |
лазерно-индуцированный плазменный |
|
|
разряд |
|
Температура электронов |
100-1,000 eV |
|
Температура плазмы |
100-500 eV |
|
Режим работы |
импульсный |
20 |
|
|
|