Жидкостные лазеры лазеры на красителях
Растворы молекул органических красителей (несколько сотен) Полоса 1000см-1 (суб-пс)
Зеркальные спектры 2(4) уровневая схема
Термализация уровня 1пс, время жизни 1-5нс Принцип Франка - Гордона
21
Твердотельные лазеры
Стекло (фосфатное, силикатное)
Y3Al5O12 YAG
Gd3(Sc,Ga)5O12 GSGG
YAlO3 YALO
LiYF4 YLF
Al2O3
BeAl2O4
…..
КЕРАМИКА
22
|
|
|
|
Ион. ( Yb |
или Nd ) |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nd:YAG |
Yb:YAG |
|
Длина волны накачки, нм |
|
|
|
|
|
|
|
808 |
941 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Сечение поглощения, |
см2 |
|
|
|
|
|
|
6.7 |
0.7 |
|
||||
Ширина полосы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<4 |
18 |
|
||
накачки, |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
акачки, кВт/см2 |
12 |
28 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Интенсивность насыщения н |
|
|||||||||||||
Минимальная |
|
накачки, кВт/см2 |
0 |
2.8 |
|
|||||||||
интенсивность |
|
|||||||||||||
Длина волны усиления, |
|
|
|
|
|
|
|
1064 |
1030 |
|
||||
Сечение усиления, 10- |
|
|
|
|
|
|
|
28 |
2.1 |
|
||||
|
Преимущества |
|
явно превосходят его недостатки, |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
хотя |
|
сегодняшний |
день лазеры на Nd более |
|
|
||||||||
|
|
|
|
обеспечены технологически |
|
|
||||||||
|
|
|
|
1064нм |
|
|
|
|
|
|
||||
|
808нм |
|
|
941нм |
1030нм |
250 |
970 |
|
||||||
|
|
|
||||||||||||
Время жизни |
уровня, мкс |
|
||||||||||||
Дефект кванта |
|
|
|
|
|
|
|
|
0.24 |
0.11 |
|
|||
Энергия тепловыделения/h |
|
|
|
0.37 |
0.11 |
|
||||||||
Плотность тепловыделения при |
|
0.05см-1, |
3kT при 51 |
55 |
|
|||||||||
Вт/см3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
300К |
|
|
|||
Nd3+ |
|
|
|
Yb3+ |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
23
Геометрия активной среды. 5 |
|||
|
|
вариантов. |
|
Ключевой вопрос – одновременно организовать потоки |
|||
|
накачки, генерации и охлаждения |
||
стержень |
слэб |
диск |
активное зеркало волокно |
2D геометрия |
|
YAG |
|
Суммирование каналов - ? |
|
GGG |
|
|
керамика |
||
77K – перспективно ! |
|
||
|
|
||
|
|
|
Композитные среды |
|
|
|
24 |
Геометрия активной среды. 5 |
||||
|
|
вариантов. |
||
Ключевой вопрос – одновременно организовать потоки |
||||
|
накачки, генерации и охлаждения |
|||
стержень |
слэб |
диск |
активное зеркало волокно |
|
2D геометрия |
|
YAG |
||
Суммирование каналов - ? |
GGG |
|||
керамика |
||||
77K – перспективно ! |
|
|||
|
|
|||
|
|
|
Композитные среды |
|
|
|
|
25 |
|
Геометрия активной среды. 5 |
||||
|
|
вариантов. |
||
Ключевой вопрос – одновременно организовать потоки |
||||
|
накачки, генерации и охлаждения |
|||
стержень |
слэб |
диск |
активное зеркало волокно |
|
2D геометрия |
|
YAG |
||
Суммирование каналов - нет |
GGG |
|||
керамика |
||||
77K – ? |
|
|
||
|
|
|
||
|
|
|
26 |
|
Геометрия активной среды. 5 |
||||
|
|
вариантов. |
||
Ключевой вопрос – одновременно организовать потоки |
||||
|
накачки, генерации и охлаждения |
|||
стержень |
слэб |
диск |
активное зеркало волокно |
|
3D геометрия |
|
YAG |
||
Суммирование каналов - нет |
GGG |
|||
керамика |
||||
77K – перспективно ! |
|
|||
|
|
|||
|
|
|
Композитные среды |
|
|
|
|
27 |
|
Геометрия активной среды. 5 |
||||
|
|
вариантов. |
|
|
Ключевой вопрос – одновременно организовать потоки |
||||
|
накачки, генерации и охлаждения |
|
||
стержень |
слэб |
диск |
активное зеркало |
волокно |
2D геометрия |
|
|
|
|
Суммирование каналов - да |
|
|
||
77K – перспективно ! |
|
|
|
|
|
|
|
|
28 |
Лазерная керамика. Что это такое.
29
Лазерная керамика. История развития
aF2:Dy2+горячепрессованная лазерная керамика E.Carnell et.al, 1966
Y2O3.ThO2:Nd керамический лазер,
C.Greshcovich et.al,JAP,44,4599,1973
|
YAG:Nd, порошок получ. соосаждением+ |
|
|
пресование+1700оС, 3часа, в вакууме, 2.5 см-1 |
|
1966 |
||
M.Sekita, H.Haneda, et. Al, JAP,67,453,1990 |
||
|
1973 |
YAG:Nd, 2 мкм порошок + изостатическое прессование |
|
+ 1750оС, 1-50 часов, 0.009 см-1, плотность 99.98 |
|
A.Ikcsue, et. Al, J.Amer.Ceram.Soc.,78,1033,1995 |
1990 |
YAG:Nd порошок полученный соосаждением |
|
|
|
+ литье + вакуумный обжиг 1750 оС, 5-20 часов, |
1995 |
потери не более чем 0.002 см-1, плотность 99.9999 |
|
T.Yanagitani and many coworkers, 2000 _ till now |
2000
30
|
106 |
|
|
|
|
|
|
|
|
67 kW |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
105 |
|
|
|
|
|
|
|
45 |
|
|
|
(W) |
104 |
|
|
|
|
|
1.7 kW |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
1.46 kW |
|
|
|
|
|
|
||
Output |
103 |
|
|
|
|
|
|
5 kW |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
102 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Average |
|
|
|
|
|
|
|
|
110 W |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Physics study |
|
|||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
on ceramics |
|
|||
|
10-1 |
|
|
|
|
|
|
New Ceramic laser |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
10-2 |
96 |
97 |
98 |
99 |
00 |
01 |
02 |
03 |
04 |
05 |
06 |
|
95 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
Year |
|
|
|
|
|
|
31
32