41.Симметрический и телескопии-ческий неустойчивые резонаторы.

Симметричный двухторцовый резонатор (рис. 10.1, в). Так как в этом случае R1 = R2 = R, то г1= r2 = r и уравнения (10.4)

,,

дают

и соответственно

Для симметричного резонатора коэффициент увеличения и поте­рь на излучение обычно относят к одному проходу. Интересной разновидностью неустойчивых резонаторов явля­ются несимметричные конфокальные резонаторы, для которыхR1 + R2=2L. В эту запись радиусы кривизны зеркал входят в алгебраическом смысле, т. е. для выпуклого зеркала радиус кри­визны отрицателен. С практической точки' зрения наиболее ин­тересен, как правило, односторонний вывод излучения. Поэтому наибольшее распространение получил конфокальный неустойчи­вый резонатор из вогнутого (R1 > 0) и выпуклого (R2 < 0) зеркал, называемый обычно телескопическим.

На рис. 10.2, а приведена схема телескопического резонатора.

Проведем его геометрооптический анализ с помощью рпс. 10.2, б. В обозначениях этого рисунка уравнения (10.4) принимают вид

, ,(10.14)

где под r1, r2, R1, R2 понимаются модули соответствующих расстояний. Из (10.14) легко получить связь между r1 и г2:

(10.15)

и уравнение для r1:

При стремлении к конфокальностп (при R1 — R2→2l) r1→бесконечность, a r2→R2/2, т. е. в фокальную точку. Колебательная мода резо­натора в этом случае является суперпозицией сферической и плоской волн, что и объясняет причину его наименования «теле­скопический резонатор». Коэффициент увеличения телескопи­ческого резонатора равен, как это легко видеть пз рис. 10.2, М = (r2, + L)/r2 = F1/F2 = R1/R2, (10.17), а коэффициент связи с внешним пространством составляет

(10.18). Отметим также, что телескопический резонатор относится к по­ложительной ветви неустойчивых резонаторов, так как прямой расчет показывает что для этого резонатора g1g2 > 1.

неудобен тот факт, что поперечное сечение выходного пучка света имеет форму кольца.

42.Химичечкие лазеры их типы и генерацион. Параметры.

Химический лазер обычно определяют как лазер, в котором инверсия населенностей достигается «непосредственно» за счет химической реакции. В соответствии с этим определением газо­динамический СОг-лазер нельзя считать химическим, хотя в нем заселение верхнего уровня происходит исключительно за счет реакции сгорания (например, сгорания СО в 02). В химических лазерах обычно используются реакции между газообразными веществами и, как правило, это экзотермические реакции ассо­циативного или диссоциативного типа. Реакция ассоциативного типа описывается уравнением вида

А+В = АВ. (6.20)

В экзотермической реакции часть теплоты реакции перейдет в энергию колебательно-вращательного или электронного возбу­ждения молекулы АВ. Таким образом, если достичь инверсии населенностей, то на основе реакции ассоциативного типа мож­но в принципе создать лазеры на колебательно-вращательных или вибронных переходах. Однако несмотря на то, что были приложены большие усилия, до сих пор удалось создать лишь химические лазеры на колебательно-вращательных переходах. Генерация в этих лазерах была получена в диапазоне длин волн 3—10 мкм, причем наиболее примечательными примерами яв­ляются лазеры на HF и DF, которые мы рассмотрим в следую­щем разделе. Реакция диссоциативного типа в общем виде запи­сывается следующим образом:

ABC —А + ВС. (6.21)

Если реакция экзотермическая, то часть теплоты реакции может выделиться в виде электронной энергии атомов А или в виде внутренней энергии молекул ВС. Наиболее замечательным при­мером данного типа лазеров следует считать лазер на атомар­ном иоде, в котором атомарный иод в возбужденном состоянии образуется в результате диссоциации соединения ( или ) под воздействием УФ-излучения (λ~ 300 нм) мощной импульсной лампы. Этот лазер, таким образом, принад­лежит категории лазеров с фотохимической диссоциацией (или фотодиссоциацией). Генерация с λ, = 1,315 мкм происходит на переходе атомарного иода из возбужденного состояния на ОСНОВНОЙ уровень -

Химические лазеры представляют интерес по двум основным причинам: 1) они являются интересным примером прямого пре­образования химической энергии в электромагнитную; 2) от этих лазеров в принципе можно получать высокую выходную мощность (в непрерывном режиме) или высокую выходную энергию (в импульсном режиме), что обусловлено весьма боль­шим выделением энергии в экзотермической реакции, которую можно использовать в работе лазера.