Лазери на фарбниках.
Унікальними властивостями володіють лазери на фарбниках. Їх робоча рідина - розчин анілінових фарб у воді, спирті, кислоті і інших розчинниках. Енергія молекули фарбника накачується оптично за допомогою рубінового або газового лазера. Лазери на фарбниках володіють однією особливістю: у молекулах органічних фарбників вимушене випромінювання виникає відразу в широкій смузі довжин хвиль. Щоб добитися монохроматічності, на шляху променя ставиться світлофільтр, що є оптичною системою, проникною випромінювання строго певної довжини хвилі. Параметрами фільтру можна управляти. В результаті виходить перебудовуваний лазер, тобто лазер, у якого можна легко змінювати частоту випромінювання, що генерується. Для перебудови частоти в широких межах можна міняти розчин фарбника, отримуючи лазер, що генерує світло на всьому діапазоні хвиль від ультрафіолета до інфрачервоного випромінювання.
Основний недолік, властивий всім рідинним лазерам - відносно мала спрямованість випромінювання (велика розбіжність). Застосуванням активної корекції або методів обернення хвильового фронту можна усунути цей недолік.
Лазери на парах металів.
В одному з порівняно потужних імпульсно-періодичних газових лазерів як робочої речовини використовуються пари міді при температурі 1500°С або в більш простому варіанті пари солей міді при температурі 400°С. Накачування здійснюється енергією електронів, що рухаються в газовому розряді. Лазерне випромінювання відбувається при переході атомів міді із збудженого стану в одне з двох метастабільних станів, і при цьому можливе випромінювання на двох довжинах хвиль 510,6 нм і 578,2 нм, що відповідають двом відтінкам зеленого кольору. У резонаторі, який представляє собою інтенсивно прокачуюму трубу діаметром 5 см і довжиною 1 м, досягнута потужність в імпульсі 40 кВт при тривалості імпульсів 15-20 нс, частоті проходження 10-100 кГц, середньої потужності в кілька десятків ват і ккд більше 1% - Ведеться робота з підвищення середньої потужності «мідного» лазера до 1 кВт.
Конструкция саморазогревного АЭ: 1 - разрядный канал; 2 - электродные узлы; 3 - рабочее вещество; 4 - вакуумноплотная оболочка; 5 - тугоплавкий порошковый теплоизолятор; 6 - выходные окна; 7 - соединительные узлы
Також в якості роб.реч. вик. золото та лужні метали.
Лазери на вільних електронах.
Ла́зер на ві́льних електро́нах — джерело когерентних електромагнітних хвиль, що використовує синхротронне випромінювання електронів, прискорених майже до швидкості світла. Принцип дії лазера на вільних електронах відрізняється від принципу дії звичних лазерів, що використовують вимушене випромінювання переходів між різними енергетичними станами атомів та молекул, і в яких електрони зв'язані. У лазері на вільних електронах електрони, що випромінюють світло, мають велику енергію, тобто є вільними частинками. Випромінювання виникає в результаті проходження швидкого електрона через періодичну структуру, ондулятор або віглер, в якій на електрон діють сили, що змушують його траєкторію коливатися в площині, перперндикулярній напрямку руху. При русі вздовж такої траєкторії електрони випромінюють електромагнінті хвилі, що отримали назву синхротронного випромінювання. Когерентність випромінювання досягається за рахунок формування в електронному пучку згустків електронів. Електрони таких згустків випромінюють світло з однаковою фазою. Завдяки великій кількості електронів у згустку, випромінювання може бути дуже інтенсивним.
Лазери на вільних електронах мають широкий спектр від мікрохвиль до рентгенівського діапазону й легко налаштовуються на потрібну частоту. Вони вимагають попереднього прискорення електронів майже до швидкості світла, тобто повинні мати одним із свої компонентів прискорювачі.
Потужність лазера складала 300 мВт, а ефективність всього 0,01%, але була показана працездатність такого класу пристроїв, що призвело до величезного інтересу і різкого збільшення кількості розробок
Схематична ілюстрація принципу дії лазера на вільних електронах
Рис. 4. Схема Станфордского лазера на вільних електронах в режимі генератора. Близько дзеркал, крім поля ондулятором, використовувалося провідне поле для введення і виведення електронного пучка