Накачка лазера

Підсилення ел.магн. коливань за допомогою вимушеного випромінювання можливо лише в середовищах з інверсною населеністю енергет. рівнів. Такий стан акт. речовини досягається у термодинамічно нестійких системах за допомогою накачки.

1. Накачка з допомогою допоміжного випромінювання. Використовується в твердотільних лазерах (на діелектриках), в рідинних, газових та інколи н/п лазерах. При цьому типі накачки активна речовина опромінюється потужним електромагнітним випромінюванням, яке наз. додатковим випромінюванням накачки. Випромінювання вибирається таким чином, щоб воно максимально поглиналось активною речовиною, для проведення основних активних центрів речовини з основного в збуджений стан. В якості накачки використовують в оптичному діапазоні різні джерела світла: звичайні лампи розжарювання, спеціальні потужні лампи вспишки, ртутні лампи і т.д.

2. Накачка за допомогою газового розряду. Цей метод застосовується тільки в газових лазерах, де збудження активних атомів відбувається за рахунок непружних зіткнень, що призводить до обміну енергією частинок в хмарі газового розряду (денні лампи). Використ. вільні clip_image002, атоми, молекули, іони. Дуже широко використ в лаз. техніці (СО, СО2, Не-Ne, Ar, азотні).

3. Метод сортування частинами. В цьому методі застосовується просторове розділення частинок. Збуджені частинки попадають в активне тіло, а не збудженні частинки виводяться за межі активного тіла резонатора. Розділення можна виконати, використовуючи ефект, що збуджені і не збуджені частинки речовин по-різному реагують на електр. і магнітне поля. Такий тип накачки викор. у пучкових лазерах, які працюють у надвисокому частотному діапазоні. Молекули робочої речовини, що знаходяться у стані термодинамічної рівноваги у збудженому і незбудженому стані мають різну енергію і це дозволяє керувати їхнім розташуванням в просторі.

clip_image004

Цей метод дозволяє працювати на дворівневій схемі.

4. Інжекція неосновних носіїв зарядів через р-п перехід. Метод застосовується в н/п інжекційних лазерах і дозволяє безпосередньо без проміжних процесів перетворювати електричну енергію джерела у випромінювання лазера. Для цього методу характерні процеси дифузії та дрейфу носіїв заряду в н/п гомо- і гетеро переходів, які зміщуються в протилежному напрямку.

5. Хімічна накачка. Найчастіше використав. в газових лазерах. В них відбувається ряд хімічних реакцій, де реагуюча речовина знаходиться у газоподібному збудженому стані. Результатом хім.реакції є переведення квантових частинок у збуджений стан. хім. Лазер працює однократно.

6. Газодинамічна накачка. Застосовується у газовому лазері, в якому робочий газ розігрівається до високої температури, після чого робиться різке охолодження. Переходячи у рівноважний стан частинки газу затримується в найбільш довго живучих станах, які мають назву метестабільні стани в результаті чого отримується інверсія населеності.

7. Збудження речовини частинками високих енергій. В якості збудження використовують прискорені частинки ( clip_image006).Такий метод використ. В н/п лазерах з електронною накачкою. Прискорений пучок направлений на мішень з н/п і викликає збудження активних центрів.

Оставьте комментарий к статье