Лазер на рубине

Устройство и работа твердотельного лазера

Принцип действия, устройство и параметры твердотельных лазеров.

Рассмотрим упрощенную схему высоковольтного твердотельного лазера

Рис.

В качестве активной среды используется кристалл рубина , где часть атомов замещена (содержание 0.05%) или (1.6 атомов в ) в виде стержня диаметром 5-10 мм; . Картина энергетических уровней в веществе представлена на рис..

Рис.

Наличие атомов приводит к появлению метастабильного уровня – 2.

В чистом рубине имеется два энергетических уровня 1 и 3 с двумя частотами поглощения 0.42 мкс (фиолетовая полоса видимого спектра) 0.55 мкс (зелёная полоса). Наличие атомов приводит к появлению метастабильного уровня – 2.

Лазер на рубине, таким образом, работает по трёхуровневой схеме.

При возбуждении (поглощении) атомы среды переходят с уровня 1 на уровень 3, где время жизни = сек. Т.е. атомы быстро переходят (без излучения) на метастабильные уровни 3. Время жизни = сек. Происходит накопление частиц на энергетических уровнях 2 и появляется инверсия населенности .

Благодаря этому возникает лазерное излучение с красного цвета (длина волны λ = 0,69 мкм) с использованием перехода .

Рубиновые лазеры имеют следующие выходные параметры:

1. Мощность в одиночном импульсе достигает Вт, 1-10 ГВт

2. К. П. Д. 1 %

3. Режим работы – только импульсный 1 Гц.

Дата добавления: 2014-11-29