Лазеры

Активная среда твердотельного лазера содержит активные ионы примеси в твердотельной матрице. Именно в ионах примесей и создается инверсная заселенность. В качестве примесных ионов обычно используют ионы переходных металлов (марганец, хром, никель и кобальт) или редкоземельных элементов. Эти вещества имеют незаполненные внутренние оболочки при наличии электронов на внешней. Электроны на внешней

оболочке частично экранируют электрическое поле соседних ионов кристаллической решетки, приводящие к сильному уширению испускаемых активным ионом спектральных линий, что, в свою очередь, приводит к росту коэффициента усиления и облегчает получение инверсной заселенности.

Рабочий активный элемент технологического лазера должен удовлетворять большому числу зачастую противоречивых требований. Он должен обеспечивать большой коэффициент усиления, быть оптически однородным, механически прочным, термостойким, технологичным, прозрачным для излучения накачки, а также допускать механическую и оптическую обработку, допускать изготовление образцов больших размеров и иметь высокую теплопроводность. Поэтому неудивительно, что число активных элементов, используемых в технологических лазерах, крайне невелико.

Созданный в 1960 году Т. Мейманом рубиновый лазер был первым оптическим квантовым генератором и именно с его появлением связывают рождение лазерной техники.

Положительные и отрицательные свойства рубиновых лазеров. К первым необходимо отнести: генерацию лазера в видимом диапазоне длин волн и возможность достаточно частого повторения импульсов. Среди недостатков нужно указать высокую энергию накачки, низкий КПД, ограничение энергии излучения на уровне нескольких Дж, плохая расходимость излучения, невозможность реализации стационарного режима генерации и, наконец, технологическую сложность и высокую стоимость изготовления активных элементов.

Наиболее актуальными задачами квантовой электроники с точки зрения развития лазерной технологии являются расширение спектрального диапазона генерации лазеров, предназначенных для решения проблем селективной технологии, а также повышение энергетических характеристик лазерных устройств, необходимое для расширения возможностей и роста эффективности термической лазерной технологии.

Процесс развития квантовой электроники и лазерной техники еще весьма далек от своего завершения и можно надеяться, что в ближайшие годы он приведет к появлению новых лазерных систем.

 Скачать реферат