СО2
лазеры с внутрирезонаторным электронным управлением параметрами излучения
(опыт и перспективы разработки)
Дан ретроспективный обзор разработок модельного ряда СО2
лазеров, активная среда которых возбуждается высокочастотным электромагнитным полем. Исследования и разработки выполнены за последние 30 лет в Воронежском государственном техническом университете совместно с НКТБ "Феррит" (г. Воронеж). В представленный ряд включены модели лазеров с излучающей головкой цельнометаллического типа. Излагаются принципы построения цельнометаллических СО2
лазеров с ВЧ накачкой. В подобных лазерах излучатель одновременно выполняет несколько функций, являясь:
- резонатором, настроенным на частоту накачки и нагруженным на плазму активной среды;
- несущей конструкцией оптического резонатора;
- резервуаром, сохраняющим рабочую газовую смесь.
Излучатель имеет конфигурацию вытянутого полого квазистационарного Н-резонатора, в емкостной части объема которого, где напряженность высокочастотного (ВЧ) поля накачки максимальна, поддерживается ВЧ- разряд и генерируется активная среда в форме плазменного шнура или плазменного полотна. Рассматриваются конкретные варианты конструкции цельнометаллического СО2
лазера, в которых решались отдельные задачи, например: миниатюризации излучателя, формирования щелевой геометрии активной зоны, формирование каналов активной среды для многопучковой генерации излучения, дисперсионного сжатия ВЧ импульсов накачки для возбуждения газовой среды высокого давления, стабилизации частоты и мощности излучения ОГЭ- методом и другие. Приводятся технические характеристики лазеров: одночастотного стабилизированного, щелевого повышенной мощности с цифровым управлением, облегченного с повышенными удельными энергетическими параметрами, перестраиваемого (электромеханическое управление) с автоматическим поиском, захватом и удержанием требуемой центральной линии. Созданные модели СО2
лазеров предназначены для медицины, экологии, контроля технологических процессов, обработки материалов, записи информации.
Описаны принцип внутрирезонаторного немеханического управления спектральными, пространственными, поляризационными характеристиками излучения СО2
лазера. В основу управления положен эффект одновременного воздействия на активную среду ВЧ поля накачки и дополнительных электрических полей, нарушающих баланс скоростей рождения и гибели свободных электронов в плазме ВЧ разряда. Действие принципа иллюстрируется на примере СО2
лазеров с внутрирезонаторным сканированием излучения и внутрирезонаторной электронной (ВРЭ) перестройкой излучаемой длины волны. Особенностью ВРЭ- перестройки является изменение длины волны генерируемого лазером излучения программным способом (под контролем компьютера) по любому закону следования спектральных линий, включая псевдослучайный. Описывается режим скольжения "гасящего" потенциала дополнительного электрического поля по щелевому рабочему каналу лазера, позволивший значительно увеличить набор волн, в пределах которого возможна перестройка. Сообщаются технические параметры лазера для режима одновременной генерации излучения на длинах волн, соответствующих разным спектральным линиям. Независимая перестройка каждого из двух излучений позволяет в широком диапазоне изменять их разностную частоту. Подобные источники когерентного излучения требуются для реализации нелинейной лазерной оптико-акустической спектроскопии комбинационного рассеяния в молекулярных газах.
Рассматриваются модели СО2
лазера с неустойчиво-устойчивым оптическим резонатором. Устойчивый в целом данный резонатор имеет неустойчивую центральную часть его объема. Благодаря этому высокие энергетические характеристики лазера сочетаются с высококачественными пространственными показателями излучения. Описываются варианты дисковой модели СО2
лазера, в котором неустойчиво-устойчивый оптический резонатор характеризуется очень большим числом Френеля: одномодовый стабилизированный, одномодовый перестраиваемый, двухволновый с перестройкой разностной частоты.
Обсуждаются перспективные модели СО2
лазеров: с полнооборотным сканированием направления излучения, многопучковые, с изменяемой поляризацией излучения, составные в виде системы соосных конфокальных дифракционно связанных дисковых излучателей.
Автор В.И. Юдин
Другие работы по теме:
Полимерные материалы и их применение
Graphics Фотохимическое формирование печатных форм -совокупность взаимосвязанных технологических операций, обеспечивающих преобразование исходной жидкой фотополимеризующейся композиции (ЖФПК) в конечное изделие - фотополимерную печатную форму(ФПФ). Фотохимическое формирование основано на явлении послойного отвердения жидкой композиции под воздействием ультрафиолетового излучения (УФ - излучения).
Вредные и опасные факторы при работе лазерных установок
Вопрос Вредные и опасные факторы при работе лазерных установок. Оптические квантовые генераторы или лазеры находят все более широкое применение в промышленности. Их использование возможно благодаря таким уникальным свойствам, как монохроматичность и
Попов
Александр Степанович (1859-1905/06), российский физик и электротехник, один из пионеров применения электромагнитных волн в практических целях (в т. ч. для радиосвязи. В нач. 1895 создал совершенный по тому времени вариант радиоприемника и продемонстрировал его 25.4 (7.5) 1895, используя в качестве источника электромагнитного излучения вибратор Герца.
Принцип работы и устройство лазеров
Сталкиваясь с микросистемой, квант света возбуждает атомы и молекулы, отдавая им свою энергию. Наиболее сильное (резонансное) взаимодействие происходит тогда, когда частота колебаний кванта света совпадает с одной из собственных частот колебаний электронов микросистемы. При этом атомы и молекулы, находясь в возбужденном состоянии, становятся вторичными излучателями квантов.
Устройство и применение лазера
Лазер - квантовый генератор, излучающий в диапазоне видимого и инфракрасного излучения. Схема устройства лазера и принцип его действия. Временные режимы работы прибора, частота поступления энергии. Применение лазеров в различных отраслях науки и техники.
Атомарные газоразрядные лазеры
Понятие, классификация лазеров по признакам, характеристика основных параметров, их преимущества. Причины конструкции лазеров с внешним расположением зеркал. Описание физических процессов в газовых разрядах, способствующих созданию активной среды.
Лазеры, их применение
Лазеры, их применение Доклад по физике Ученика 11 класса “ ” Гуральского Юрия Слово “лазер” представляет собой абревиатуру английской фразы “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”, переводимой как
Лазеры
Министерство Образования и науки Российской Федерации Благовещенский Государственный Педагогический Университет Реферат. Тема: Лазеры. Выполнил:
Лазеры
Муниципальное Общеобразовательное Учреждение Лицей Информационных Технологий РЕФЕРАТ по ФИЗИКЕ на тему: ЛАЗЕРЫ Выполнил: ученик 11 «А» класса Замулин Михаил.
Строение атома. Оптические спектры атома
Экспериментальное наблюдение характеристического излучения атома натрия в возбуждённом состоянии - в процессе горения; определение длины волны и энергетического уровня перехода наружного электрона, которым обусловлен характеристический цвет излучения.
Лазеры
Принцип работы и назначение лазерных устройств, история и основные этапы их разработок, значение в данном процессе академиков Н.Г. Басова и А.М. Прохорова. Первое экспериментальное подтверждение возможности усиления света и развитие данных идей.
Лазеры на гетеропереходах полупроводниковые лазеры
1. Введение. Полупроводниковые лазеры отличаются от газовых и твердотельных тем, что излучающие переходы происходят в полупроводниковом материале не между дискретными энергетическими состояниями электрона, а между парой широких энергетических зон. Поэтому переход электрона из зоны проводимости в валентную зону с последующей рекомбинацией приводит к излучению, лежащему в относительно широком спектральном интервале и составляющему несколько десятков нанометров, что намного шире полосы излучения газовых или твердотельных лазеров.
Промышленное применение лазеров
В настоящее время области применения лазеров расширяются с каждым днем. После первого промышленного использования лазеров для получения отверстий в рубинах для часов эти устройства успешно применяются в самых различных областях .
Лазерные телевизоры
Содержание Введение Определение лазера : Классификация лазеров по безопасности Лазерные группы: Твердые лазеры на люминесцентных средах Газовые лазеры
Лазер
Глава четвертая ПРИМЕНЕНИЕ ОВ Прежде всего следует отметить, что исследования взаимодействия лазерного излучения с веществом представляют исключительно большой
Расчет солнечного коллектора
1.3 Методики расчета основных параметров Эффективность работы коллектора определяется отношением полезно использованной в коллекторе энергии к величине падающего на его поверхность солнечного излучения. Для определения полезной мощности целесообразно ввести понятие полного коэффициента потерь.
Физические основы работы лазера. Механизм возбуждения
Процесс лазерного излучения. Исследования в области лазеров в диапазоне рентгеновских волн. Медицинское применение CO2–лазеров и лазеров на ионах аргона и криптона. Генерация лазерного излучения. Коэффициент полезного действия лазеров различных типов.
О мощности фотона и фотонном генераторе
Исходя из соотнесения параметров обоих наблюдаемых процессов фотонного излучения - электромагнитной волны и потока квантов - получена формула для мгновенной мощности фотона.
Ионизирующие излучения
Ионизирующими называются излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию электрических зарядов различных знаков.
Лазерное излучение
Физическая сущность лазерного излучения. Воздействие лазерного излучения на организм. Нормирование лазерного излучения. Лазерное излучение-прямое, рассеянное, зеркальное или диффузно отраженное. Методы защиты от лазерного излучения. Санитарные нормы.
Инфракрасное излучение (ИК)
Инфракрасное излучение генерируется любым нагретым телом, температура которого определяет интенсивность и спектр излучаемой электромагнитной энергии.
Лазерное излучение
Классификация лазеров. Влияние излучения лазера на орган зрения. Нормативные документы, регламентирующие использование лазеров.
Классификация опасных и вредных излучений
Опасным производственным фактором является такой фактор производственного процесса, воздействие которого на работающего приводит к травме или резкому ухудшению здоровья.
Единицы измерения радиоактивности и доз облучений
Вещества, способные создавать ионизирующие излучения, различаются активностью (А), т.е. числом радиоактивных превращений в единицу времени. В системе СИ за единицу активности принято одно ядерное превращение в секунду (распад/с).
Обеспечение лазерной безопасности
Под лазерной безопасностью понимается совокупность технических, санитарно-гигиенических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасные условия труда персонала при использовании лазерных установок.
Инфракрасное излучение
Изучение оптического диапазона. Биологическое действие ИК излучения. Нормирование ИК излучения.