Анатомия лазера.
Как выглядит лазер? На что он похож? Лазеры отличаются большим разнообразием. Существует огромное число разных типов лазеров, они различаются не только характеристиками генерируемого ими излучения, но также внешним видом, размерами, особенностями конструкции. ” Сердце лазера” - его активный элемент. У одних лазеров он представляет собой кристаллический или стеклянный стержень цилиндрической формы. У других это отпаянная стеклянная трубка, внутри которой находится специально подобранная газовая смесь. У третьих - кювета со специальной жидкостью.
Соответственно различают лазеры твердотельные, газовые и жидкостные. см. табл. стр. 88. 2.2. Типы лазеров. Продолжая знакомиться с лазерами, совершим экскурсию по обширному лазерному хозяйству. Остановимся на некоторых типах лазеров. Газоразрядные лазеры. Так называют лазеры на разряженных газовых смесях (давление смеси 1-10 мм рт. ст) которые возбуждаются самостоятельным электрическим разрядом.
Различают три группы газоразрядных лазеров: - лазеры, в которых генерируемое излучение рождается на переходах между энергетическими уровнями свободных ионов (применяется термин “ионные лазеры” ) . - лазеры, генерирующие на переходах между уровнями свободных атомов. - лазеры, генерирующие на переходах между уровнями молекул (так называемые молекулярные лазеры) Из огромного числа газоразрядных лазеров выделим три: гелий-неоновый (как пример лазера, генерирующего на переходах в атомах) , аргоновый (ионовый лазер) и СО2-лазер (молекулярный лазер) . (см. таблицы 113-115) Гелий -неоновой лазер имеет три основных рабочих перехода, на длинах волн 3,39 и 1,15 и 0,63 мкм. В аргоновом лазере генерация происходит на переходах между уровнями однократного иона аргона (Ar+) основными являются переходах на длинах волн 0,488(голубой цвет) и 0,515 мкм (зеленый цвет) . Генерация в СО2-лазере происходит на переходах между колебательными уровнями молекулы углекислого газа (СО2) основными являются переходы на длинах волн 9,6 и 10,6 мкм. Основными составляющими газовой смеси являются углекислый газ и молекулярный азот. Эксимерные лазеры.
Так называют газовые лазеры генерирующие на переходах между электронными состояниями эксимерный (разлетных) молекул.
К таким молекулам относятся, например молекулы Ar2, Kr2, Xe2, ArF, KrCl, XeBr и др. Эти молекулы содержат атомы инертных газов. Заметим, что в эксимерных лазерах реализованы наиболее низкие значения генерируемых длин волн. Так. в лазере на молекулах Хе2 наблюдалась генерация на длине волн 0,172 мкм, в лазере на молекулах Kr2 0,147 мкм, в лазере на Ar2 0,126 мкм. Электроионизационные лазеры.
В качестве ионизирующего излучения используют ультрафиолетовое излучение, электронный пучок из ускорителя, пучки заряженных частиц, являющихся продуктами ядерных реакций. Химические лазеры. Реакции идущие с высвобождением энергии, называют экзоэнергетичсекими. Они-то и представляют интерес для химических лазеров.
В этих лазерах, высвобождающаяся при химических реакциях, идет на возбуждение активных центров и в конечном счете преобразуется в энергию когерентного света. Приведем пример реакций замещения, которые используются в химических лазерах: F + H2 -> HF + H, F + D2 ->DF + D, H + Cl2 -> Hcl + Cl, Cl + HJ - > HCl + J. Звездочка указывает на то, что молекула образуется в возбужденном колебательном состоянии. Существует еще ряд признаков классификации лазеров, но отнесем их рассмотрение к специальной литературе. 3.