ой же час рівень Е3, що володіє дуже коротким часом життя (приблизно в 25 разів менше, ніж час життя рівня Е4), швидко спустошується за рахунок повернення іонів в основний стан. Так як рівні Е3 і Е4 складаються з груп підрівнів, генерація може відбуватися одночасно на декількох довжинах хвиль: від 0,45 до 0,53 мкм.
Малюнок 1.2 - Діаграма енергетичних рівнів іонізованого аргону:
1 - збудження при зіткненнях з електронами; 2 - лазерне випромінювання з довжиною хвилі 0,45 мкм; 3 - спонтанні переходи.
1.2 Конструкція лазера і особености оптичного резонатора аргонового лазера
Конструкція газорозрядної трубки лазера представлена ??на рис. 1.3.
Особливості конструкції аргонового лазера обумовлені тим, що для його роботи потрібна пропускати через газ струм великої щільності (до декількох тисяч ампер на квадратний сантиметр), так як спочатку потрібно іонізувати нейтральні атоми аргону. Тому необхідно передбачити ефективну систему тепловідводу від газорозрядної трубки. Газовий розряд створюють в тонкому (діаметром 5 мм) капілярі 4, охолоджуваному рідиною. Робочий тиск газу - десятки паскалів. Для збільшення концентрації електронів в центрі капіляра в розрядному просторі за допомогою магнітів 5 створюється магнітне поле, яке стискає розряд і не дає йому торкатися стінок. Катод 2 емітує електрони, які під дією електричного поля, прикладеного між катодом 2 і анодом 6, рухаються по капіляру до анода. При цьому газ в капілярі теж починає переміщатися від катода до анода, що може призвести до гасіння розряду, так як у анода тиск значно підвищується. Для вирівнювання тиску по довжині капіляра катодну і анодний порожнини газорозрядної трубки з'єднують обвідний газової трубкою 7, що забезпечує вільну циркуляцію газу.
Зауважимо, що як плазмовий струм, так і лазерний пучок обмежуються металевими (вольфрамовими) дисками, поміщеними в керамічну трубку більшого діаметра. Використання такої теплопровідної і ізолюючої металокерамічної комбінації необхідно для того, щоб забезпечити хорошу теплопровідність трубки і в той же час послабити проблеми, пов'язані з ерозією внаслідок високої температури іонів. Діаметр центральних отворів в дисках робиться невеликим (2 мм), щоб зосередити генерацію в ТИМ 00 -модем (для резонатора звичайно застосовуються увігнуті дзеркала з великим радіусом кривизни) і щоб зменшити необхідне значення повного струму.
Особливості модовой структури: лазерні переходи сильно неоднорідне і однорідно розширені, а також характеризуються ефектом Доплера, дрейфом іонів, великий однорідної шириною лінії, обумовленої штарковскім уширением вследствии високої щільності електронів, природна ширина лінії - 460 МГц. При межмодовую інтерваве 125МГц (довжина резонатора 120 см) багато мод посилюється одночасно, що обумовлює сильну конкуренцію мод і призводить до сильних флуктуацій амплітуди поля випромінювання. Поблизу порога можливий стійкий одномодовий, а також двумодовий режими.
Важливою частиною конструкції лазера являються матеріали, з яких він зроблений. Особливу групу матеріалів складають сплави для паяння та зварювання зі склом. Склад цих сплавів підібраний таким чином, щоб коефіціент? сплаву відповідав коефіцієнту? матеріалу, з яким утворюється з'єднання, у всьому інтервалі температур, аж до розм'якшення скла. Це забезпечує збереження спаю при нагріванні і охолодженні (в процесі виготовлення та в умовах експлуатації) та отримання герметичного з'єднання. Крім цього основного вимоги, такі сплави повинні мати високу пластичність і добре оброблятися тиском. Основний представник цієї групи - сплав 29НК (ковар) має такий же коефіцієнт?, Як термостійке скло, вольфрам і молібден. У цьому сплаві частина нікелю замінена кобальтом, що підвищує температуру Кюрі і розширює область його застосування до 420? С. При тих же температурах починається розм'якшення термостійкого скла. Сплав пластичний і добре оброблятися тиском, тому він замінив менш пластичні і не жаростійкі вольфрам і молібден.
2. Технологічні операції з виготовлення аргонового лазера
Вище було описано основні параметри і характеристики аргонового лазера. Досягнуто вони були завдяки правильній конструкції (рис. 2.1) і вірної технології її виготовлення.
Рисунок 2.1 - Конструкція аргонового лазера
Аргоновий лазер складається з великої кількості скляних елементів, тому першою операцією з його виготовлення варто виділити виготовлення його скляних елементів. Виконуються склодувні операції для виготовлення зовнішньої колби з катодним балоном, обвідний газової трубки, послеанодной області та області геттера. Всі ці елементи мають...
