починає сильно іонізувати пари речовини, перетворюючи їх в плазму.
Ще однією важливою характеристикою лазера є расходимость лазерного променя. Найбільш вузький промінь мають газові лазери. Він становить величину в кілька кутових хвилин. Розбіжність променя твердотільних лазерів близько 1 ... 3 кутових градусів. Напівпровідникові лазери мають пелюстковий розкривши випромінювання: в одній площині близько одного градуса, в іншій - близько 10 ... 15 кутових градусів.
Наступною важливою характеристикою лазера є діапазон довжин хвиль, в якому зосереджено випромінювання, тобто монохроматичность. У газових лазерів монохроматичность дуже висока, вона складає 10-10, тобто значно вище, ніж у газорозрядних ламп, які раніше використовувалися як стандарти частоти. Твердотільні лазери і особливо напівпровідникові мають у своєму випромінюванні значний діапазон частот, т. Е. Не відрізняються високою монохроматичністю.
Дуже важливою характеристикою лазерів є коефіцієнт корисної дії. У твердотільних він становить від 1 до 3,5%, у газових 1 ... 15%, у напівпровідникових 40 ... 60%. Разом з тим приймаються всілякі заходи для підвищення ккд лазерів, бо низький ккд призводить до необхідності охолодження лазерів до температури 4 ... 77 К, а це відразу ускладнює конструкцію апаратури.
2.1 Твердотільні лазери
Твердотільні лазери діляться на імпульсні і безперервні. Серед імпульсних лазерів більш поширені пристрої на рубіні і неодимовому склі. Довжина хвилі неодимового лазера становить l=1,06 мкм. Ці пристрої являють собою відносно великі стрижні, довжина яких сягає 100 см, а діаметр - 4-5 см. Енергія імпульсу генерації такого стрижня - 1000 дж за 10-3 сек.
Лазер на рубіні також відрізняється великою потужністю імпульсу, при тривалості 10-3 сек його енергія складає сотні дж. Частота повторення імпульсів може досягати декількох кГц.
Найвідоміші лазери безперервної дії виготовляються флюорите кальцію з домішкою диспрозия і лазери на иттриево-алюмінієвому гранаті, в якому присутні домішки атомів рідкоземельних металів. Довжина хвилі цих лазерів знаходиться в області від 1 до 3 мкм. Потужність імпульсу становить приблизно 1 вт або його частки. Лазери на иттриево-алюмінієвому гранаті способи забезпечити потужність імпульсу до декількох десятків Вт
Як правило, в твердотільних лазерах використовується багатомодовий режим генерації. Одномодова генерація може бути отримана при введенні в резонатор селектірующіх елементів. Подібне рішення було викликано зниженням генерується потужності випромінювання.
Складність виробництва твердотільних лазерів полягає в необхідності вирощування великих монокристалів або варіння великих зразків прозорого скла. Подолати ці труднощі дозволило виготовлення рідинних лазерів, де активна середу представлена ??рідиною, в яку введені рідкоземельні елементи. Проте рідинні лазери мають ряд недоліків, що обмежують область їх використання.
2.2 Рідинні лазери
рідинного називаються лазери з рідкою активним середовищем. Основною перевагою цього виду пристроїв є можливість циркуляції рідини і, відповідно, її охолодження. В результаті і в імпульсному, і в безперервному режимі можна отримати більше енергії.
Перші рідинні лазери вироблялися на основі рідкоземельних хелатів. Недоліком цих лазерів є низький рівень досяжною енергії і хімічна нестійкість хелатів. У результаті ці лазери не знайшли застосування. Радянські вчені запропонували використовувати в лазерної середовищі неорганічні активні рідини. Лазери на їх основі відрізняються високими імпульсними енергіями і забезпечують показники середньої потужності. Рідинні лазери на такий активному середовищі здатні генерувати випромінювання з вузьким спектром частот.
Ще один вид рідинних лазерів - пристрої, що працюють на розчинах органічних барвників, що відрізняються широкими спектральними лініями люмінесценції. Такий лазер здатний забезпечити безперервну перебудову довжин випромінюваних хвиль світла в широкому діапазоні. При заміні барвників забезпечується перекриття всього видимого спектру і частини інфрачервоного. Джерелом накачування в таких пристроях є, як правило, твердотільні лазери, але можливе використання газосвітних ламп, що забезпечують короткі спалахи білого світла (менше 50 мксек).
2.3 Газові лазери
Існує багато різновидів. Одна з них - фотодіссоціонний лазер. У ньому застосовується газ, молекули якого під впливом оптичного накачування диссоциируют (розпадаються) на дві частини, одна з яких виявляється у збудженому стані і використовується для лазерного випромінювання.
<...
