в газі будуть незмінними, якщо підтримувати постійними значення pd і Jp.
Звернемося тепер до питання про ККД газорозрядних лазерів. У спрощеному вигляді цю величину можна представити як, де О·н - ефективність дії накачування, тобто та частка енергії накачування, введеної в розряд, яка витрачається на збудження верхнього лазерного рівня Еj. Ставлення hv/Ej, називають також квантовим ККД, величина якого визначається структурою енергетичних рівнів активної речовини і характеризує максимально можливий для даного лазера ККД при О·н в†’ 1.
1.2 Атомарні газорозрядні лазери
Активної середовищем атомарних ГРЛ служать інертні гази (Не, Ne, Ar та ін) та їх суміші, а також пари деяких металів (Сu, Рb, Мn та ін.) Лазерними рівнями є енергетичні рівні нейтральних атомів, порушуваних у газовому розряді.
Типовим представником цієї групи лазерів є гелій-неоновий лазер, який відрізняється досконалістю конструкції, надійністю, широкою номенклатурою серійно моделей, що випускаються. Залежно від режиму роботи, конструкції і габаритних розмірів потужність випромінювання становить від десятків часток до сотень міліватів при ККД від тисячних до сотих часток відсотка. Стабільність частоти в одночастотних режимі досягає 10-8-10-12, расходимость випромінювання 0,5-1 мрад. При досить високої безвідмовності більшість лазерів має термін служби від 2000 до 5000 год, а в окремих випадках - більше 20 000 ч. В даний час серійно випускаються Ні-Ne-лазери, які мають підвищену стійкість до механічних і кліматичних впливів.
Звернемося до спрощеної діаграмі енергетичних рівнів атомів Чи не і Ne, зображеної на рис. 2.1. br/>В
Активними (випромінюючими) частками є атоми Ne, описувані в наближенні (Jl)-зв'язку. Необхідно розглядати наступні порушені стану, що у процесі генерації лазерного випромінювання: 1) збуджений стан 1s з енергією 16,6 еВ, включає чотири близько лежачих підрівні: 1s2, 1s3 1s4 і 1s5; 2) збуджений стан 2р з енергією 18,9 еВ, що складається з 10 підрівнів (2р1, 2р2, ..., 2Р10), 3) збуджений стан 2s з енергією 19,77 еВ, що включає 4 підрівня; 4) збуджений стан 3р з енергією 20,3 еВ, що складається з 4 підрівнів; 5) збуджений стан 3s з енергією 20,6 еВ, що складається з 10 підрівнів.
Населеність кожного стану в сталому режимі визначається добутком швидкості збудження (заселення) vвозб на час життя даного стану П„. Отже, можливість створення інверсії для даної пари стану визначається співвідношенням виду>. Для атомів Ne час життя s-станів (П„s100 нс) на порядок більше часу життя р-станів (П„p10 ні), тому навіть при рівних швидкостях їх збудження можливе отримання безперервної лазерної генерації на переходах s в†’ p. Слід враховувати, що в відповідно до правил відбору дозволеними є тільки переходи в р-стану. Таким чином, структура енергетичних рівнів атомів дозволяє реалізувати трирівневу схему роботи лазера II роду.
Стан 1s є метастабільним, добре "заселяється" в розряді ...
