ькою лінією люмінесценції (шириною не більше декількох см -1 ). Чим більше час життя верхнього рівня лазерного переходу і чим менше ширина його лінії, тим менше потужність накачування, при якій досягається інверсна населеність. Ширина ліній люмінесценції і їх число повинні бути мінімальними також і для збільшення квантового виходу люмінесценції, тобто відносини числа фотонів, поглинених активною речовиною на частоті накачування, до числа фотонів, випромінюваних даними активною речовиною на частоті лазерного переходу. Квантовий вихід характеризує, в кінцевому рахунку, ефективність перетворення поглиненого некогерентного з лучения в когерентне. Перерахованим вище вимогам відповідають актіноідние (U -Уран), рідкоземельні (Nd, Pr, Sm, Eu, Tb, Dy, Але, Er, Tu, Yb) і деякі перехідні (Сг, Со, Ni) метали. Мала ширина спектральних ліній у цих атомів пояснюється тим, що лазерні переходи у них відповідають переходам електронів в глибоко лежачих шарах, добре екранованих від впливу зовнішнього поля кристалічної решітки.
Властивості активного речовини визначаються не тільки активатором, але і матрицею. Матриця повинна бути прозорою, тобто не мати ні власного, ні домішкового поглинання на частоті генерації, мати високу оптичну і механічну однорідність, теплопровідність, твердість, термічну і хімічну стійкість. В якості матриць активних речовин широко використовуються:
- прості оксидні кристали з упорядкованою структурою (рубін А1 2 Про 3 : Сг 3 + ; ітрій-алюмінієвий гранат, активоване неодимом, Y 3 Al 5 O 12 : Nd 3 + ; вольфрамати кальцію, активоване неодимом, та ін);
- змішані фторидні кристали з разупорядоченной структурою (CaF 2 - SrF 2 : Nd 13 + ; BaF 2 - GdF 3 : Nd 3 + та ін);
- оксидні лазерні кристали з разупорядоченной структурою (Lr0 2 - Y 2 0 3 : Nd 3 + ; Na 5 N (WO 4 ): Nd 3 + та ін);
- лазерні скла.
У лазерні скла іони активатора входять не як іони, ізоморфно заміщають катіони решітки, а як компоненти скла. Стекла мають безсумнівні переваги перед кристалічними основами. Вони виготовляються з дешевої сировини, прості у виробництві і можуть вироблятися масово з заданими і відтворюваними властивостями. З стекол просто виготовити вироби будь-яких розмірів і форми при збереженні високої однорідності складу і ізотропності властивостей. Одним з найбільш важливих їх переваг є можливість введення активатора в практично будь-яких концентраціях. Так, концентрація неодиму в склі досягає 3-4%, в той час як концентрація хрому в рубіні не повинна перевищувати сотих часток відсотка.
Робочі схеми активних речовин твердотільних лазерів поділяються на три-і чотирьохрівневі. За який з схем працює даний активний елемент, судять по різни...
