вого випромінювання.
Залежно від природи активного середовища розрізняють такі типи лазерів: кристалічні, рідинні, напівпровідникові, хімічні, газові.
По режиму роботи: імпульсні та безперервної дії. Відрізняються також за формою, зовнішнім виглядом, розмірами, системі накачування і т.д.
Прототип першого лазера був створений в 1954 році радянськими вченими Прохоровим, Басовим і американським ученим Таунсом. Активним середовищем був аміак. За це вони отримали в 1964 році Нобелівську премію.
У 1960 році запрацював перший рубіновий оптичний квантовий генератор. У ролі активного середовища використовувався рубін - оксид алюмінію з невеликими домішками хрому, які є активними елементами. Накачування здійснювалася за допомогою світла потужної імпульсної ксенонової лампи. Такий лазер випромінює червоне світло з? =0,69 мкм в імпульсному режимі.
Газові лазери використовуються найбільш часто. Активна середу - газ або суміш газів. До цього типу також відносяться лазери на парах металів - Pb, Cu, Au, Cr, Mn. Накачування здійснюється за допомогою електричного розряду і хімічних реакцій. Типовим представником газових лазерів є - гелій-неоновий лазер. (1960 р.)
Основний структурний елемент такого лазера-газорозрядна трубка з кварцу, заповнена гелієм і неоном у співвідношенні 10:1 і має 2 впаяних електроди, до яких підключено блок живлення. Резонатором служать напівпрозоре плоске дзеркало і сферичне дзеркало. Накачування здійснюється електричним розрядом.
Вибір суміші гелію і неону обумовлений тим, що порушені енергетичні рівні атомів гелію (E12, E13) близькі до основних, але вищим енергетичним рівням неону (E4, E5) і наявністю у неону метастабільних рівнів.
Співвідношення атомів гелію і неону підібрано так, щоб забезпечити инверсную заселеність атомів неону (активної речовини), тобто гелій є допоміжним речовиною.
При включенні джерела харчування в лазері відбувається електричний розряд, і газова суміш іонізується. Електрони, які з'являються при цьому, прискорюються електричним полем. Коли на своєму шляху вони зустрічають нові молекули, то передають їм енергію в результаті електронного удару. У результаті цього електрони атомів гелію і неону переходять на високі енергетичні рівні. Крім того, електрони атомів неону переходять на вищі енергетичні рівні під дією непружних зіткнень з атомами гелію. Оскільки атоми гелію позбавляються енергії, то переходять в основний стан без випромінювання енергії. Цей процес називають резонансною передачею енергії, і він можливий внаслідок збігу енергетичних рівнів підібраних атомів.
Також необхідно постійна розвантаження рівня, що досягається підбором діаметра газорозрядної трубки, при якому електрони, розташовані на цьому рівні, передавали б енергію стінок, а самі безвипромінювальної переходили на нижчі енергетичні рівні.
В атомі неону існує три робочі переходу: з рівня 5 на 3 (?=0,63 мкм, з 5 на нестійкий проміжний (меду 5 і 4) рівень 6 (?=3,39 мкм і з 4 на 3 (?=1 , 15 мкм). Шляхом підбору резонаторів підсилюють тільки червоний колір (?=0,63 мкм), а інфрачервоні промені розсіюють.
Основні властивості лазерного випромінювання: когерентність, монохроматичность, поляризована (кут Брюснера), висока потужність (при безперервній генерації - від 10-3 до 600кВт, при імпульсному режимі - від 108 до 1012Вт), вузька спрямованість пучка.
4. Перви...
