тивостей лазера. Існують сотні або навіть тисячі різних робочих тіл, на основі яких можна побудувати лазер. Робоче тіло піддається «накачуванні», щоб отримати ефект інверсії електронних населенностей, що викликає вимушене випромінювання фотонів і ефект оптичного підсилення. У лазерах використовуються наступні робочі тіла.
Рідина, наприклад в лазерах на барвниках складається з органічного розчинника, наприклад метанолу, етанолу або етиленгліколю, в яких розчинені хімічні барвники, наприклад кумарин або родамін. Конфігурація молекул барвника визначає робочу довжину хвилі.
Гази, наприклад, вуглекислий газ, аргон, криптон або суміші, такі як в гелій-неонових лазерах. Такі лазери найчастіше накачуються електричними розрядами.
Тверді тіла, такі як кристали і скло. Суцільний матеріал зазвичай легується (активується) добавкою невеликої кількості іонів хрому, неодиму, ербія або титану. Типові використовувані кристали: алюмінієвий гранат (YAG), літієво-ітрієві фторид (YLF), сапфір (оксид алюмінію) і силікатне скло. Найпоширеніші варіанти: Nd: YAG, титан-сапфір, хром-сапфір (відомий також як рубін), легований хромом стронцій-літій-алюмінієвий фторид (Cr: LiSAF), Er: YLF і Nd: glass (Неодимове скло). Твердотільні лазери зазвичай накачуються імпульсною лампою або іншим лазером.
Напівпровідники. Матеріал, в якому перехід електронів між енергетичними рівнями може супроводжуватися випромінюванням. Напівпровідникові лазери дуже компактні, накачуються електричним струмом, що дозволяє використовувати їх в побутових пристроях, таких як програвачі компакт-дисків.
) Пристрій накачування.
Джерело накачування подає енергію в систему. Це може бути електричний розрядник, імпульсна лампа, дугова лампа, другий лазер, хімічна реакція або навіть вибухову речовину. Тип використовуваного пристрою накачування безпосередньо залежить від використовуваного робочого тіла, а також визначає спосіб підведення енергії до системи. Наприклад, гелій-неонові лазери використовують електричні розряди в гелій-неонової газової суміші, а лазери на основі алюмо-ітрієві граната з неодимовим легуванням (Nd: YAG лазери) - сфокусований світло ксеноновим імпульсної лампи, ексимерні лазери - енергію хімічних реакцій. [3]
2. Типи лазерів. Способи накачування
За типом накачування лазери можна розділити на напівпровідникові інжекційні (з накачуванням ел. струмом) і лазери з оптичним накачуванням.
Електрична накачування газового лазера здійснюється пропусканням через газову суміш постійного, високочастотного або імпульсного струму. Струм через газ може протікати або уздовж осі лазера, або поперек її.
Напівпровідникові лазери відрізняються від газових і твердотільних тим, що випромінюють переходи відбуваються в напівпровідниковому матеріалі не між дискретними енергетичними станами електрона, а між парою широких енергетичних зон. Тому перехід електрона із зони провідності у валентну зону з подальшою рекомбінацією призводить до випромінювання, який лежить у відносно широкому спектральному інтервалі і становить декілька десятків нанометрів, що набагато ширше смуги випромінювання газових або твердотільних лазерів. [10]
Створення інверсної населеності в напівпровідниках.
В умовах термодинамічної рівноваги валентна зона?? Олупроводніка повністю заповнена електронами, а зона провідності порожня. Припустимо, що н...
