Технологические лазерные источники. Лекция №14

1.

Национальный исследовательский университет
«Московский энергетический институт»
КОНЦЕНТРИРОВАННЫЕ ПОТОКИ ЭНЕРГИИ И
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИХ ГЕНЕРАЦИИ
Лекция №14
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЛАЗЕРНЫЕ ИСТОЧНИКИ
Кафедра технологии металлов НИУ «МЭИ»

2.

Газовые лазеры
Атомарные
Ионные
Молекулярные
Основной механизм накачки это соударение частиц. Различают два типа соударений при
накачке:
• соударение 1-ого рода – это электрический удар по нейтральному атому;
• соударение 2-ого рода (резонансной соударение) – это резонансная передача энергии
от возбужденной частицы примесного газа к невозбужденной частице активного газа.
2

3.

Атомарные лазеры
Основной тип атомарных лазеров – это He:Ne лазер. Соотношение газов He:Ne=10:1.
Активным газом является Ne, He необходим для того, чтобы обеспечить возбуждение 2ого рода.
Схема энергетических уровней He:Ne лазера
3

4.

Конструкция He-Ne лазера
Конструкция He-Ne лазера с высокочастотным разрядом:
1-зеркала; 2- выходные окна; 3- капилляр газоразрядной трубки;
4- электроды; 5- блок питания.
Конструкция He-Ne лазера с возбуждением от постоянного напряжения: 1 - зеркала;
2 - выходные окна; 3 - капилляр газоразрядной трубки;
4 – катод; 5 - анод; 6 - катод
4

5.

Лазеры на ионах инертных газов
Упрощенная схема энергетических уровней иона аргона
5

6.

Конструкция аргонового лазера
Схема охлаждаемого водой аргонового лазера:
1 – зеркала резонатора; 2 – капилляр; 3 – соленоид; 4 – анод; 5 – обводной канал;
6 – катод.
6

7.

Молекулярные лазеры
Как повысить КПД газовых лазеров?
Для этого надо использовать низкорасположенные энергетические уровни (меньше
мощность накачки. Например, уровни соответствующие колебательным состояниям
молекулы.
Молекула CO2 линейно симметрична, может
иметь колебания трех типов.
Схема колебательных уровней
молекулы CO2 и N2
7

8.

CO2 – лазер с диффузионным охлаждением
Схема CO2 – лазера с диффузионным охлаждением:
1 - газоразрядная трубка; 2 - электроды; 3 - газоразрядная плазма; 4 - глухое зеркало; 5
- полупрозрачное зеркало; Rб- балансное сопротивление
8

9.

CO2 – лазер с поперечной накачкой
9

10.

Газодинамические лазер
10