Айхлер Ю., Айхлер Г.-И. Лазеры. Исполнение, управление, применение (2008)

® изики и техники Ю. АЙХЛЕР, Г.-И. АЙХЛЕР Лазеры. Исполнение, управление, применение Перевод с немецкого Л. Н. Казанцевой ТЕХНОСФЕРА Москва 2008 Ю, Айхлер, Г.-И. Айхлер Лазеры. Исполнение, управление, применение Москва: Техносфера, 2008. — 440с. 1ЯВХ 978-5-94836-167-3 Лазеры играют важнейшую роль в сфере технических измерений, информационных технологий, обработки материалов, медицине и других областях науки.

В книге дается обзор наиболее распространенных типов лазеров с описанием их многочисленных применений. Рассматриваются основы лазерной оптики, оборудование для анализа лазерного излучения, приводятся характеристики лазерных материалов. Заключительные главы посвящены рассмотрению наиболее важных областей применения лазерных установок и перспектив их дальнейшего развития. Простота и доступность изложения делает книгу прекрасным пособием для студентов вузов, преподавателей, учителей и школьников.

© Врг1пйег-Уег!ан Вегйп Не1де1Ьег8 1990, 1998, 2002, 2003, 2006 Крг1пнег 1з а раг1 оу Брг1пйег Бс1епсе+Вигйпеаа Мед1а. АП ЩЫз Кезеггед © 2008, ЗАО «РИЦ «Техносфера», перевод на русский язык, оригинал-макет, оформление 1БВХ 978-5-94836-167-3 18ВХ 3-540-30149-6 (нем.) СОДЕРЖАНИЕ и энергия Ферми.... 40 ПРЕДИСЛОВИЕ К 6-му ИЗДАНИЮ !Згава 1. СВЕТ, АЗОМЫ, МОЛЕКУЛЫ, ТВЕРДЪ|Е ТЕЛА 1.1. Свойства видимого излучения .. Световые волны Фотоны. Поляризация Цвет видимою излучения .

1.2. Атомы: орбиты электронов, уровни энергии... !.3. Мноюэлектронные атомы Связь электронов Правила отбора . 1.4. Молекулы. Электронные состояния Колебания и вращения 1.5. Энергетические уровни в твердотельных лазерах .. Полупроводники. Примесные атомы в изоляторах.... Центры окраски 1.6.

Энергетические зоны в полупроводниках Энергия электронов и дырок Плотности состояний.. Вероятность заселения (распределение Ферми) .. Легирование. Инжекция носителей заряда, электронная плотность Электронные волны в полупроводниках Потенциальный барьер Задачи . Глава 2. ПСГЛОЩЕНИЕ И ИЗЛУЧЕНИЕ СВЕТА...

2.!. Поглощение .. Атомистическая интерпретация поглощения 2.2. Спонтанное испускание .. 2.3. Усиление света за счет индуцированного испускания Коэффициент усиления. Распределение Больцмана, отрицательная температура. 2.4. Ширина линий Естественная ширина линии Столкновительное уширение . Доплеровское уширение Прочие механизмы уширения 2.5. Создание и уменьшение инверсной населенности.. Насыщение усиления...

2.6. Конструктивное исполнение лазеров.. 17 19 19 20 22 22 23 24 27 28 29 29 29 32 33 34 34 35 36 38 39 39 40 42 42 43 44 44 45 46 47 48 49 50 50 51 52 53 53 54 56 Си)Ржание Сверхизлучение................ Лазер; пороговое условие генерации .. Стационарная генерация лазерного излучения.......... 2.7. Характеристика излучения в зависимости ог времени... Стационарное решение скоростных уравнений...,, Слабые релаксационные колебания Сильные релаксационные колебания. Появление релаксационных колебаний................ Задачи . Глава 3. ТИПЫ ЛАЗЕРОВ...

Обзорная характеристика разных типов лазеров 3.1. Длины волн и выходные мощности............ 3.2. Перестраиваемые лазеры.. 3.3. Лазеры, стабильные по частоте 3.4. Высокомощные лазеры 3.5. Сверхкороткие световые импульсы............. 3,6. Параметры лазеров.......... Задачи . Глава 4. ЛАЗЕРНЫЕ ПЕРЕХОДЫ В НЕЙТРАЛЬНЫХ АТОМАХ 4.1. Гелий-неоновые лазеры...... Схема энергетических уровней Возбуждение Длины волн Конструктивное исполнение Свойства пучка 4.2. Лазеры на парах металла (Си, Аи) Схема энергетических уровней Конструктивноеисполнение Области применения Извлечение меди из соединений . 4.3.

Йодные лазеры, СОП. Задачи..... Глава 5. ИОННЫЕ ЛАЗЕРЫ. 5.1. Лазеры для коротковолновой области 5.2. Ионные лазеры на инертном газе. Ионные аргоновые лазеры Конструктивноеисполнение Ионные криптоновые лазеры. Области применения 5.3. Ионные лазеры на парах металла(Сд, Зе, Сц) .. Не-Сг)- и Не-Зе-лазеры .. Другие лазеры на парах металла. Задачи.............. Глава 6. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ИНФРАКРАСНЫЕ ЛАЗЕРЫ (ИРАЗЕРЫ) 6.! .

Лазеры дальнего ИК-диапазона .. 56 56 57 59 61 62 63 64 64 66 67 68 . 70 74 74 76 76 78 79 79 80 81 81 83 84 85 85 87 89 89 89 91 92 92 94 94 97 98 99 99 99 !02 102 103 103 Соафлганиг Лазеры с оптической накачкой Лазеры дальнего ИК-диапазона с электрической накачкой.......... 6.2. СС)-лазеры. Процессы возбуждения в газовых разрядах. Возбуждение Схема энергетических уровней Линии лазерного излучения.... Непрерывный и импульсный режимы генерации Лазер с медленным аксиальным газовым потоком Лазер в герметичном корпусе (англ. зеа!ед-о(Г-1азег) Волноводные лазеры (англ, иатебц!де!азег) . Лазеры с быстрым газовым потоком... Лазеры с высокочастотным возбуждением Лазеры атмосферного давления с поперечной накачкой (ТЕА-1азег) ..

Газодинамические СОГлазеры............ Перестраиваемые СОГлазеры высокого давления.................. 6.3. СО-лазеры....,....... 6.4. Фтороводородные (НР)-лазеры...... Схема энергетических уровней и процессы возбуждения............ Конструктивное исполнение ПР-лазеры Задачи................... Глава 7. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ УФ-ЛАЗЕРЫ... 7.1. Азотные лазеры .. Схема энергетических уровней Конструктивноеисполнение 7.2. Лазеры на эксимере Энергетические уровни . Конструктивное исполнение Частотная селекция для литографских лазеров... Преобразование частоты........... Задачи .

Глава 8. ЛАЗЕРЫ НА КРАСИТЕЛЯХ 8.1. Свойства лазеров на красителях. Оптическая накачка......... 8.2. Возбуждение с помощью ламп-вспышек... 8,3. Возбуждение с помощью лазера. Импульсные лазеры (нс) . Непрерывные лазеры.............. Сверхкороткие импульсы Задачи....... Глава 9. ТВЕРДОТЕЛЪНЫЕ ЛАЗЕРЫ 9.1. Рубиновые лазеры..... Схема энергетических уровней Излучение рубиновых лазеров .. Конструктивное исполнение рубиновых лазеров...

103 .. 105 105 . 106 108 108 11О 11! 112 114 114 115 1!6 .. 116 117 118 118 12! .. 121 123 124 124 126 126 127 128 129 130 132 135 136 136 138 138 140 140 !41 141 143 145 146 147 148 148 150 151 (а Содержеемм 9.2. Лазеры на алюмоитгриевом гранате с неодимом и альтернативные варианты Схема энергетических уровней лазеров Ыг): ИАГ Лазерное излучение Лазеры на Ыг(: Сг: ГСГГ (гадолиний-скандий-галлиевый гранат)..... Лазеры на Ь)е): ИЛФ (итгрий-литий-фторид) Кристаллы, сохраняющие поляризацию Лазерные кристаллы с диодным возбуждением Исполнение неодимовых лазеров с накачкой лампой-вспышкой 9.3.

Лазеры на стекле .. Лазеры на стекле с неодимом...............,..... Сравнительная характеристика лазерных веществ...... 9.4. Эрбиевые и гольмиевые лазеры.................. Лазеры на эрбии Лазеры на гольмии 9.5. Перестраиваемые твердотельные лазеры............. Лазеры на александрите............ Лазеры на сапфире с титаном.......... Лазеры на УЬ: ИАГ Лазеры на УЬ: КГВ (калий-гадолиний-вольфрам) 9.6. Лазеры на центрах окраски .. Схема энергетических уровней Конструктивное исполнение 9.7.

Дисковые и волоконные лазеры с диодной накачкой.... Лазеры с диодной накачкой Дисковый лазер...... Волоконные лазеры Задачи ... Пгава 10. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЛАЗЕРЫ 10.!. Усиление света в диодах р — п-структуры....... 10.2. Лазеры на основе ОаА1Аз и 1пОаАаР... 10.3. Конструктивное исполнение диодных лазеров....... Двойная гетероструктура...... Полосковые лазеры Волноводные лазеры ребристой структуры (англ.

пг(8е «еачейцЫе 1азег) . Лазеры с горизонтальным резонатором и поверхностным излучением (НСБЕЕ = англ. Ьопгопга1-сай!у яп(асс-еппгйп8) Трапецеидальный усилитель... Лазерные матрицы и пакеты для высоки х выходных мощностей Лазеры с потенциальной ямой и потенциальной точкой 10.4.

Характеристики излучения лазеров на основе Оад)Аа и 1пОаАаР Характеристики излучения.... 10.5. Подстройка частоты диодных лазеров Частотно-зависимое усиление света в полупроводниках: теория Частотная зависимость усиления........ Конструктивное исполнение диодных лазеров с подстраиваемой частотой Перестраиваемые лазеры ОРВ и ОВК .152 152 153 157 157 158 158 159 160 160 161 162 162 163 164 165 167 168 171 171 172 172 175 175 !78 178 180 181 183 185 186 187 188 189 190 191 19! 193 194 195 198 198 201 202 203 Д Со3фжаяие 10.6.

Диодные лазеры с вертикальным резонатором и поверхностным излучением (ЧСЗЕ! )...,... 10.7. Полупроводниковые лазеры для нижнего ИК-диапазона Полупроводниковые лазеры дальнего ИК-диапазона. 10.8. Лазеры на Оа|Ч синей области спектра............. Лазеры на основе полупроводниковых соединений АлВ"' Лазеры на ингридах АшВ» Области применения 10.9. Полупроводниковые лазеры для дальней связи Задачи................

204 206 208 208 209 209 210 211 211 Глава 11. ЛАЗЕРЫНА СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНАХ, КОГЕРЕНТНЪ|Е РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ И АТОМНЪ|Е ПУЧКИ 11.1. Электронно-лучевые лазеры...................... Конструктивное исполнение Спонтанное излучение.................,...,..., Усиление света.... 11.2. Рентгеновские лазеры свысокоионизированными атомами....