Главная » Просмотр файлов » Микаэлян А.Л., Тер-Микаэлян М.Л., Турков Ю.Г. Оптические генераторы на твердом теле (1967)

Микаэлян А.Л., Тер-Микаэлян М.Л., Турков Ю.Г. Оптические генераторы на твердом теле (1967) (1095904), страница 11

Файл №1095904 Микаэлян А.Л., Тер-Микаэлян М.Л., Турков Ю.Г. Оптические генераторы на твердом теле (1967) (Микаэлян А.Л., Тер-Микаэлян М.Л., Турков Ю.Г. Оптические генераторы на твердом теле (1967)) 11 страницаМикаэлян А.Л., Тер-Микаэлян М.Л., Турков Ю.Г. Оптические генераторы на твердом теле (1967) (1095904) страница 112018-12-30СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

Время жизни состояния Чл, при 20 К равно 2 10 " сек, квантовый выход люминесценции — 0,2. Наиболее интенсивная полоса поглощения заключена между 6000 и 6600 Л. Индуцировашюе излучение в кристалле СаГ,: Яп»'+ бьшо получено в импульсном режиме при температуре 20" К. Для образца длиной 2 см и диаметром 3 мм пороговая мощность накачки приблизительно равна 20 вш'смз. Ширина спектра излучения составляет около 0,5 см», Индуцнрованное иззученне в кристалле ВгГ»: 5ш'" было получено прп температуре 4,2' К !32!. Длина волны генерации равна 6969 Л. Наибольший интерес из двухвалентн»ях редкоземельных элементов представляет !)у", включенный в кристалл Саг» !33 — 39!.

Этот материал имеет низкий пороговый уровень накачки 11 дж при температуре 77' К и О,! двк прн 4,2' К), что связано с наличием широких полос поглощения. Спектр поглощения СаГ,: !»у'" состоит нз сильной полосы, простирающейся от 2300 до 4900 Л, и трех менее сильных полос с центральными длинами волн 5800, 7!50 и 9!ОО Л !38!.

Таким образом, для накачки црактиъ чески используется энергия излучения в области от 1 мкм до ультрафиолетового участка спектра. Полоса поглощения в диапазоне 9100 Л хорошо совпадает с интенсивными линиями излучения ксеноновых газоразрядных ламп. В непрерывном режиме излучения пороговая мощность накачки составляет при температуре 27' К менее 100 вт, что является очень низкой величиной для твердотельных оптических генераторов. При мощности накачки 800 вт получена выходная мощность 0,3 вт !35!.

Йндуцированное излучение кристаллов СаГ»: Пу" происходит на волне 2,36 мкм и снязано с переходом между 'состояниями Ч, — »?м Конечный уровень индуцированного перехода находится на расстоянии приблизительно 'Юем» над основным уровнем. Время жизни метастабнль.його состояния прн температуре 77' К имеет порядок, !О мсек !37, 38, 74!. Помимо низкого порогового уровня накачки привлекательной особенностью кристалла СаГ,: Пуа- является очень малая ширина ликии люминесценции (менее 0,08 см х при 77' К н 0,03 слг ' при 27" К). Это позволяет получить генерацию па одном продолшюм типе колебаний оптического резонатора и, кроме того, осуществить модуляцию и перестройку частоты излучения с полеощью магнитного поля (эффект Зеемана), Практически была реализована перестройка частоты генератора в пределах 5 сн ' и модуляция в полосе 0,5 Мг/1 (401.

Ширина спектра излучения СаГ: 1/ухе при температуре жидкого азота равна 0,0! /и ' 1381. Кристалл СаГх: Тц" имеет две сильные линии люминесценции на волнах 1,П6 и 1,189 мкч, определяемые переходом ионов Тпа" из состояния Чьз на два подуровня основного состояния аГ /„ отстоящих друг от друга на 556 ги '. Ширина этих линий очень мала и при температуре 27' К не превышает 0,03 см '. На первый взгляд следовало бы ожидать, что генерация должна происходить по четырехуровневой схеме на волне 1,189 мкм, поскольку ВЕРХНИЙ ПОдурОВЕНЬ СОСтОяНИя хГ1/, СЛабО НаСЕЛЕН дажЕ при комнатной температуре.

Практически, однако, индуцированное излучение имеет место на волне 1,! !6 мкх/, т. е. ~енерация осуществляется по трехуровневой схеме 139, 4! — 431. Это явление объясняется, по-видимому, сильным поглощением излучения на 1,189 мкм, связанным с переходом ионов Тцв из возбужденного состояния вГь.х в более высокую энергетическую полосу электронной оболочки 511. Поглощение люминесцентного излучения при переходах 41-м 5д имеет место и в других кристаллах с примесью двухвалеитных редкоземельных ионов, что препятствует получению в них лазерного эффекта.

Другая трудность, возникающая при использовании двухвалентных ионов, связана с их нестабильностью. Ионы Тц", например, переходят в трехвалентное состояние под действием ультрафиолетового излучения. б, КРИСТАЛЛЫ С ПРИМЕСЬЮ ТРЕХВАЛЕНТНЫХ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ИОНОВ К настоящему времени лазерный эффект получен на трехвалентпых нонах неодима, празеодима, тулин, гольмия, европия, иттербня и эрбпя, помещенных 66 в различные монокристаллы. Диаграммы энергетических уровней некоторых нз этих активш,/х сред представлены на рнс. П.!3. Необходимо отметить, что для трехвалентных редкоземельных ионов в отличие от двухвалеитных переходы между оболочками 4(- 5/1 находятся в ультрафиолетовом участке спектра и мало пригодны для оптической накачки. гв ю' ге м' га 1ах о М./аа 1г /р 1 Е/— 1 ń— Еа//в 7/х ///в Ега дххг, мкм а„ нхе / мам /к /л г 'и, 'и, г 1 ДУ1ФЕ 1/ мхм рви мхм У нь 1- 1 Е/г мам 1//// г,аоа а1 /нх 'Иа г///— их ' иа/и ег Рве.

!1.!3. Диаграмма анергепгнеских уровней трехвалентных редкоземельных ионов в кристалле Са%0/. з* 67 Возбуждение трехвалентных ионов осуществляется за счет переходов 41 — м 4)', интенсивность которых сравнительно мала. Наиболее интересным и наиболее важным в практическом отношении из трехвалентных редкоземельных элементов является неодпм. Индуцированное излучение ионов ,'":,-', неодима наблюдается во многих кристаллических средах (см. табл.

1), причем в болыпинстве из ннх лазерный эффекз имеет место прп комнатной температуре, Непрерывная генерация при комнатной температуре получена в вольфрамате кальция (Са%0,), иттриево-алюминиевом гранате (т'А0) и молпбдате кальция (СаМоО»). Перви!е два из этих кристаллов мы рассмотрим более подробпо.

Спектр поглощения иеодима в кристалле Си%0» заключеи в осиовпом в видимой области и в ближней части иифракрасиого диапазона. Наиболее сильная линия поглощения (переход 47 — 47) имеет длипу волны 5800 Л и ширипу около 200 Л. Спектр люмииесцеиции включает в себя линии, соответствующие переходам из состояния»7»».» свободных попов пеодима в состояния '7»»ч, '1 чю »7»м [44, 46, 72, 73!. Длины волн этих линий составляют 1,3! 1,065 и 0,88 мкль Преобладающим является излучение, возникающее при переходе 'Р»;, — »7 ,, иа которое приходится около 80"е от всей эиергг!и л»оминесцеиции. Время жизни метастабильиого состояния составляет около 0,1 мсек. Наиболее сильиал линия в группе»7»»ч — ' Дхч имеет длину волны 1,063 мк»я (при температуре жидкого азота) и )пирипу спектра 7 Ь.

Коиеч)юе состоя!ше»Дп» лежит примерио иа 2000 см"" вьппе основного уровня трехвалеитиых ионов иеодима. 1!оэтому населенность его мала даже при комнатной температуре, и условия иидуцироваииого излучеиия легко реализуются. Следует отметить, что спектр поглощепия и излучения ионов 1чйае в вольфрамате кальция значительно усложияется, и затрудняется иитерпретация отдельных его деталей вследствие того, что трехвалептпые ионы иеодима замещают в решетке двухвалеитиые ионы кальция. Для компеисации иеравиовесиого заряда в кристалл дополнительно вводятся одиовалептпые ионы щелочных металлов Ха', К+ или [.1'.

Это приводит к упрощению спектра излучения лазерпого перехода»7»»;., — »Д»м и сиижеиию порогового уровия накачки приблизительио в 3 раза [44!. На рис, !1.14 представлен спектр люмииесцеиции кри. сталла Си%0»: [чсР» с добавлеиием ионов Ха+, снятый при температурах 77 и 295= К. Диаграмма энергетических уровней [»[йан показана иа рис. 1!.15 [44!. Приведеииые иа рис. !1.14 значения пороговой энергии получены для образца длиной 4,5 еле и диаметром 3 лел! при использоваиии ксеиоиовой лампы-вспышки спиральной формы. 1!итересио отметить, что при температурах 295 и 77" К иаименьшей пороговой энергии соответствуютразличиыелииии, При комиатяой температуре легче всего лазерный эффект иаблюдается иа ликии с длииой волны 1,058 лоси, а при увеличеиии энергии иакачки возникает генерация иа волие 1,065 мкм.

При охлаждеиип кристалла до температуры жидкого азота геисрация иа первой из этих ливий отсутствует, а иа второй имеет место при более низкой накачке. Это связано с тем, что указапиые ливии соответству!от переходам с двух разли шых подуровней метастабильпого состояпия 4Е „, расстояние между которыми составляет 63 сл» ', иа один иодуровеиь состояния »7 ,:, (рис.

11.15). ВО ФО О мыс Рис. ! !. 14. Спектр люмииесцеации кристалла Се%0»: Мп». при температуре 77 и 995' К. ВД !О» У,н !О и»". гв частота, сл ~ йса !Ов 1 се ю,! длина ванн»Ь инм При комнатной температуре пороговые условия проще выполияются для ливии с длиной волны 1,058 л»ки, соответствующей переходу с верхнего подуровпя состояиия »Р» „ которая обладает большим поперечиым сечеяпем индуцированного перехода, чем линия 1,065 »икж (времена жизни состояний, соответствуюпгих ливиям 1,058 и 1,065 мклп составляют !60 и 230 мксек соответствеиио [45!). При температуре 77" К паселеииость верхнего подуровня оказывается очень малой (е """':: !) и геиерация возможиа лишь с пижиего подуровия.

Поляризация лазерного излучеиия зависит от ориеитации оси активного образца по отиошсии!о к кристаллическим осям (отметим, что вольфрамат кальция является тетрагоиальиым кристаллом, имеющим две главные осп). Если активш,ий образец вырезан вдоль крпсталлографической оси Л, то излучение иа волнах 1,058 и 1,065 жкж 11959 гм 11995 ?5 19 15 1О 19 19>~ 5 19и1- ! ???у ?1а9 Ф и/7 ? 15? ?915 199? Рис. 1!.15. Схема энергетических уровней ионов М1бае в кристалле Са УргОы т), ргй — уей не ~' Рис. ! !.

!б. Диаграмма уровней энергии ионов Сгтт и Хсне в кристалле УЛ0. 71 70 имеет линейную поляризацию, причем для первой волны вектор электрического поля лежит в плоскости, параллельной оптической осн С и оси цилиндра, а для второй— в перпендикулярной плоскости. Ширина спектра лазерного излучения в кристаллах вольфрамата кальция с примесью неодима составляет 0,2 — 0,5 слг ' !44). При использовании диэлектрических зеркал с селектнвным отражением в кристаллах СаЖО,: !ч'сРе была получена также генерация иа волнах 0,9 и 1,35 мкм, соответствующих переходам ионов !чда мемеду состояниями 'Раи — « '7е>е н аЕа~,,-« "?та,:, !46).

Характеристики

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6374
Авторов
на СтудИзбе
309
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее