Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 3 (3-е изд., 1988) (1152098), страница 171
Текст из файла (страница 171)
е. в зависимости от степени экранирования внутренних оболочеи от воздействия внешнего поля. В результате взаимодействия активных ионов с матрицей может изменяться не только энергетическая структура уровней иона, но и вероятности переходов между уровнями, а также соотношения между вероятностями перехода.
В настоящее время генерация получена более чем на ЮО переходах между энергетическими уровнями различных ионов в различных матрицах. В табл. 25.2 приведены основные сведения об активных диэлектриках, используемых для нваитовых усилителей и генераторов. По оптическим, физико-химическим свойствам, а также по технологичности оптимальной совокупностью параметров обладают: рубин (А(хОз-.Сг'+), алюмоиттриеаый гранат С ИсадИМОМ (Утд)ЗО~т.')Чбзт), СТЕКЛО С НЕО- димам, иттербий-эрбиевое стекло, алюминат иттрия с неодимом (УА)ОзгНбз+), натрий— лантан молибдат с вводимом ()ЧаЕаМоО,: :)Чбзт), флюорит кальция с диспрозием (Сарг.Оу'+) и гадолиний — скандий галлиевый гранат с хромом и иеодимом ((Одз-.)яб*)Х Х (Зсэ — тСгт) ОахО~т). Все лазеры на этих веществах, за исключением рубина, работают по четырехуровневой схеме.
Для работы Сарг г Оу'+ требукпся низкие температуры (обычно 77 К), так как с увеличением температуры генерации препятствуют уменьшение квантового выхода люминесценции и поглощение в результате электронных переходов с верхнего рабочего уровни на край полосы 41' †(.
Основные лазерные свойства этих веществ приведены в табл. 25.3. 25.3. МЕТОДЫ ВЫРАШИВАНИЯ И ТРЕВОВАНИЯ К РАЗМЕРАМ АКТИВНЫХ ЗЛЕМЕНТОВ Для выращивания кристаллов активных лазерных диэлектриков были использованы, по существу, почти все известные методы. Наибольшее респростраиение получили методы Вернейля (рубин), Чохральского (рубин, гранаты, алюминат иттрия, натрий— лантан молибдат, вольфрамат нальция) и Стокбаргера (флюорит кальции). Размеры активных элементов определяются как технологическими возможностями, так и условиями применения того илн иного прибора.
При работе в непрерывном режиме и в режиме с болыпой частотой повторения импульсов предельная мощность генерации тв .мрмг А а уа б/ — — т/2 Š— дар Р -Яа 4/ Вжр Аа бЕ а— бт -"-а Е ~4 5 тг — усг ~Ю ° иаи ги, г~ ~ Ю/2 г~ би лн, Ет/г Еб/г б Бт/г ФЕ 5Ц Се Ру АЬ/ Рай Ют Еи оЫ ТЬ Юу На Ет Ти з/Ь Рис. 25.4. Схема энергетических уровней дли трехвалентных релкоземельных ионов Тйзт Уолшииа уровней показывает полное расстоивие между штарковскими компонентами в безводных трихлоридах. Полукружии означают, что наблюдалась люиинеспенпия из этого состоинии Р с в А Б г Щ4 4~~55 Аб -л э —- бл — в - — -г х— у т/ «5/г Л вЂ” г Еа с-~7/г в 4Ф Фг А~у/г уу-ч45/г 5Е Я -и-Б ат С вЂ” 4 МОсл И~ лггх 55 ун г+ Рис.
25,5. Упрощенные рабочие схемы кристаллических лазеров, генерирующих на электронных переходах Тй""-ионов 3 х 7~ 75 л 'га — 'ра и" ау Ыы а "4а 4 ух 45/2 Ег~ Ь)г хна Ерр Убз Таблвва 25.2. Аитавные диэлеитриии твердотельных лазеров Режим работы и верстовые значения Индуци- рованный перекоп Рабочая Аь"гиватор; кон- темпера ЦсптуациЯР%(«азе) тура Т, К Область накачки, мкм Основа (матрица), тип структуры энергии еозбужлени» в импульсном режиме, Дж Оксид ы и соедин ения с комп лексными 2 ЯЩ 4,1 2Е(24) 4АЗ 2Е(Е) 4А 1400 А)го3„23ы — язс 0,35...0,62 Моо, Оа з— ТглЗгл зТ„ЗА 398 1,3144 77 0,4...1,3, 11 13+. Ецзь; 5,0 1,07 0,6113 4 0,26 0,87 0,4...1,0 0,2...0,53 260 85 ~2ОЗ Тя г— 1аЗ 77 220 ъ о о Тз)2-+ 41ггд 1892 ЗОо -+ 3ТЗ 859 !дгОЗ»' м — ОЗгл 15)ДЗ" отзд 413 Ог 1,079 0,4...0,9 0,125 230 ОД2Оз, Сгэ — С2)гл 300 77 0,12 25 8 1,079 0,4...0,9 4~ 41 ъ « о и Ноз+.1 1,0 Тпз+; 0,5 ЕггОЗ, 2,121 0,4...1,15 1,934 0,4...1,11 10 2,9 51т 51в ЗН зН ЖОЗ)о,о — (ТЗОЗ)ол О! — ТглЗщ елз)2, 41и)2 4Гзд 41!з1г 300 300 1,0609 1,3320 0,35...0,9 0,5...0,9 0,45 0,45 2000 3910 7 42 )5)ДЗ+ 130 Егз+; 12 1,620 0,4 .1,6 1\Зд "+ 11512 300 (ХгОЗ)о 35 — (ЕггОЗ) О!г О за — ГтЗиг Тпэ+.
1 1,896 3Н4 Нг, 0,4...1,9 2,5 420 !( 3+. 2,115 512 515 0,4...2 6,5 с '+ 0,05 0,05 0,05 0,5...0,7 О,З...О,7 300 ЗОО 77 77 77 Длина волны лазерного излученюь ыкм 0,6943(Д,) 0,6929 (112) 0,6934Щ) 0,7009(Ж!) 0,7041 (Нг) Время жизни (слоитаиное), мс 3 3 4,3 1„! 1,1 Ширина линии спонтаннай лиь минесценцви, см 11 11 0,3 0,25 0,25 Эиеззгпя конечного состояния, см 0 О 0 33,2 13 100 4 3000 + мощности возбуждения в непрерывном о«жиме, Вт Проб б . 252 Режим работы и пороговые значения Рабочая тура 3-, К Узндуци- Ровяняый переход Об!мстя накачки, гз/2 1!82 оз/2 + 113/2 1,0604 !,3305 0.35...0,9 0,5 ,0,9 2000 39! 0 130 )з/бз+.
! 300 0,45 Сгз+," 0,5 2Е(6)-э4А2 77 0,6874(/2, ) 1,4 0,5 1,0641 гз/2 к 11!д 0.25 3,5 21 10 0,2...12 0,45...0,9 4000 2 850 38 ИЮО 7,5 2006 Менее 0,5 Т А1 О 5 12' О 'о — 1а34/ я 300 77 1,0641 1.0610 2110 2006 сз/2 + 1!1/2 2,0975 2,1223 462 5!8 Ноз+; 2,0 312 51я 0,4...2 2,0975 2,1223 210 250 460 518 77 0,4...2 51,- 513 0.3146 еРэ/2 ~ Ябтд 20 Егз+; 1,0 (10...30) ад + 115/2 525 6000 80 !90 77 300 11 1/2 + 1 ИД 77 !5 !5 315 160 31! 30 0,4...1,8 Основе (матрице) тип структуры МО 2)о,о — ( У2Оз)О ! Озо — Н!лЗл! Акыпжтор; кон- цепт!инзы, я (мяс.) Р/бз+. 1,5 (0,2...2,0) )од!+ + (Сэз+) Но!+ + (Сзз+) Тц3+ Тпзэ + (Сгз ") 300 300 230 77 600 волны лазерного излучения, мкм 1,319 0,946 1,833 1,0612 1,0627 1,6602 1,6652 2,9364 1,8834 2,0132 20132 Время (спонтан- ное), 0,35 0,25 0,25 0,4...0,9 0,21 0,23 0,4..1,6 0,32 Ширина линии спонтанной ли» минесцеи- см 6,5 10 1,0 16 к'3! 4113/2 4рзд -+ 413/2 4дзд — + 41! 5/2 РЗ/2 1! 1/2 Энергия конечнога О::стояния, см 240 582 582 энергии возбуждения в импулвсном Режиме, Джж 590 208 30 мал!насти возбуждения в непрерывном режиме,.
Вт 5...500 0„007 — светодиод 450 612 612 Ноз+ ззА!5О!2, Оз, — 1а34! эо Ъ.ЗОв,о!г, Ово! — Ь З4 УЬ3",0,7 Тбз++ <С '") 77 77 77 1,0293 1,0293 1,О29З 2,086 2,! 14 О.4...О,9 0,35...1.1 0,4...2,0 аз!2 '» 47!2 2Р;Р-2Е7,2 477 -» 57в 418 481 9 4,5 2 70 25о 0,5...0,9 0,5...0,9 1,06 1,3305 6,5 8 зоо 0,27 12,5 !.огзз зо зо 77 1,!.. г 3,6 527 зв зоо по 2,9370 1,7762 о,! 6885 12000 Егз+ 70 ~цэ+ ' 0,5...0,9 0,24 77 77 0.4...2,0 0,4..2,0 577» 543 577 575 480 48О 50 + 60 74 -» 77 Егз+ . (1,5...8) 11 8,5 77 77 1,8855 2,О24 Таз+; 2 6 10,5 400 160 225 580 о,4...2 77 77 1,0294 1,0294 0,9...1,1 0,9...1.1 621 621 1,5 1,о ТэйазО!г об!о — ь зы З»3Е4503~, О~!о — газ»! ЕгзА15О об гзА ЕозА! Ооб о)о — ь за )»)бз+. ! о тоз+ + <Н43+) Наз+; 2.0 + 1Егз+) + !Таз+) Ног+; 2 Ноз+ + (Егэ+) + + (Ти~+) Ног+; 5 ТЬ34! г Тбз4+ Р~вз+) зоо зоо 77 300 77 зоо зоо зоо 2,086 2,089 2,107 1,ЗЗ87 1,064 0,9473 г,юг г,!ог 2,9460 0,8632 0,8632 1,7762 2,9406 2,8298 0,11 о,! ! о,! ! о,!г О,!2 16 17 го ю 5,3 б 4р -» 4! ~3!2 + 7!372 2Гззг гЕ772 47!!О.
473372 4бзо 47572 "Гзр-» "7!зо 4Е, 4! 4Рзр, 475!г 4637247ззр 48372 — 475!г 4!!о Ч»372 3Н, зН, зн, и, гК гк 2Езо 402 4!3 461 4025 2100 878 6820 6820 !2722 6885 6885 2„5 1 40 100 45 зо 25 25 зо о о ч Ь Продоязжение лгабя. 25.2 Режим работы и пороговые значения Рабочая темпера- тур Область накачки, мкм энергии воз- мол!насти бужденна в возбуждения в нмпульаном непрерывном режиме, Дж режиме. Вт Но Н 34; 3 ТЬЗА!ЗО12. Π— 1а34) Ю 11 1а 113)2 1!Згг 77 77 2,096 1,6615 0,4...2 0,4...1,6 143 75 12 Ноз+ НозА13ОШ, Оз!а — 1а34 2,1224 2,1794 530 550 42 27 311 31а 0,4...2 )з)бз+ .
1 0,5...0,9 0,27 0,27 0,5...0,9 ОйзОа3012, Оз — 1аЗг) 1а 0,27 зЕЗ)2 гртгг 0,5...0,9 0,27 Ец~ОазОи Ол — 1аЗа) !д 77 1,0230 ЗГЗ)г -ь 2Гтгг НозОазОьи Оа!с — 1аЗс) 65 40 2,1135 2,086 312 -+ 31в Но!+ 77 1 1500 0,5 1200 0,15 0,5...0,9 0,18 Ъ'А)ОЗ, Ргз — Рбзт 14 1,0795 1,0802 77 700 4лзгг 41! /г 2157 0,5 0,5...0,9 0,18 3...18 Основа !матрица), тип структуры Активатор; концентрация, 76! .) ! Ьз+ + !)З)634) 2; 2 Мдз ь; 1,0...3,0 300 77 300 77 300 77 300 Ддииа волны лазерного излучения, мкм 1,0621 1,0584 1,3315 1,3307 1,0232 0,5...0,9 1,0623 1,0602 1,3315 1,3416 1,0796 0,930 Время жизни (спонтанное), мс Ширина линии спонтанной мс- минесценцни, ам 7,2 2,3 2,5 9 4 !3 20 11 30 Индуцироваан ый перекод Рз!2 + 1!1/2 гзд 113)2 '3)2 ь 1! 1/2 4Рзд ' 41!3)г '~ЗД ' 1ЗД 4рзд -' 41ид 4Рз)г - 41вц Энерпгя конечного аостоюннж а 2064 1994 3925 3927 2060 2010 3930 3958 2157 670 1,5 1 5,3 18 1,5 4,5 6 1100 + + + ч а ц ы Энерзия Иидугги- рованный переход Рабочая тура т, К Область нлквчии, мкм з1 -ь 21 4,0 + + 30 0,5...2,0 2,086 2,0906 90 275 21 -4 з1, 1,1...2,0 77 Т 3+; 3 1,8850 2,0195 48 25 7 12 240 580 211 211 77 0,4...2 Нот+ 6 21 -+ 51 0,4...2 2,1010 12 !О Гз(2 — ' "А Ог 'Езц -' 1ззд 1,060 1,336 П 12 1978 3931 300 0,275 1.0299 2Е»(2 2Егд 77 )г)624 гз!" 1!!и 1,060 0,275 10 1978 Ъ'Ьз+; 3 2Езд 2Е2(2 77 !3 )ч(62+.
1 г12 212 1О 470 2,0985 Н 3+ 212 21в 2,1170 150 16 530 Основа (матрице), тип структуры Тз мЕг! »рцогА1»Озг, О» — ХоЗИ (о Ъ'г,вЕго о»Тцо озрезОИ, 0» — 1дЫ !о (ЗгЬ, Ег, Тп)зА( Ою, О» — 1аЫ и СЙ28сгА120ю, О» — 1аЗв( ю 1лз8 сгА12О22, Π— 1оЗв( зо У28сгА)зО!2, Π— 1ц)в( ю Егз8сгА12Огг О!о 1ц34( На ЕсгА(зо,г, О»го 1азд Активатор; концентрация, % (ми а.) Нозч-; 5% звмещения Ног+; 2% замещения ыЬ24 ! ()ч(бзь).
2; 1,5 Наг+ ! (Т, з+). 2 295 85 85 300 300 300 Длина волны лазерного излучении, мкм 2,0985 2,1227 2,1288 1,0595 1,0622 1,3360 Время жизни (спонтвннае), Ширина линии спантвнной лиь мииесденции, — ! см 4Гз(2 41!з(г 4гзр ° 41!зд конечного состоя ния, см 462 532 518 Режим рабаты и пороговые значения энергии ноэ- мощности буждения в оэбуждснил в импульсном непрерывном режиме, Дж режиме, Вт КПД 5% 3 * 14 5 7 !О Лродолзмелгм табл. 25.2 Рмкнм работы н пороговые значени» Активатор; концентрация % (мес.) Рабочая темперау) Г,КК Обласп накачки, мкм волны лазерного излучения, мкм энергии воз- буждения в импульсном режиме, Д 20 7 77 )ч) !з+.
0,5...3,0 1,337 14339 4рзй, 411 зо 0,3...0,9 0,18 25 1500 77 0,4...0,9 0,18 о,ог 77 )ч)62.~-. 1 8 Рза 11122 )гоо зоо 77 0,4...0,9 0,12 1,061 1,06 1 0,6 СаМоО4, С~~ — 141/а )О7 з)1-г 11з зЛ зЛе 2,07 250 77 0,4...1,9 1,3 0,9 325 1,91 ЯгМоО4, С~~ — 141/а )ч)бз+ ° 1 5 0,4...0,9 О,!7 Основа !Матрица), тип структуры Са)»О4 Сла — 141/а Ргз+; 0,5 Нот+; 0,5 пгз+. ! О тпзе', О'.5 Но!+; 0,5 + !Бгз е) Тн +; 0,5 + (Егз+) 300 300 77 1,0582 1,0649 1,06 1,3345 1,3459 0,9!4 1,0468 2,05 1,612 1.9!1 1,064 1,3325 1,06 0,4...0,9 0,4...0,9 0,5145 0,44...0,49 0,44...0,46 0,38...0,52 0,46...0 481 1,7...1,8 Вр !опознанноее), 0,18 0,18 0,18 В)иризза линни спонтанной лн млнеспен,ц"ж! 8 7 15 15 20 3 Инпупированный перекоп Рзц г 1! 122 лрзй." '11 1/2 4Езй, 411!а гтрк 11222 ~Я!12 41 112 зл 211 212 11222 11522 зЛ зЛ 4РЗД,, 4111д арзц 411зй 4Рза-4 41ыд Энергия конечного состоя- нняЗ см 2016 2016 гооо 4000 4000 471 6700 250 375 325 2000 4000 2000 0,5 0,5 о,оог ! 1 4,6 10 35 17 монтес»и возбужления в непрерывном режиме, Вт 1200 + + Продолзжьтаге лгабл.
25.2 Режим работы н пороговые значения Рабочая гемперара Т,К Область накачка, мкм 2 0,4...0,9 0,2 Хбз+ . л = 0,1...0,3 300 77 16 4,5 4р 4/ 0,4...0.9 0,18 2000 Хбз+. 2 5 ЬГЗД, 4/НД 1,0672 0.1! 1945 0,4 Ноз+; 4 Коб(руса)» С4Ь 741/а Ь 5/,- 5/, 5300 Я!34. 3 РО Х(з+. ! Нг/2(Ж О4)3, С за„— р/га2 'РЗ/2 471 !/2 О,!5 2010 2,5 !,0701 0,55...0,9 Хг(з+.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
