9.11 Жидкостные и химические лазеры. Жидкостные лазеры. Жидкостным называют лазер с жидкостной активной средой. В этих лазерах можно обеспечить примерно такую же концентрацию активных частиц, как в твёрдотельных, и, следовательно, получить высокий энергосъём с единицы объёма активной средой. Важным преимуществом жидкой активной среды является отсутствие потерь излучения из-за неоднородности структуры активного вещества. Нет технологических трудностей, связанных с изготовлением стержней, необходимых для твердотельных лазеров. Легко решается проблема отвода тепла: для этого достаточно применить циркуляцию жидкости в резонаторе. В лазерах на неорганических соединениях используются растворы солей неодима Nd в окислохлориде селена SeOCl2 . свойства иона неодима в растворе подобны свойствам этого иона в кристаллической решётке. Используются те же уровни, что и в твердотельных лазерах на стёклах с примесью неодима. Недостатком раствора на основе SeOCl2 является его токсичность и высокая коррозионная активность. Конструкция жидкостного лазера подобна конструкции твердотельного с тем отличием, что вместо стержня в резонатор помещается кювета с раствором. Инверсия, как и в твердотельном лазере, осуществляется с помощью оптической накачки от импульсных ламп. Лазеры на основе неорганических сред работают только в импульсном режиме. Средняя мощность излучения достигает 380Вт, а импульсная 50 МВт (в режиме модуляции добротности). В лазерах на основе органических красителей используются растворы родамина, пиронина, трипафламина. Растворителями служат вода, спирты, глицерин и т.д. Лазеры на красителях обладают большим коэффициентом усиления и невысоким порогом накачки. Это позволяет создавать малогабаритные лазеры с перестраиваемой длиной волны. Химические лазеры. Химическими называют лазеры, в которых инверсия создаётся во время химической реакции, приводящей к образованию атомов или молекул в возбуждённом состоянии. Химические лазеры можно разделить на три группы в зависимости от способа осуществления химической реакции. Это либо фотодиссоциация молекул, либо диссоциация молекул при электрическом разряде в газе, либо взаимодействие соответствующих молекул и атомов и их соединений. В первой группе при достаточно высокой энергии фотонов внешнего излучения молекула распадается на атомы, при этом один из атомов распавшейся молекулы может оказаться в возбуждённом состоянии, пригодном для получения инверсии населенностей. Рассмотрим теперь лазеры второй группы. Здесь диссоциация молекул происходит при электрическом разряде в газе. Например в смеси неона и кислорода Ne-O2 путём передачи энергии от метастабильных атомов неона к молекуламО2 происходит возбуждение молекул кислорода, которые, будучи энергетически неустойчивыми, диссоциируют на атомы кислорода, один из которых будет находиться в возбужденном состоянии. Происходит излучение с длиной волны l = 0 , 8 4 4 6 мкм. Интересны химические лазеры, работающие на прямом преобразовании энергии химических реакций в энергию когерентного оптического излучения. Желательно, чтобы при этом не требовались дополнительные внешние источники света. Лазер состоит из камеры предварительного смешивания реагентов, зоны химической реакции, которая может одновременно являться и активной зоной генерации вынужденного излучения. назад | оглавление | вперёд