9.8 Молекулярные лазеры. Недостатком атомных и ионных лазеров является их низкий КПД, который объясняется тем, что верхний рабочий уровень расположен очень высоко над основным состоянием и поэтому в процессе возбуждения принимает участие лишь малая доля общего числа электронов. Для повышения КПД можно использовать колебательные возбужденные состояния молекул, энергетические уровни которых расположены значительно ближе друг к другу, чем электронные. Это облегчает генерацию колебаний и позволяет получить излучение в инфракрасном диапазоне. Для возбуждения молекулярных лазеров используются различные способы накачки: электрический разряд, химическая, оптическая и тепловая накачки. Наиболее распространенным молекулярным лазером является лазер на углекислом газе СО2, который имеет очень хорошие параметры: высокие выходную мощность и КПД как в непрерывном, так и в импульсном режимах. Используется смесь рабочего углекислого газа с азотом N2, в которую добавлен гелий. Гелий добавляют для увеличения теплопроводности смеси и улучшения отвода тепла от центра к стенкам газоразрядной трубки, что способствует уменьшению населенности нижних рабочих уровней и повышению мощности лазера. Особенностью лазера на СО2 является необходимость постоянного движения газа через газоразрядную трубку, так как число молекул постоянно уменьшается в результате диссоциации на кислород и окись углерода: 2СО2 2СО+О2. Если не восполнить убыль СО2, мощность лазера через некоторое время заметно уменьшится. Конструкции лазеров на СО2 и гелий-неоновой смеси имеют много общего. Дополнительные требования связаны с большей выходной мощностью лазеров на СО2 – это необходимость охлаждения и повышенная термостойкость окон и зеркал. Наибольшая мощность излучения получена в лазере с прокачкой газовой смеси вдоль оптической оси резонатора. Достигнута максимальная мощность 8,8 кВт в непрерывном режиме работы, при этом КПД составил 15 –20% . импульсный режим работы лазера облегчает решение проблемы теплоотвода. В импульсном лазере при длине трубки 3м и длительности импульса 90нс достигнута максимальная импульсная мощность излучения около 100 Мвт. назад | оглавление | вперёд