Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Газостатические молекулярные лазеры.




Читайте также:
  1. Межмолекулярные связи
  2. Молекулярные механизмы генных, хромосомных и геномных мутаций
  3. ТEMA 6. Молекулярные основы деления клеток
  4. Часть 1. Молекулярные основы наследственности
  5. Электроионизационные лазеры.

Рис.

 

Наиболее широкое применение получили лазеры, в которых в качестве активной среды используется смесь газов: углекислый газ - CO2, азот - N2, гелий - He.

Возбуждение молекул активной среды и создание инверсии населенности происходит за счёт энергии электрического (тлеющего) разряда в газовой смеси.

Диаграмма энергетических уровней активной среды, т.е. молекул CO2 и N2 приведена на рис. . Е345 – уровни возбуждения молекул CO2, – молекул N2, Е5 – метастабильный уровень. Изменение энергетического состояния молекул происходит за счёт изменения колебательно-вращательного взаимного движения атомов молекулы

Заселение уровня Е5 происходит вследствие трёх процессов:

Первый из них - возбуждение молекул CO2 за счёт соударения с ним быстрых электронов электрического разряда, переход Е1→ Е5 по направлению .

За счёт этого механизма можно получить мощность вых., излучения до 10Вт и к.п.д. до 10%. Значительное увеличение этих параметров достигается наличием азота и гелия. В этом случае действует второй механизм возбуждения, т.е. создание инверсии населённости.

Второй – в газовом разряде за счёт соударения с электронами происходит интенсивное возбуждение молекул азота переход Е1→ Е2 по направлению, отмеченному . Уровень Е2 азота совпадает с уровнем Е5 CO2 . Затем происходит резонансная передача энергий возбуждения по направлению от молекул азота молекулам CO2 и населённости на уровне Е5 резко возрастает.

Третий механизм – дополнительное увеличение населённости на уровне Е5 состоит в переходе на этот уровень молекулы CO2 по направлению , ранее возбуждённой за счёт столкновений с электронами и перешедшей на более высокий энергетические уровни, не показанные на рисунке.

Время жизни на уровне Е5 составляет τср=0.4·10-3сек.

Гелий введён в состав смеси для уменьшения её температуры, что снижает тепловое заселение уровней и увеличивает инверсию населённости. Наличие Не приводит к увеличению теплоёмкости и теплопроводности активной среды (т.е. смеси газов).

Лазерное излучение возникает за счёт перехода и , Е5→ Е3 и Е5→ Е4 с диной волны излучения (квантов энергии) 10,6 мкм и 9,6 мкм. Наиболее интенсивнымявляется переход (Е5→ Е4), который почти полностью подавляет генерацию на переходе Е5→ Е3 , т.е. излучение в основном на частоте , соответствующей λ=10,6 мкм (инф. обл. спектра)



Молекулярные газостатические лазеры имеют следующие параметры:

1) Мощность излучения достигает десятков кВт, существует опытный образец мощностью 1 МВт.

2) К.П.Д. до 30%, т.е. на порядок выше чем у твёрдотельных

3) Работают как в непрерывном (чаще) так и в импульсном режимах

4) Мощность излучения получаемая от единицы объёма газовой среды зависит от давления газовой среды примерно пропорционально Р2

 


Дата добавления: 2015-09-13; просмотров: 7; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты