Монохроматичность лазерного излучения. Его мощность - Лазеры
Для некоторых квантовых генераторов характерна чрезвычайно высокая степень монохроматичности их излучения. Любой поток электромагнитных волн всегда обладает набором частот. Излучение и поглощение атомной системы характеризуется не только частотой, но и некоторой неопределенностью этой величины, называемой шириной спектральной линии (или полосы). Абсолютно монохроматического одноцветного потока создать нельзя, однако, набор частот лазерного излучения чрезвычайно узок, что и определяет его очень высокую монохроматичность.
Нужно отметить, что линии лазерного излучения имеют сложную структуру и состоят из большого числа чрезвычайно узких линий. Применяя соответствующие оптические резонаторы, можно выделить и стабилизировать отдельные линии этой структуры, создав тем самым одночастотный лазер.
Мощность лазера. Лазеры являются самыми мощными источниками светового излучения. В узком интервале спектра кратковременно (в течение промежутка времени, продолжительностью порядка 10-13 с. у некоторых типов лазеров достигается мощность излучения порядка 1017 Вт/см2, в то время как мощность излучения Солнца равна только 7*103 Вт/см2, причем суммарно по всему спектру. На узкий же интервал =10-6 см (это ширина спектральной линии лазера) приходится у Солнца всего лишь 0,2 Вт/см2. Если задача заключается в преодолении порога в 1017 Вт/см2, то прибегают к различным методам повышения мощности.
Повышение мощности излучения. Для повышения мощности излучения необходимо увеличить число атомов, участвующих в усилении светового потока за счет индуцированного излучения, и уменьшить длительность импульса.
Метод модулированной добротности. Чтобы увеличить число атомов, участвующих почти одновременно в усилении светового потока, необходимо задержать начало генерации (собственно излучения), чтобы накопить как можно больше возбужденных атомов, создающих инверсную заселенность, для чего надо поднять порог генерации лазера и уменьшить добротность. Порогом генерации называют предельное число атомов, способных находиться в возбужденном состоянии. Это можно сделать посредством увеличения потерь светового потока. Например, можно нарушить параллельность зеркал, что резко уменьшит добротность системы. Если при такой ситуации начать накачку, то даже при значительной инверсии заселенности уровней генерация не начинается, поскольку порог генерации высок. Поворот зеркала до параллельного другому зеркалу положения повышает добротность системы и тем самым понижает порог генерации. Когда добротность системы обеспечит начало генерации, инверсная заселенность уровней будет весьма значительной. Поэтому мощность излучения лазера сильно увеличивается. Такой способ управления генерацией лазера называется методом модулированной добротности.
Продолжительность импульса излучения зависит от того, в течение какого времени вследствие излучения инверсная заселенность изменится настолько, что система выйдет из условия генерации. Продолжительность зависит от многих факторов, но обычно составляет 10-7 --10-8 с. Очень распространено модулирование добротности с помощью вращающейся призмы. При определенном положении она обеспечивает полное отражение падающего вдоль оси резонатора луча в обратном направлении. Частота вращения призмы составляет десятки или сотни герц. Импульсы лазерного излучения имеют такую же частоту.
Более частое повторение импульсов может быть достигнуто модуляцией добротности с помощью ячейки Керра (быстродействующий модулятор света). Ячейку Керра и поляризатор помещают в резонатор. Поляризатор обеспечивает генерацию лишь излучения определенной поляризации, а ячейка Керра ориентирована так, чтобы при наложении на нее напряжения не проходил свет с этой поляризацией. При накачке лазера напряжение с ячейки Керра снимается в такой момент времени, чтобы начавшаяся при этом генерация была наиболее сильной. Для лучшего понимания этого метода можно провести аналогию с известным из школьного курса физики опытом с турмалином.
Имеются также и другие способы введения потерь, приводящие к соответствующим методам модуляции добротности.
Похожие статьи
-
Применение лазерного луча в промышленности и технике - Лазеры
Оптические квантовые генераторы и их излучение нашли применение во многих отраслях промышленности. Так, например, в индустрии наблюдается применение...
-
Оптические квантовые генераторы - уникальные источники света, Индуцированное излучение - Лазеры
Индуцированное излучение Одним из самых замечательных достижений физики второй половины двадцатого века было открытие физических явлений, послуживших...
-
Практическое использование оптических квантовых генераторов - Лазеры
Прежде всего, следует отметить, что исследования взаимодействия лазерного излучения с веществом представляют исключительно большой интерес. Лазеры...
-
Характеристики некоторых типов лазеров - Лазеры
Разнообразие лазеров. В настоящее время имеется громадное разнообразие лазеров, отличающихся между собой активными средами, мощностями, режимами работы и...
-
Задача светотехнического расчета определить потребляемую мощность источников света для обеспечения нормированной освещенности. В результате прямого...
-
Этот метод применяют для расчета мощности осветительных установок при общем равномерном освещении горизонтальных поверхностей Этим методом мы считаем все...
-
Основные свойства лазерного луча - Лазеры
Лазеры являются уникальными источниками света. Их уникальность определяют свойства, которыми не обладают обычные источники света. В противоположность,...
-
Принцип действия лазеров - Лазеры
Лазерное излучение - есть свечение объектов при нормальных температурах. Но обычных условиях большинство атомов находятся в низшем энергетическом...
-
Переход экономики на рыночные условия хозяйствования ставит предприятия перед необходимостью контролировать степень использования средств труда,...
-
Расчет производственной мощности завода ведется по всем его подразделениям в следующей последовательности: -- по агрегатам и группам технологического...
-
Максимальная электромагнитная мощность - Характеристика стартеров и организация их ремонта
Зависимость электромагнитной мощности от силы тока представляет собой симметричную параболу с максимальным значением при силе тока Im, равной половине...
-
Кинематическая схема Рис. 1 - Кинематическая схема Выбор двигателя. Кинематический расчет привода Определение мощности и частоты вращения двигателя 1....
-
Охлажденный автоматика хладагент Для улучшения работы холодильной установки предлагаю подобрать дополнительное оборудование. Выбираю следующее...
-
Применительно к лазерным технологиям используется термин гигантский импульс. Таковым называют импульс, обладающей очень большой энергией при сверхмалой...
-
Расчет мощности электродвигателя привода мостового крана по нагрузочному графику и выбор электродвигателя в каталоге Исходными данными проектирования...
-
Световой луч! С давних времен человек в своих мечтах видел в нем надежного и мощного помощника, свободно проникающего в темницы, разрушающего любые...
-
Способ охлаждения Для отвода тепла из охлаждаемых камер холодильника используют три различные системы: непосредственное, рассольное и воздушное...
-
Структурная схема контура скорости приведена на Рис. 5.7. Контур мощности будем рассчитывать на стабилизацию уровня мощности резания в пределах 90 5%...
-
ИСТОЧНИКИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛИ ВТОРОГО ТИПА) - Аппараты ИК-нагрева
Генерация электромагнитной энергии ИК-диапазона осуществляется ИК-излучателями (излучателями второго типа), которые в зависимости от длины волны...
-
Предполагается, что в первые полгода работы предприятия объем произведенной продукции составит 992264 шт., в следующие полгода - 1488396 шт., во второй...
-
Планирование оптимальной производственной мощности При выборе производственной мощности проектируемого предприятия используются следующие критерии: 1....
-
Производственная характеристика предприятия Строительство зданий и сооружений во всех отраслях народного хозяйства Связано с широким применением...
-
Расчет и подбор компрессора Холодильный компрессор - агрегат, отвечающий за сжатие и перекачку паров хладагента используется в промышленности и в...
-
Общий КПД привода [5, c.12]: , Где - КПД зубчатой цилиндрической закрытой передачи, - КПД пары подшипников качения, - КПД ременной передачи, - КПД муфты....
-
Холодильная камера холодильника для хранения охлажденной мясной продукциив одноэтажном варианте располагается перед перерабатывающим корпусом....
-
Важнейшим результатом организации интенсивного использования производственных мощностей является ускорение темпов прироста продукции без дополнительных...
-
При анализе использования средств труда решаются следующие задачи: Изучение структуры и движения ОПФ, их распределение по местам использования и...
-
Данные для построения: NМ1 =-35 об/мин - частота вращения в 1 рабочей точке; T1 = 20 с - время работы в 1 точке; NМ2 = 95 об/мин - частота вращения в 2...
-
Напряжение сжатия в Мпа , Где: Расчетное усилие в канате, Н; Толщина стенки и шаг нарезки, мм См См = 8мм Допускаемые напряжения можно принимать: ,...
-
Расчет установленной мощности ( Р Усm ), потребляемой всеми видами оборудования, производится в табличной форме (табл. 8). Таблица 8. Расчет...
-
Расчетный бактерицидный поток определяется по формуле 121 [10] Где - коэффициент поглощения облучаемой воды в см-1, равный для обработанной воды...
-
Линии связи и основные свойства ВОЛС - Оптоволоконные проводники
На современном этапе развития общества в условиях научно-технического прогресса непрерывно возрастает объем информации. Как показывают теоретические и...
-
Подходя к проектированию холодильной установки, важно отметить, что они являются одной из важнейших составляющих перерабатывающей отрасли, поскольку они...
-
Блок управления реверсивным двигателем
Блок управления реверсивным двигателем В настоящее время практически невозможно указать какую-то отрасль науки и производства, в которой бы не...
-
В ходе работы над проектированием холодильной установки для хранения охлажденной мясной продукции в г. Екатеринбург выполнены основные поставленные...
-
Эксплуатация винтового фреонового компрессора, а так же рассмотрим схему заправки маслом Эксплуатация-стадия жизненного цикла изделия, на которой...
-
Компоновка - это взаимное расположение в главном корпусе станции оборудования и строительных конструкций.. Основные требования к компоновке. - Надежность...
-
Исходные данные: 1) Вес поднимаемого груза Gг=80 т 2) Вес грузозахватывающего устройства Gо=0, 1 т 3) Скорость подъема Vп=6 м/мин 4) Высота подъема Н=6 м...
-
Первые пакеты оптического распознавания символов имели четкое разделение по типу. Пакеты OCR Обучаемые Интеллектуальные В последнее время наблюдается...
-
Автоматический контроль за установкой осуществляется с помощью следующих приборов: - Температура в камере контролируется термометром манометрическим...
Монохроматичность лазерного излучения. Его мощность - Лазеры