Химические и жидкостные лазеры.
Химические лазеры ‑ разновидность лазеров, источником энергии для которых служат химические реакции между компонентами рабочей среды (смеси газов). Лазерные переходы происходят между возбуждёнными колебательно-вращательными и основными уровнями составных молекул продуктов реакции. Для осуществления химических реакций в среде необходимо постоянное присутствие свободных радикалов, для чего используются различные способы воздействия на молекулы для их диссоциации. Отличаются широким спектром генерации в ближней ИК-области, большой мощностью непрерывного и импульсного излучения. Химические лазеры работают без потребления электрической энергии, только за счет химической реакции, возникающей при взаимодействии разных веществ. Для этого потоки химических реагентов должны перемещаться с высокими скоростями. Такой лазер похож на прямоточный реактивный двигатель, поскольку рабочая химическая смесь прокачивается через резонатор со сверхзвуковой скоростью, а выделяющаяся при реакции световая энергия выводится из резонатора с помощью зеркал в требуемом направлении. Инверсия населенности энергетических уровней возникает при возбуждении атомов энергией, выделяющейся при химической реакции. Наиболее совершенны лазеры на фтористом водороде, которые работают в широком диапазоне длин волн (2, 6...3, 6 мкм), а также на окиси углерода, генерирующие на длинах волн около 5 мкм. Химические лазеры, работающие в непрерывном режиме, обладают выходной мощностью порядка единиц КВт. К жидкостным лазерам ( ЖЛ) относятся ОКГ, например, на основе растворов красителей. Благодаря присущей этим активным средам большой ширине линий излучения, на их основе создаются лазеры, перестраиваемые в широком спектральном диапазоне. Лазеры на красителях. Тип лазеров, использующий в качестве активной среды раствор флюоресцирующих с образованием широких спектроворганических красителей. Лазерные переходы осуществляются между различными колебательными подуровнями первого возбуждённого и основного синглетных электронных состояний. Накачка оптическая, могут работать в непрерывном и импульсном режимах. Основной особенностью является возможность перестройки длины волны излучения в широком диапазоне. Применяются в спектроскопических исследованиях. Для накачки таких лазеров используют как излучение лазеров других типов (например, твердотельных), так и излучение некогерентных источников - ламп накачки. ЖЛ могут работать как в импульсном, так и в непрерывном режимах. Наиболее эффективно такие лазеры работают в режиме излучения коротких импульсов длительностью 10...20 нс. Это объясняется тем, что возбужденные частицы, находящиеся на верхнем энергетическом уровне, могут перейти в основное состояние двумя путями - излучательно (полезный канал перехода) и безизлучательно, через триплетный уровень (канал вредных потерь). Таким образом: Газовые лазеры отличаются от твердотельных физическим состоянием активного вещества, а также методами возбуждения. В отличие от твердотельных, в лазерах этого типа наиболее часто применяется электронное возбуждение. Излучение газовых лазеров более когерентно, что обусловлено более узкими спектральными линиями газов и однородностью рабочего объема. Химические лазеры работают без потребления электрической энергии, только за счет химической реакции, возникающей при взаимодействии разных химических веществ. Химические лазеры, работающие в непрерывном режиме, обладают выходной мощностью порядка единиц Квт. К жидкостным лазерам (ЖЛ) относятся ОКГ, например, на основе растворов красителей. Благодаря присущей этим активным средам большой ширине линий излучения, на их основе создаются лазеры, перестраиваемые в широком спектральном диапазоне.
|
