Лазер накачка

Принцип Лазер Накачка Длина волны Линия (линии)/ диапазон длин волн Размер луча, мм Режим Частота работы повторения Длительность Энергия/ импульса мощность [c.689]

Наиболее часто в методе ЛИФ используют перестраиваемые лазеры на красителях. В качестве лазеров накачки применяют Нд ИАГ-лазеры, эксимерные и азотные лазеры. Спектральный диапазон генерации лазеров на красителе в настоящее время составляет 300 - 1200 нм. Для расщирения этого диапазона на УФ-область используют различные методы нелинейной оптики генерацию гармоник и сложение частот в нелинейных кристаллах. Характеристики этого метода приведены в табл. 5.2. [c.123]

Рис. 14.65. Схема лазерного фотоионизационного спектрометра для анализа вещества в вакууме 1 — УФ-лазер накачки 2,9 — зеркала 3. 4 — лазеры на красителях

Получение генерации в лазере на СОг с оптической накачкой в обычных диапазонах около 9,6 и 10,6 мкм (т. е. там, где эффективна генерация и в электроразрядных СОг-лазерах) и при обычных давлениях газа, когда невозможна непрерывная перестройка частоты генерации, конечно, не представляет большого практического интереса. Попытки получить генерацию излучения в других диапазонах спектра привели к разработке нового метода двойной оптической накачки [82], в котором излучение одного лазера накачки возбуждает какое-либо фундаментальное колебание молекулы, а излучение другого стимулирует радиационный переход молекулы с возбуждаемого первым лазером уровня на верхний рабочий уровень нужного лазерного перехода. В описанной выше схеме с накачкой уровня 00° 1 молекул СОг излучением в полосе 10 0—ОГО, а стимуляция перехода 00°1—02°0 (СОг-лазера с длиной волны 10,6 мкм может обеспечить необходимые условия для генерации излучения в диапазоне 14 мкм на переходах в полосе 10°0—ОГО, а стимуляция перехода 00°1—02°0 (СОг-ла-зер, 9,6 мкм) —генерацию вблизи 16 мкм в полосе 02°0—ОГО (см. рис. 5.5). Расчеты [83] показывают, что в последнем случае энергетический к. п. д. т)э 16 мкм-лазера может достигать 6,5% относительно поглощенной энергии излучения НВг-лазера. [c.183]

Использование резонансного межмолекулярного переноса энергии возбуждения вообще существенно расширяет возможности оптической накачки активных сред ИК-лазеров. Перенос энергии часто протекает достаточно эффективно при отклонении от точного резонанса между взаимодействующими уровнями в десятки и даже сотни см . Поэтому одна удачно подобранная для данного лазера накачки молекула может быть партнером при переносе энергии в смесях со многими другими молекулами, которые нельзя оптически возбудить прямо. Таким образом, жесткие требова- [c.183]

Энергетические параметры ИК-лазеров с оптической накачкой пока не очень высоки. Во многом они определяются генерационными характеристиками источника накачки (чаще всего СОг-лазера). Накачка осуществляется, как правило, импульсными перестраиваемыми по частоте лазерами, с энергией излучения на отдельных переходах в колебательно-вращательных полосах, редко достигающей 10 Дж, а в большинстве случаев составляющей около 1 Дж. Из-за этого, в частности, энергия импульса излучения ИК-лазера с оптической накачкой лежит в диапазоне от сотых долей до сотен мДж (в лучших случаях, например в лазере на NH3, она составляет 1 Дж [63]), а мощность — от сотен Вт до сотен кВт. [c.185]

Для практической реализации ионизационных методов разделения изотопов сегодня наиболее пригодны лазеры на красителях с накачкой излучением лазеров на парах металлов (Си, РЬ, Аи) с высокой частотой повторения импульсов (> 10 кГц). Последнее необходимо для более полного извлечения целевого изотопа, атомы которого пересекают область лазерного облучения с тепловой скоростью, т.е. обычно за время 10 -ь 10 с. Соответствующие лазеры накачки и лазеры на красителях разработаны для получения как умеренных [30], так и высоких значений средней мощности [31], необходимых для разделения изотопов урана в промышленном масштабе. Более подробно этот вопрос рассматривается в разделе 8.2. [c.365]

Лазеры накачки мощностью 11 кВт [c.434]

Рис. 9.8. Схема лазерного усилителя на красителе (показано пересечение лучей лазера на красителе (1) и лазера накачки (2) в усилительном канале)

Для лазерной накачки рассматривались два лазера на парах меди и на хлориде ксенона. Лучше разработан лазер на парах меди, но лазер па хлориде ксенона потенциально более дешевый. Лазеры накачки генерируют свет, питающий энергией второй лазер, который испускает свет, используемый в разделительном процессе. В такой схеме разделены требования по КПД и точности по длине волны. Вторая система состоит из лазеров на красителях (рис. 9.8), которые преобразуют свет лазеров накачки в технологический свет она является точно настраиваемой и надежной. Лазеры на красителях эффективно преобразуют зеленый и желтый свет в точно настроенный красный, соответствующий линиям поглощения атомов урана. Лазеры на красителях, применяемые для обогащения урана, представляют собой компактные трехосные установки, в которых свет лазера накачки, движущийся поток красителя и пучок лазера на красителях пересекаются в небольшом канале потока. Свет лазера накачки преобразуется в свет лазера на красителях, усиливая тем самым пучок последнего. [c.478]

В этом диапазоне наиболее важными источниками света для спектроскопии являются различные модификации лазеров на красителях. С помощью различных красителей или их смесей молено полностью перекрыть спектральный диапазон от 340 нм до 1 мкм. Наиболее часто используются три типа лазеров на красителях [78] а) лазеры на красителях, накачиваемые азотным лазером с длительностями импульсов 1—10 не, пиковыми мощностями до 1 МВт и частотами повторения до 1 кГц [78а, 786] б) лазеры на красителях, накачиваемые импульсными лампами, имеющие длительности импульсов 0,1 100 мкс, пиковые мощности порядка киловатт и частоты повторения до 50 Гц [79] в) лазеры на красителях с непрерывным режимом работы, накачиваемые аргоновыми или криптоновыми лазерами с выходной мощностью от нескольких милливатт до нескольких ватт в зависимости от мощности лазера накачки и длины волны излучения лазера на красителях [80]. Лазеры на красителях с лазерной накачкой позволяют осуществлять наиболее широкую перестройку, поскольку они дают наибольшее усиление. [c.265]

Перестраиваемые лазеры на красителях (ПЛК) относятся к наиболее используемому и совершенному типу иерестрапваемых лазеров [6.63]. С использованием различных красителей ПЛК перекрывают диапазон длин воли от 350 им до 1 мкм. Удвоение частоты излучения на нелинейных элементах позволяет распространить диапазон перестройки примерно до 220 нм. Спектральная ширина выходного излучения ПЛК может быть сделана чрезвычайно малой. Сама частота может быть стабилизирована с помощью стандартного приема — активной обратной связи частоты излучения лазера с частотой линии поглощения подходящего элемента или молекулы. В оптимальных условиях ири выборе лазера накачки, излучение которого хорошо совпадает с полосой поглощения выбранного красителя, может быть достигнута эффективность преобразования 1% ири ширине выходного излучения, сравнимой с шириной доплеровского контура. Такие лазеры широко применяются в исследованиях по ЛРИ урана в атомном паре урана. [c.261]

В настоящее время наибольшее значение в проблеме промышленного использования лазеров на красителях имеет создание эффективных и надежных лазеров накачки. Непрерывный режим работы позволяет обойти возникающие для импульсных лазеров сложности коммутации больших мощностей, но он не отвечает требованиям эффективного проведения многоступенчатого ироцесса возбуждения и ионизации атомов урана из-за быстрого распада промежуточных возбужденных состояний. Возникающая проблема распада возбужденных состояний может быть решена путем применения импульсного облучения атомов при этом задержка импульсов, производящих перевод атомов ураиа на более высокий уровень, должна быть меньше времени жизни атома на предыду-П1ем возбужденном уровне. Типичные интервалы задержек составляют наносекунды, что может быть обеспечено приемами специальной лазерной импульсной техники. Частоту следования импульсов выбирают из условия заполнения рабочего объема атомами урана за время между импульсами. Интервал между импульсами равен размеру рабочего объема (в направлении потока атомов урана), деленному на среднюю скорость атомов. Для длительной работы лазера необходим надежный коммутатор, производящий Ю или более лазерных вспышек за время непрерывной работы. [c.266]

Система накачки предназначена для преобразования энергии источника электрического питания 8 в энергию ионизированной активной среды 3 лазера. Накачка в различных лазерах может производиться электрическим разрядом (газовые), вспомогательным оптическим некогерентным излучением (твердотельные и жидкостные) и путем воздействия электрическим током — иижекцией электронов в р-и-переход (полупроводниковые). В газовых лазерах (рис. 6.1) чаще всего накачка осуществляется электрическим разрядом, для чего в нем устанавливаются два электрода — катод 7 и анод 9, между которыми подается напряжение от источника питания (постоянное или СВЧ с частотой около 200 МГц). Атомы гелия возбуждаются при соударениях с быстрыми электронами и, сталкиваясь с атомами неона, передают им свою энергию. Индуцированное излучение [c.227]

Мощное узкополосное ДИК-излучение (в данном случае с Агг 30+60 МГц) может быть получено путем использования схемы генератор плюс усилитель [19—21]. В настоящее время разработаны узкополосные импульсные ДИК-лазеры на фторметане с выходной мощностью на уровне мегаватт [22—24]. В работах [20,25] продемонстрирована возможность плавной перестройки частоты узкой линии генерации (30+60 МГц) с длинами волн 496 мкм на 200+460 МГц [20, 25] и 452 мкм на - 350 МГц 20] с помощью соответствующего изменения длины резонатора. Лроблема получения достаточно интенсивного ДИК-излучення, плавно перестраиваемого по частоте в значительно больших пределах, будет, несомненно, решаться и путем развития методов генерации суммарных и разностных частот лри смешении излучения ДИК-лазера и источника перестраиваемого по частоте микроволнового излучения, например, клистрона. Уже сейчас в таких схемах получено ДИК-излучение, перестраиваемое по частоте на десятки ГГц [26, 27]. Что касается дискретной перестройки (генерация на различных переходах), то и в этом и в других ДИК-лазерах она часто обеспечивается перестройкой длины волны излучения лазера накачки. [c.173]

Лазеры. Перестраиваемые лазеры на красителях. Возбуждение и ионизация в АВЛИС-процессе производится лазерами на красителях с перестраиваемой длиной волны, работающими в импульсном режиме. Длительность импульсов равна Tq = 10 30 не. Спектральная ширина одной моды излучения импульсного лазера составляет Аг лаз = 50 100 МГц, а импульса, содержащего несколько продольных мод, может быть 2 -ь 3 ГГц. Для лазеров на красителях непрерывного действия ширина генерируемого излучения может быть сделана А//лаз < 1 МГц (например, лазер R-699-21 фирмы oherent). Однако лазеры непрерывного действия из-за трудностей получения высоких мощностей находят применение больше в спектроскопии, чем в наработке изотопов. Частота повторения импульсов определяется оптимальной частотой работы лазеров накачки / = 3 ч- 25 кГц, которая связана с высотой светового пятна h в рабочем объёме, и выбирается из расчёта освещения всех поступающих в разделительную ячейку испарённых атомов h v/f- [c.420]

Лазеры накачки. Для накачки лазеров на красителях используются разнообразные импульсные лазеры эксимерные, азотные, твердотельные, например, вторая гармоника иттрий-алюминиевого граната с примесью ионов неодима Мс1 + АС, и даже импульсные лампы. Однако в настоящее время для накачки перестраиваемых лазеров в АВЛИС-методе наибольшее распространение получили лазеры на парах меди. Это объясняется тем, что они имеют высокую частоту повторения импульсов, весьма успешно работают в качестве усилителей собственного света, легко встраиваются в линейки усилителей, которые на выходе дают сотни ватт слаборасходящегося излучения. [c.422]

Рис. 9.7. Принципиальная схема метода AVLIS 1, 4 коллекторы сбора урана, обогащенного и обедненного по нуклиду U-235 2 — лазер на красителе и лазер накачки на парах меди 3 — лазерный усилитель на красителе 5 — лазерный луч 6 — пары урана 7 — электронно-лучевой испаритель

Схема экспериментальной установки показана на рис. 1П. 1 Свет от лазера накачки ЛТИПЧ-7 1 после удвоения частоты накачивал два 4 и 5 лазера на красителе. Один из них генерировал узкую полосу X = 589,0 им, соответствующую резонансной линии натрия D, другой — полосу X = 568,8 нм, совпадающую с линией атома натрия (рис. III. 2), Пучки 2 от обеих лазеров освещали пламя газовой горелки 6 на высоте 4 см от среза горелки. В это же место фокусировалась первая гармоника лазера 3, которая должна была ионизовать атомы натрия пз состояния 4 D. Однако опыты показали, что ионизация- идет достаточно эффективно в ре- [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология