Лазеры с перестройкой частоты полупроводниковые

Перестройка частоты излучения в широком диапазоне возможна также в полупроводниковых лазерах и в параметрических генераторах. В последних изменение длины волны генерации осуществляется поворотом кристалла, в котором происходит смешение двух [c.375]

ТИПОВ с непрерывной перестройкой частоты перекрывают широкие (>10 нм в видимой области, 10 см в инфракрасной) спектральные диапазоны, например лазеры на красителях [4, 5], параметрические генераторы [6], лазеры с переворотом спина [7,8] и полупроводниковые диодные лазеры [9,10]. Более ограниченные диапазоны непрерывной перестройки ( 1 ГГц 0,03 СМ ) получены с помощью СО и СОг-лазеров 3 результате перестройки давлением вблизи их основных линий генерации с фиксированными частотами [11]. [c.544]

Характерными особенностями полупроводниковых лазеров являются а) малые размеры генерирующего кристалла — 50-1000 мкм, поскольку коэффициент оптического усиления к может достигать значений к Ш см б) возможность плавной перестройки длины волны излучения, так как ширина запрещённой зоны зависит от температуры, давления, магнитного поля и т. д. В то же время, расстояние между уровнями в зоне проводимости из-за большой плотности носителей (так же как и в растворах красителей) чрезвычайно мало, что и обеспечивает плавную перестройку в) малая инерционность возникновения и прекращения генерации, что позволяет модулировать излучение лазера соответствующим изменением тока накачки с частотами до 10 ГГц. И, наконец, г) высокие КПД преобразования электрической энергии в свет, доходящие до 40 -ь 50%. [c.425]

В качестве источника монохроматического излучения начали применяться лазеры с перестраиваемой частотой, главными из них являются лазеры на полупроводниковых диодах, лазеры с переворотом спина с использованием комбинационного рассеяния и параметрические генераторы. Область перестройки частот у последних обычно наибольшая [1]. Родственными приборами, отличающимися очень высокой чувствительностью, являются оптикоакустические спектрометры, в которых в качестве источника света также используется лазер с перестраиваемой частотой [2]. [c.153]

Перестройка по частоте. Использование тройных полупроводниковых твердых растворов переменного состава позволило изготовить лазеры на ИК-диапазон от 0,75 до 33 мкм. Ближнюю ИК-область перекрывают сравнительно мощные лазеры на основе соединений А для которых характерна высокая рабочая температура (77К). В средней ИК-области работают маломощные лазеры на основе солей свинца, для непрерывного режима генерации типичны рабочие температуры 30 К и ниже. [c.189]

Использование в качестве источников света лазеров в этом методе дает следующие преимущества более высокое спектральное разрешение, а следовательно и чувствительность узость лазерной линии излучения быстрая перестройка частоты излучения и ненужность монохроматора. Наиболее целесообразно в абсорбционной спектроскопии использовать непрерывные лазеры. Однако применяют и импульсные лазеры, так iaK их использование позволяет расширить спектральную область источни а света. Для исследования в ближнем УФ и видимом диапазоне используют лазеры на растворах красителей. В ИК-области спектра широко применяют полупроводниковые диодные лазеры. Существуют нелинейные оптические методы, позволяющие получать излучение с разностной (уз = vj - vj) и суммарной (уз = VI + V2) частотами. Если один из лазеров является перестраиваемым, то можно перестраивать частоту излучения V3 как в УФ-, так и в ИК-областях спектра. [c.116]

Узкой линией обладают непрерывные ЛПС. Сканирование в них осуществляется магнитным полем. Подробные исследования ширины линии и перестроечных характеристик при разных концентрациях носителей в 1п8Ь, различной настройке, в разных магнитных полях показали, что существует большое разнообразие режимов работы [125]. На одном и том же устройстве в зависимости от юстировки и мощности накачки можно получить непрерывную широкодиапазонную перестройку с мощностью порядка ватта, шириной линии около 100 МГц (3-10 см ) или квази-непрерывную перестройку но модам, как для полупроводниковых лазеров, с меньшей мощностью и много меньшей шириной линии. Во втором случае собственно ширина линии меньше 1 кГц [130]. Нестабильность частоты вызывается в основном вибрациями и составляет 10—12 МГц для установки на виброизолированном столе. Специальная стабилизация с помощью обратной связи по-зволи.па уменьшить нестабильность до 30 кГц, при этом обеспечивалась перестройка частоты, контролируемая и калиброванная по отношению к линиям СО-лазера [125]. Такая абсолютная привязка по частоте особенно ценна, так как перестроечные характеристики нелинейны и различны для разных мод [78, 125, 131, 132]. Непрерывная область перестройки для одной моды составляет около 5 см . С помощью непрерывных ЛПС уже выполнены отличные спектроскопические работы (см. ссылки в [78]). [c.195]

Практически для всех спектроскопических применений необходимы перестраиваемые лазеры. Основные требования к ним — широкая область перестройки, узкая по.тоса генерации, высокая стабильность частоты и энергип излучения, воспроизводимость этих параметров. Наибольшие успехи в видимой и УФ-областях достигнуты сейчас за счет лазеров на красителях, а в ИК-области — с полупроводниковыми лазералп и лазерами на молекулярных газах. Уже освоены ширины лггапй генерации от 1 кГц до 1 МГц в непрерывном и 10—30 МГц в импульсном режимах, перекрывающие обычные потребности спектроскопии. Полученные спектральные плотности излучения мощности диодных ИК-лазеров 10 Вт/Гц значительно превосходят тепловые излучатели. Мощности непрерывных лазеров на красителях достигают 1 мВт п более. Основные проблемы состоят в повышении стабильности генерации, воспроизводимости и развитии методов непре-рывпой перестройки в широком диапазоне. Это, конечно, приведет к усложнению лазеров и увеличению их стоимости. Сейчас стоимость перестраиваемого лазера сравнима со стоимостью хорошего спектрофотометра, следовательно, трудно ожидать дешевых. лазерных приборов. Более вероятно их применение для специальных задач, особенно когда финансовые проблемы отходят на второй план. Еще раз подчеркнем важность производства лазерного набора , который фактически является спектральным прибором для исследовательских лабораторий. [c.12]

Видно, что при больших яркостях источника отношение сигнала к шуму в сканирующем приборе становится больше 2СУт М, следовательно, он оказывается более выгодным, чем фурье-спектрометр (см. рис. 12). На это обстоятельство для субмиллнметровой области спектра, где имеются интенсивные легко перестраиваемые источники квазимонохроматического излучения — лампы обратной волны (ЛОВ), обратила внимание Н. А. Ирисова [701. В ИК-области аналогичными источниками являются перестраиваемые по частоте лазеры. Коммерческие лазерные спектрометры на полупроводниковых лазерных диодах (ПЛД) обеспечивают мощность 0,25 мВт на одной длине волны в непрерывном режиме при перестройке в области от Я = 3 до Я, = 30 мкм [73]. Линейность ИК-приемников до сих пор почти не изучалась. Известное нам исследование отклика фотосопротивления Hg dTe при больших световых потоках (СОа-лазер, X = 10,6 мкм) показало, что приемник линеен до 10 фотон/см -с [74]. Упомянутая мощность ПЛД соответствует при цр= 1 мм потоку 1,2-10 фотон/см -с для Я, = 10 мкм. Мы оказываемся в заштрихованной области рис. 12, где сканирующий спектрометр заведомо выгоднее, чем фурье-спектрометр, [c.188]

Имея один полупроводниковый лазер, можно перекрыть значительную область спектра с помощью различных внешних воздействий, влияющих на ширину запрещенной зоны рабочего вещества. Применялись воздействия давлением [84, 89—91], магнитным полем [84, 92—94], изменением температуры непосредственно [95—99] или путем изменения тока инжекции [94, 98, 100, 101]. Наибольшая перестройка (1000 см- ) получена под действием давления. Длина волны генерации РЬЗе-лазера изменялась от 7 мкм при атмосферном давлении до 22,5 мкм нри давлении 14,2 кбар, без существенного снижения мощности генерации [89]. Чаще всего применяют изменение температуры рабочего элемента, наиболее просто осуществляемое технически. Для грубой перестройки меняют температуру хладонровода, к которому крепится лазерный диод, тонкая подстройка производится изменением тока инжекции. В работе [95] исследовались зависимости частоты генерации от температуры для Оа Аз-лазеров. Для данного лазера типично изменение на 140 м- при изменении температуры хладопровода от 20 до 100 К. В работе [96] сообщается о перестройке РЬВпТе-лазера на 540 см- при изменении температуры от 12 до 114 К. Подчеркнем, что все приведенные данные характеризуют изменение частоты центра линии генерации, которая состоит из многих мод и может иметь значительную ширину. [c.189]

Перестройку источников монохрол1атического когерентного излучения по частоте можно осуществить различными методами. Один из методов, например, состоит в применении активной среды, обладающей достаточно большим усилением в широком спектральном диапазоне. Установка диспергирующих элементов внутри лазерного резонатора сужает спектр выходного излучения н позволяет перестраивать длину волны лазера в пределах спектральной полосы генерации. К таким перестраиваемым устройствам относятся лазеры на красителях и эксимерные лазеры. Другой путь перестройки длины волны — сдвиг энергетических уровней активной среды с помощью внешних нолей или взаимодействий другого типа примерами этого типа лазеров являются лазеры с переворотом спина и полупроводниковые лазеры. [c.256]

Большие (800—850 см )диапазоны перестройки полупроводниковых лазеров на основе Pbi SnxSe были достигнуты при приложении к диоду магнитных полей до 7 кГс [47а]. Современные полупроводниковые соединения на основе двойных гетероструктур [48] позволяют получать непрерывную генерацию при температуре выше 77 К [49], а некоторые даже при комнатной температуре [50]. Эти современные ПДЛ работают в непрерывном режиме при охлаждении электрическими холодильниками замкнутого цикла и перестраивают частоту генерации квазине-прерывно (с перескоком мод) вплоть до280см (8,2—10,6 мкм) за счет изменения температуры. [c.259]

Из большого числа применений полупроводниковых лазеров для иллюстрации приведем три следующих примера. С помощью одного полупроводникового диодного лазера на основе РЬ5е, перестраиваемого с помощью магнитного поля и электрического тока, Алларио н др. [98] получили полностью разрешенные спектры ЗОг в интервале частот 1176—1265 см . С помощью двух отдельных механизмов удалось получить большой диапазон перестройки, достигающий 90 см". Диапазон перестройки отдельных лазерных мод составлял около 2 см , что превышает расстояние между модами. Таким способом было получено полное перекрытие всего диапазона. Образец ЗОг находился под давлением 1 мм рт. ст. в ячейке длиной 45 см. [c.268]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология