Гигантский импульс

Различают два основных режима работы импульсных ОКГ режим свободной генерации и режим с модуляцией добротности резонатора ( гигантские импульсы). В первом случае импульс излучения характеризуется длительностью т от 10- до 10 с и мощностью 10 до 10 Вт. Для гигантских импульсов излучения т составляет 10 —10 с, — от 10 до 10 Вт. [c.221]

Аналитические характеристики. Механизм парообразования и разрущения образца под действием луча лазера изучен пока очень мало. Известно, однако, что количество испаривщегося материала при каждой вспышке лазера зависит от мощности импульса, плотности лазерной энергии, приходящейся на поверхность образца, так как именно от этого зависят площадь и глубина кратера. Диаметр кратера во много раз больше диаметра освещенной площадки (диаметра лазерного луча), так как значительная часть энергии распространяется на ближайшие участки поверхности образца и нагревает их. Чем больше теплопроводность образца, тем заметнее диаметр кратера отличается от диаметра луча. При уменьшении подводимой к поверхности образца энергии уменьшаются глубина и диаметр кратера. На поверхности легкоплавких веществ при равных условиях размеры кратера больше, чем у тугоплавких. При малой мощности лазера размеры кратеров, а следовательно, и количество испарившегося вещества растут с уменьшением отражательной способности поверхности. При гигантских импульсах размеры кратеров оказываются меньше, чем при той же энергии и режиме свободной генерации. [c.105]

Эффективность подобного рубинового лазера очень мала и обычно не превышает величины 10- Так, например, если газоразрядные импульсы имеют мощность 1000 Вт-с, то выходная мощность рубинового лазера менее 1 Вт-с. Выходную мощность можно существенно увеличить путем использования специальных модифицированных рубиновых лазеров, называемых гигантскими импульсными лазерами (лазеры, генерирующие гигантский импульс) с помощью метода модулированной добротности (<Э-ком-мутация). [c.172]

Закрепление зеркала на вращающейся оси. В каждый момент времени, когда зеркало перпендикулярно оси стержня, на выходе возникает гигантский импульс. Таким способом можно создать импульс шириной порядка 100 не и мощностью пика порядка 100 МВт. [c.172]

При помощи специальных приспособлений (оптических затворов, модуляторов добротности) получают исключительно высокие мощности энергии излучения (до 100 МВт в режиме гигантского импульса это соответствует интенсивности света большого города). [c.88]

Так как излучение лазером света высокой мощности происходит за очень короткое время, суммарная величина выделяемой энергии невелика (лазер в режиме гигантского импульса мощностью 100 МВт излучает в среднем 10 эйнштейн-с -м ). [c.89]

Рис. 2.25. Пространственно разрешенные и проинтегрированные по времени спектры алюминия, атомизнрованного под действием излучения твердотельного лазера в режиме модуляции добротности. Спектр /I—двойной гигантский импульс, спектр Б — одиночный гигантский импульс. Из работы Скотта [12в] (с разрешения автора).

Для получения гигантских импульсов в резонатор лазера помещают кювету с красителем, который поглощает в области излучения лазера (рис. 6.2,а). Краситель действует как оптический затвор и при малых мощностях накачки он ослабляет излучение лазера. При больших мощностях накачки в возбужденное состояние переводится так много молекул красителя, что поглощение раствора ослабевает (просветление). Это приводит к усилению лазерного излучения, дальнейшему ослаблению поглощения красителя и т. д. до тех пор, пока вся энергия возбуждения лазерного вещества не выделится как гигантский световой импульс. [c.133]

Если в резонаторе используется поворотная призма, луч лазера можно выводить только после окончания накачки. Время излучения лазера очень мало, поэтому импульс в этом режиме достигает максимальной мощности. Такой режим называют режимом гигантского импульса . [c.103]

Изменением настройки лазерной головки можно повлиять на длительность импульса света, на его мощность. Изменением оптических параметров микроскопа — на энергию, приходящуюся на единицу поверхности образца, и на величину кратера. В зависимости от настройки лазерной головки реализуется либо режим непрерывной свободной генерации, либо режим гигантского импульса. Необходимый для анализа режим подбирается экспериментально. [c.105]

В последние годы прогресс в области лазерного масс-снектро-метрического анализа вещества связан в основном с исследованиями процессов взаимодействия гигантских импульсов лазерного излучения с веществом, а также с развитием техники извлечения ионов из лазерной плазмы и формирования ионных пучков с заданными свойствами. [c.179]

На основе исследования процессов взаимодействия гигантских импульсов лазерного излучения с веществом разработан и сконструирован высокопроизводительный лазерно-пламенный источник с фокусировкой ионов на входную щель масс-спектрометра с двойной фокусировкой. Источник обеспечивает стократную компрессию ионного пучка и коэффициент сбора ионов (отношение числа регистрируемых ионов к числу испаренных атомов) 10- . Проведены исследования выхода ионов различной зарядности. Выход однозарядных ионов основы и примесей пропорционален т / . Содержатся сведения о режимах работы источника. Приводятся данные по анализу разнообразных веществ — металлов, полупроводников, диэлектриков, показывающие аналитические возможности метода. На стандартных образцах стали, латуни, олова и международном геологическом стандарте показано, что правильность без применения эталонов составляет 30%, сходимость 15%. Предел обнаружения при фоторегистрации масс-спектра составляет 3-10- ат.% при наборе экспозиции 300 нк и достигается за 3 часа. [c.272]

В качестве механических затворов используются вращающиеся диски, зеркала и призмы. Если необходимо получить мощные одиночные гигантские импульсы, то требуется высокая скорость вращения, как правило 30 ООО об/мин. При скоростях менее 10 ООО об/мин генерируется несколько пичков средней мощности. В спектрохимических исследованиях скорость вращения обычно составляет 3000 об/мин. Типичные характеристики таких модуляторов приведены в табл. 2.2. К их достоинствам относится также то, что они обеспечивают возможность управляе.мого запуска и синхронизации. [c.70]

Важно отметить, что для возбуждения спектров вынужденного комбинационного рассеяния основное значение имеет не энергия возбуждающего излучения, а его мощность. Требуемые мощности можно получить от оптических квантовых генераторов (ОКГ) с гигантским импульсом , которые часто называют также генераторами с импульсной или модулированной добротностью. [c.483]

В данной работе ВКР возбуждалось параллельным световым пучком от рубинового лазера с гигантским импульсом мощностью 10 Мет. Для увеличения интенсивности стоксова излучения вблизи направления, соответствующего условию синхронизма, ось кюветы с исследуемой жидкостью устанавливалась под углом 0 по отношению к направлению лазерного луча. Длина кюветы 10 см, окна на концах кюветы устанавливали строго параллельно. Часть стоксова излучения под углом 0 отражалась обратно от границы стекло — воздух, благодаря чему происходило возрастание интенсивности излучения в данном направлении в 10 раз. [c.547]

Вынужденное комбинационное рассеяние осуществляется главным образом тогда, когда используют лазеры, работающие в режиме гигантского импульса. Длительность импульса такого лазера порядка ГО" —10 с, и к концу импульса сильно заселяется первое возбужденное состояние. Например, для молекулы На можно заселить первый возбужденный уровень при 4156 см". Наблюдая снижение интенсивности линий КР в зависимости от времени, можно определить время релаксации такого состояния. [c.160]

В нелинейных кристаллах, находящихся в электромагнитных полях, создаваемых ОКГ (особенно в режиме гигантских импульсов, характеризующихся высокими значениями напряженности электрического поля), проявляются различные нелинейные эффекты, приводящие к возникновению излучения на гармониках. Феноменологически эти явления можно описать при помощи тензоров нелинейной восприимчивости, получаемых при разложении тензора восприимчивости в ряд по величине напряженности поля, [c.49]

Особенно короткие импульсы можно получить в режиме синхронизации мод. Установка напоминает работающую в режиме гигантского импульса. На рис. 6.2,6 представлена схема установки, описанной Шмидтом и Шефером. На одном конце лазерной кюветы с раствором родамина Ж помещают зеркало. Другой конец кюветы скошен, чтобы уменьшить отражение света кюветой на рабочее вещество. Второе зеркало резонатора находится на расстоянии й от лазерной кюветы в непосредственном контакте с тонкой кюветой, служащей оптическим затвором. В ней находится раствор красителя, например, 3,3 -диэтилоксадикарбоцианиниоди-да, который поглощает в области полосы флуоресценции родамина [c.133]

Рабочее вещество лазера волны излуче- ния, нм в квазн-стацио-нарном режиме в импульсном режиме в режиме гигантского импульса в режиме синхронизации мод [c.134]

Этот фактор оказывает влияние на образование факела и на возбуждение его атомов. Как было показано Пипмайером и Остеном [19], состав атмосферы оказывает влияние на спектры, размеры кратера и количество материала образца, испаряемого под действием лазерного излучения при работе в режиме гигантских импульсов. Поглощение излучения образующейся плазмой определяется в значительной степени давлением окружающей атмосферы. Как следствие диаметр кратера и количество испаряемого материала мишени увеличиваются с ростом энергии лазерных импульсов при достаточно низком давлении окружающей среды. Трейтл и др. [21] исследовали газовую атмосферу из гелия, азота, кислорода и аргона. Их результаты трудно интерпретировать. Однако похоже, что при неизменных прочих условиях проведения эксперимента (т.е. при энергии импульса около 1—8мДж) наибольшая интенсивность спектральных линий получена в атмосфере аргона при нормальном давлении (это важно при определении основных компонентов в локальном анализе или микро- [c.100]

При гигантском импульсе получаются сильный фон сплошного спектра и очень широкие линии элементов пробы, обнаруживающие слабое самообращение. В режиме свободной генерации фон слабее, линии широкие и сильно самообращены. Если используется вспо- [c.105]

Весьма интересным режимом работы лазера является так называемый режим модуляции добротности резонатора или генерации гигантских импульсов. В данном режиме работы можно получать световые импульсы очень большой мощности (1 МВт) и весьма малой длительности (5—20 не). Рассматривая этот режим работы лазера, заметим вначале, что в обычном рел<име работы лазера (как в режиме непрерывной генерации, так и в импульсном режиме генерации) инверсная населенность не может намного превышать определенное пороговое значение. Действительно, лазерная генерация начинается по достижении порогового значения инверсии населенности, благодаря чему предотвращается ее дальнейший рост. Отсюда следует, что в нормальном режиме работы лазера усиление за одни проход в резонаторе не может намного превысить уровень потерь за время одного прохода. Предположим теперь, что внутри резонатора установлен непрозрачный экран. Действие экрана заключается в сключенин условий возникновения лазерной генерации, тогда инверсная населенность может достигнуть очень больших значений, значительно превышающих обычный пороговый уровень. Если теперь быстро убрать экран, то инверсная населенность в активной среде лазера значительно превысит порог, т. е. усиление в активной среде будет существенно выше уровня потерь. Такой метод получил название режима. модуляции добротности резонатора, поскольку добротность резонатора Q изменяется от пренебрежимо малого (в условиях, когда в резонаторе установлен непрозрачный экран) до очень большого значения (когда экран убран нз резонатора). [c.37]

Для этой цели весьма подходят насыщающиеся поглотители с большим сеченттсм ноглошения (т. е. 1малой интенсивностью насыщения /вас). Другое требование состоит в том, что время релаксации верхнего уровня должно быть меньше величины 1/Дсо в противном случае амплитуда колебаний становится слишком малой, И наконец, стоит отметить, что поскольку насыщающийся поглотитель позволяет получать генерацию гигантских импульсов (как это было рассмотрено в разд. 1.5), то временная зависимость выходного излучения будет такой, как это представлено на рис. 1.19, а. Для сравнения на рис. 1.19,6 показана амплитуда любой генерируемой моды как функция времени. В заключение отметим, что насыщающийся поглотитель в данном случае выполняет две функции 1) обеспечивает генерацию гигантских импульсов 2) создает синхронизацию фаз, участвующих в генерации мод. [c.41]

Как показал Крохин [16], при работе в режиме гигантских импульсов влиянием отражения можно пренебречь (рис. 2.18). В его обзоре приводится подробное описание соответствующих теорий образования паров и плазмы под действием лазерного излучения. Реди [14] сделал полуэмиирический расчет глубины кратера для режима гигантских импульсов. Он предположил, что под действием давления отдачи первопачального потока паров расположенный под ним материал перегревается до тех пор, пока теплота парообразования ие падает до нуля. Затем образующееся избыточное давление снимается путем выброса материала. Для ряда материалов расчетные и измеренные значения глубины кратера расходятся не более чем в 2 раза, причем обычно глубина составляет 3 мкм. Далее следует упомянуть, что из-за поглощения энергии излучения горячей [c.82]

При работе лазера в режиме модуляции добротности илн в режиме частичной модуляции добротности факел благодаря высокой температуре излучает достаточно интенсивно. При этом спектры пспускання легко зарегистрировать и проанализировать. Такие спектры существенно отличаются ио своему характеру от спектров, возникающих нрп обычной искре пли дуговом разряде. Они сильно зависят от мощности и типа модулятора добротности, а также от окружающей атмосферы. Режим гигантских импульсов приводит к образовангио интенсивного фона и линий испускания образца и окружающего газа, причем наблюдается уширение этих линий и во многих [c.91]

Спектр, образующийся под действием последовательности нескольких гигантских импульсов в течение одного периода накачки, зависит от частоты повторения этих импульсов, которая в свою очередь определяется типом модулятора добротности. Модулятор на насыщающемся красителе можно настроить на генерацию нескольких гигантских импульсов, распределенных в пределах большей части периода накачки со средним интервалом мел<ду импульсами I —100 мкс. Тогда действия отдельных иичков и, следовательно, соответствующие спектры не зависят друг от друга из-за высокой скорости расширения паров (около 10 см/с). Результатом этого является образование кратера большего диаметра, а также более интенсивного результирующего спектра. Спектры, образующиеся при использовании медленных модуляторов добротности, например аку-стооптических модуляторов (см. рис. 2.5), зависят от общего числа иичков аналогичным образом. [c.94]

Однако при использовании в качестве модулятора быстро вращающегося зеркала или призмы два или несколько гигантских импульсов могут следовать друг за другом с интервалом порядка долей микросекунды. В этом случае излучение последующего импульса может попасть в высокотемпературный факел, находящийся еще непосредственно над поверхностью образца. Оно частично поглощается, испаряя новое количество веи1ества, и дополнительно нагревает пары, образовавшиеся под действием предшествующего импульса. Такое поведение зарегистрировано на рис. 2.25 (спектр Л), где наблюдается увеличение интенсивности на некотором расстоянии от поверхности в результате воздействия второго импульса. [c.94]

Фелксе и др. [40] не рекомендуют использовать для анализа область, расположенную в 1 мм от поверхности образца, если в качестве модулятора добротности применяется медленно вращающееся зеркало (3000 об/мин), обеспечивающее генерацию нескольких пичков. В режиме одиночного гигантского импульса Трейтл и др. [41] добились увеличения отношения сигнала [c.101]

Кроме того, новый источник обладает некоторыми свойствами, которые позволяют более подробно исследовать взаимодействие света с веществом. Так, с появлением лазера были получены не только лучшие отношения сигнала к шуму для линий в обычном КР, но и были возбуждены и наблюдались спектры вынужденного, инверсного и гиперкомбинационного рассеяния. Указанные три процесса определенным образом связаны с типом лазеров, использующихся в экспериментах. Их можно разделить на две категории лазеры, работающие в режиме гигантского импульса, и непрерывные лазеры. Лазер, работающий в режиме гигантского импульса, излучает энергию 1 Дж за время 10 с (при пиковой мощности порядка 100 МВт), в то время как мощность в одной линии аргонового лазера непрерывного действия составляет 1 Вт. Улучшение спектров обычного комбинационного рассеяния было достигнуто в основном при помощи непрерывных лазеров, а эффекты вынужденного, инверсного и гиперкомбинационного рассеяния были получены при помощи лазеров, работающих в режиме гигантского импульса. Объяснение этому можно искать в величинах напряженностей электрических полей, связанных с такими необычными источниками света. Типичными являются значения порядка 10 В-СМ эти величины сравнимы с полем напряженностью 10 —10 ° В-СМ , которое связывает внешние электроны в атомах, молекулах или ионах. Интенсивное электрическое поле сфокусированного пучка при таком гигантском импульсе может даже вызвать ионизацию воздуха. [c.151]

В тепловом рассеянии слабое поле возбуждающей световой волны (обычный источник света) оказывает на среду столь ничтожное воздействие, что с ним не следует считаться. Иначе обстоит дело, когда рассеяние возбуждается светом гигантского импульса оптического квантового генератора. В этом случае напряженность электрического поля световой волны так велика, что оиа вместе с полем теплового рассеяния приводит к возникновению значительных сил — стрикциопной и, в случае анизотропных молекул, ориентирующей. Электрострикция является причиной возникновения явления ВРМБ, [c.189]

Это явление состоит в том, что при взаимодействии со средой интенсивного возбуждающего света гигантского импульса лазера и слабого, иервоиачально теплового, рассеяния на флуктуациях энтропии возникают интенсивные температурные волны. Взаимодействие этих волн с возбуждающим и рассеянным светом приводит к перекачке энергии из возбуждающего света в рассеянный и в температурную волну. [c.195]

Вынужденное рассеяние Мандельштама— Бриллюэна в твердых телах. При возбуждении ВРМБ гигантским импульсом рубинового лазера, сфокусированным внутрь монокристалла, ири обычных условиях возникает разрушение образца. Природа разрушения к настоящему времени не вполне выяснена, хотя существуют различные гипотезы [1] и одна из них основную ответствен[юсть за разрушение возлагает на генерацию интенсивных фононов М—Б. Для того чтобы в некоторой степени выяснить роль М—Б фононов в разрушении монокристалла кварца авторы работы [60] предприняли опыты с ВРМБ прн гелиевых температурах, когда длина свободного пробега фононов превосхо- [c.196]

Режим работы ОКГ и их пороговые энергии (мощности возбуждения Рп) приведены в пятой и шестой колонках. Для режима генерации приняты следующие обозначения и—импульсный, непр—непрерывный, квн — квази-непрорывный п Гп — гигантский импульсы (режим работы ОКГ с модуляцией добротности оптического резонатора). [c.111]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология