Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Конструкція лазера

Незважаючи на різноманіття, усі лазери мають єдину, дуже просту принципову схему. Вона містить усього три основних вузли: активний елемент, пристрій накачування й оптичний резонатор (рис. 4.2) [29].

Рисунок 4.2 - Схема лазера

Серце лазера – його активний елемент. Це кристалічний або скляний стрижень, або запаяна скляна трубка, що наповнена газовою сумішшю, чи кювета зі спеціальною рідиною, чи кристалик напівпровідника.

Розглянемо докладніше, що таке активний елемент твердотільного лазера. Віддалено він схожий на “кекс з родзинками”. Роль «кексу» (матриці або основи) грає кристал діелектрика або скло, «родзинками» є атоми або, точніше, іони, що вводяться спеціально у вигляді невеликої домішки в кристал при його виготовленні. Їх називають активними центрами.

Усякий лазер має активний елемент. У будь-якому активному елементі є активні центри. Саме в них і зароджується лазерне випромінювання. Лазерний промінь виникає як сумарний ефект одночасного висвітлювання безлічі активних центрів.

У напівпровідникових лазерів, у яких активний елемент – кристалик напівпровідника або контакт із двох напівпровідників різного типу, активних центрів немає, лазерне випромінювання народжується тут у результаті відповідних змін стану електронного колективу.

Для того, щоб з'явилося випромінювання, необхідно збудити активні центри або накачати їх енергією. Для накачування і призначається пристрій накачування. У твердотільних лазерах застосовується оптичне накачування. Оптичне накачування використовується також у лазерах на кристалах.

Але активні центри випромінюють світло у всіх напрямках, а в лазері необхідно, щоб висвітлювання відбувалося в одному заданому напрямку. Цю задачу вирішує оптичний резонатор. Він являє собою систему спеціальних дзеркал. Активний елемент знаходиться усередині системи дзеркал, тобто усередині оптичного резонатора. Оптичний резонатор – це найбільш важливий елемент твердотільного лазера, який виконує позитивний зворотний зв’язок (фазову умову генерації). У найпростішому випадку резонатор утворений двома плоскими взаємно паралельними дзеркалами, що знаходяться на торцях активного стрижня, або у вихідних кінцях газорозрядної трубки. Одне з дзеркал повністю відбиває, друге – частково пропускає випромінювання. Друге дзеркало називають вихідним. Саме через нього і виходить лазерний промінь. Промінь спрямований перпендикулярно площині дзеркал, тобто рівнобіжний осі активного елемента. Це забезпечує когерентність випромінювання. Частка світлової енергії, що проходить через вихідне дзеркало (коефіцієнт пропускання дзеркала), різна для різних лазерів. Для гелій-неонових вона складає усього близько 1%, а в лазерів на гранаті з неодимом може бути 50% і більше.