1,74 Mb.страница2/6Дата конвертации08.07.2012Размер1,74 Mb.Тип Смотрите также: 2 ^ 2.2. КОНСТРУКЦИЯ, ПАРАМЕТРЫ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЛАЗЕРОВ Конструкция лазеров. На рис.3 изображена структурная схема, которая содержит следующие основные элементы: ^ Рис.3. Структурная схема лазера1) излучатель лазера основная функциональная часть лазера, предназначенная для преобразования энергии накачки в лазерное излу]чение и содержащая один или несколько лазерных активных элементов; 2) внешний источник энергии, который обеспечивает создание энер]гии накачки, превышающей порог генерирования лазера. Излучатель лазера в свою очередь можно считать состоящим из ряда конструктивных элементов, среди которых можно выделить: 1)лазерный активный элемент (лазерный усилитель), содержащий лазерное вещество, в котором в процессе накачки создается активная среда; 2)систему накачки совокупность элементов, предназначенных для преобразования энергии и передачи ее от внешнего источника энергии к лазерному активному элементу; 3) оптический резонатор элемент положительной обратной связи. В полупроводниковых лазерах излучатель составляет конструктив]ное целое; в газовых и твердотельных лазерах можно обычно выделить каждый из элементов излучателя. Структурная схема лазера может дополняться рядом элементов, обеспечивающих работоспособность лазера или служащих для управ]ления лазерным излучением. К таким дополнительным элементам мож]но отнести (рис.3) систему охлаждения активного элемента и систе]мы накачки, модулятор, внешнюю оптическую систему, устройство кон]троля параметров излучения и др. В каждом конкретном случае применения лазеров наличие тех или иных дополнительных устройств (или всех сразу) не является обяза]тельным. Как будет видно при рассмотрении типов лазеров, температу]ра активного вещества играет важную роль в достижении эффективности лазера. В некоторых активных веществах достаточную эффективность можно по]лучить лишь при их значительном охлаждении. Система охлаждения предназначается для создания необходимой температуры активного ве]щества и системы накачки. ^ Модуляция излучения необходима, например, при использовании лазеров в системах обработки информации и позволяет управлять ла]зерным излучением. Она может быть осуществлена путем воздействия на систему накачки или активный элемент, а также преобразованием выходного лазерного излучения. ^ Внешняя оптическая система служит для формирования лазерного излучения, например, для изменения угла расходимости. Устройства контроля параметров представляют собой различные устройства изме]рения параметров излучения (мощности излучения, частоты и т. п.) и поддержания их на заданном уровне. По типу материала активного элемента лазеры делятся на четыре основных класса: Полупроводниковые - лазеры с полупроводниковым активным элементом; 2) газовые - лазеры с газовым активным элементом; 3) твердотельные - лазеры с твердотельным активным элементом; 4) жидкостные -лазеры с жидкостным активным элементом. Основные параметры лазеров. Лазерное излуче]ние характеризуется пространственно-временными и энер]гетическими параметрами. В группе пространственно-временных выделяют следую]щие параметры: 1) частота лазерного излучения - средняя частота (или средняя длина волны) спектра лазерного излучения; 2) ширина линии лазерного излучения - расстояние между точками контура спектральной линии лазерного из]лучения, соответствующими половине интенсивности линии в максимуме; 3) расходимость лазерного излучения - плоский или телесный угол, характеризующий угловое распределение энергии или мощности лазерного излучения; 4) время готовности лазера - время, необходимое для достижения лазером эксплуатационных (номиналь]ных) параметров с момента его включения. К энергетическим параметрам лазера относятся прежде всего энергия Е и мощность Р лазерного излучения. Энер]гия определяет энергетические возможности лазера. Мощ]ность характеризует интенсивность излучения энергии ла]зером, концентрацию энергии во времени. В применении к лазеру эту, казалось бы, банальную разницу необхо]димо подчеркнуть. Расхожей является фраза: «Мощность лазера равна мощности Днепрогэса», но при этом нельзя забывать, что эта мощность дей]ствует всего1 нс. Концентрация энергии (мощности) в пространстве определяется плотностью энергии (мощности) лазерного излучения, т. е. энергией (мощностью) лазерного излучения, приходящейся на единицу площади сечения пучка лазерного излучения. Эффективность лазера как преобразователя энергии накачки в энер]гию излучения характеризуется КПД, который равен отношению энергии или средней мощности, излучаемой лазером, соответственно к энергии или средней мощности, подводимой к лазеру. К энергетиче]ским параметрам относится также порог генерирования лазера .Режимы работы лазеров. Можно выделить три основных режима работы лазеров: 1) режим непрерывного генерирования лазерного излу]чения (непрерывный режим); лазеры, работающие в не]прерывном режиме, называются непрерывными; 2) режим импульсного генерирования лазерного излу]чения (импульсный режим) и, соответс
Технология оптоэлектронных устройств Вводная лекция (каждый год новая) Раздел Излучатели
2.2. КОНСТРУКЦИЯ, ПАРАМЕТРЫ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЛАЗЕРОВ - Технология оптоэлектронных устройств Вводная лекция (каждый...
Комментариев нет:
Отправить комментарий