Скрайбирование (англ. v-scoring) это нанесение линейных надрезов заданной глубины на поверхность технологической заготовки с обеих сторон
Твердоте́льный ла́зер
Разновидностями твердотельного лазера являются волоконный лазер и полупроводниковый
Полупроводниковый лазер
Генерация Т. л. осуществляется по трёх- или четырёхуровневой схеме. АЭ этих лазеров обычно имеют форму кругового цилиндра или стержня прямоуг. сечения. Иногда применяют и АЭ более сложных конфигураций. Наиб. распространение получила конструкция Т. л., в к-рой цилиндрический АЭ вместе с газоразрядной лампой накачки помещаются в камеру-осветитель, концентрирующую излучение лампы накачки в АЭ. Из-за многократности отражения излучения накачки от внутр. поверхности камеры-осветителя достигается более полное его поглощение в АЭ. Применяют осветители, в к-рых одна лампа накачки работает на нескольких АЭ или, напротив, один АЭ накачивается несколькими или большим числом ламп. Диапазон длин волн генерации Т. л. простирается от УФ- до средней ИК-области. Т. л. работают в импульсном, непрерывном и квазинепрерывном режимах . У существующих Т. л. мощность генерации в непрерывном режиме может достигать 1-3 кВт при уд. энергосъёме ~ 10 Вт с 1 см 3 активной среды при кпд ~3%. Ср. мощность 103 Вт при частоте повторения импульсов до 100 Гц реализуется в Т. л. импульсно-периодич. действия в режиме свободной генерации при длительности импульса 10-3 10-4 с.
Т. л. с успехом работают в режиме модуляции добротности резонатора, что позволяет генерировать гигантские импульсы, длительность и энергия к-рых зависят от скорости включения затвора и свойств активной среды. Обычные значения длительности таких импульсов (1 — 10). 10-8 с. Их пиковая мощность ограничивается при этом оптич. прочностью активных и пассивных элементов резонатора, к-рая обычно составляет величину ~ 5•102 МВт на 1 см 2 поверхности. Объёмная оптич. прочность лазерных материалов обычно оказывается выше. Модуляция добротности резонатора осуществляется как пассивным образом (насыщающиеся поглотители), так и активным (электро- и акустооптич. модуляторы).
Конструкция и виды лазеров, реализованных на красителях
... указаны типичная мощность накачки излучением Аг+-лазера, необходимая для получения приведенных кривых перестройки и область спектра излучения. Использование различных красителей в качестве активных сред позволило ... элемент, расположенный в лазерном резонаторе. Так как излучение лазера на азоте является коротковолновым и его мощность в импульсе высока, генерацию лазера на красителях можно ...
Иногда применяют и механич. модуляторы, напр. вращающуюся призму.
Большое соотношение ширины контура усиления Т. л. и частоты межмодовых биений (~ 103 ) позволяет достаточно просто осуществлять режим синхронизации мод и получать сверхкороткие импульсы длительностью 10-11 — 10-13 с, ограниченной обратной шириной линии усиления. Так же, как и модуляция добротности, синхронизация мод в Т. л. осуществляется как активным, так и пассивным образом. Т. л. может также работать в режиме усилителя излучения. При этом коэф. линейного усиления может достигать величины 0,5-0,7 см -1 .
Лазерный эффект обнаруживает большое кол-во разл. кристаллов и стёкол (неск. сотен), однако реально действующих Т. л., нашедших практич. применение, существенно меньше. К их числу относится лазер на кристалле рубина-первый в мире лазер, созданный в 1960 Т. Мей-маном (Т. Maiman, США).
Рубин представляет собой кристалл корунда Аl2 О 3 с примесью ( 0,05%) ионов Cr3+ , замещающих в кристал-лич. решётке ионы Аl. Рубиновый лазер работает по трёхуровневой схеме, в к-рой уровнем 1 является осн. состояние 4 А 2 , уровнем 2 — полосы 4 F 2 и 4 F 1 , уровнем 3 — дублет 2 Е. В мощных рубиновых лазерах применяют круглые стержни диам. 2 см и дл. 20-30 см. Типичный режим работы-импульсный, реализуются также модуляция добротности, синхронизация мод, усиление мощности. Длина волны генерации рубинового лазера 0,7 мкм.
Неодимовый лазер).
Наиб. широко применяемой кристаллич. матрицей с Nd3+ является кристалл иттрий-алюминиевого граната (ИАГ-Nd3+ ), к-рый в наиб. степени отвечает совр. требованиям квантовой электроники и её приложений. Необходимые спектрально-люминесцентные свойства этого кристалла удачно сочетаются с его высокой механич. прочностью, твёрдостью, значительной теплопроводностью (0,13 Вт/см . К); ИАГ-Nd3+ -лазеры работают во всех перечисленных выше режимах. Именно на них получены рекордные мощности непрерывной генерации. Длина волны генерации ИАГ-Nd3+ -лазера на осн. переходе неодима l г = 1,064 мкм. Типичные размеры АЭ от 3 50 мм до 10 120 мм.
Находят также применение кристаллы алюмината иттрия (YAlO3 -Nd ) и фторида лития-иттрия (LiYF4 — Nd3+ ).
Кристаллы алюмината иттрия предпочтительнее кристаллов ИАГ-Nd3+ для работы в режиме модулир. добротности, что связано с меньшим значением сечения осн. генерац. перехода и, следовательно, с уменьшением влияния суперлюминесценции и возможностью накопления большей энергии на верхнем лазерном уровне.
Отличит. чертами кристалла фторида лития-иттрия с неодимом являются отрицат. величина и малое абс. значение b= dn /dT -температурного коэф. показателя преломления n (b =— 4,3. 10-6 К -1 для p-поляризации и b=-2,2 10-6 К -1 для s-поляризации; для кристалла ИАГ, напр., b = 7,3•10-6 К -1 ).
Изобретение лазера в физике
... обусловлен положительным ионом Сr+3. В решетке кристалла А2О3 ион Сг+3 замещает ион Аl+3. Вследствие этого в кристалле возникают две ... к возможности генерации лазерного излучения. Лазер может оперировать в непрерывном режиме. Излучение гелий-неонового лазера линейно поляризовано. ... степень монохроматичности их излучения. Любой поток электромагнитных волн всегда обладает набором частот. Излучение и ...
Это обстоятельство существенно ослабляет проявления термооптич. эффектов, в частности эффекта наведённой термооптич. линзы, что увеличивает пространственную яркость излучения лазера. Длина волны генерации лазера на основе кристалла LiYF4 -Nd3+ сдвинута по сравнению с длиной волны генерации ИАГ- Nd3+ -лазера в коротковолновую сторону (l г = 1,053 мкм для s-поляризации и l г = 1,047 для p-поляризации), что даёт возможность эфф. работы такого лазера с усилителем на основе стекла. Кпд неодимовых лазеров на основе перечисленных кристаллов, как правило, не превышает 2-4% в режиме свободной генерации и 2% в режиме модуляции добротности.
Новые возможности трёхвалентных ионов хрома как активных частиц Т. л. проявились в кристаллах александрита (ВеАl2 О 4 ).
В отличие от кристалла рубина, генерация ионов Сr3+ в александрите осуществляется не только на бесфононной линии перехода 2 Е- 4 А 2 , но и на электронно-колебат. переходе 4 F 2 — 4 A 2 . При этом Т. л. работает по четырёхуровневой схеме и даёт возможность плавной перестройки длины волны генерации. Типичная область перестройки: 730-803 нм.
Особенностью лазера на кристалле александрита является улучшение энергетич. характеристик с нагреванием АЭ выше комнатной темп-ры, что обусловлено ростом с темп-рой величины эфф. сечения генерац. перехода. Нагревание АЭ в этом лазере приводит также к расширению диапазона перестройки длины волны генерации в длинноволновую сторону. Лазер на кристалле александрита также работает во всех упоминавшихся выше режимах, в т. ч. и в режиме больших ср. мощностей, чему способствует высокая теплопроводность этого кристалла ( 0,23 Вт/см•К).
Плавную перестройку длины волны генерации
Характерная область перестройки: 700-1024 нм. Малость времени жизни возбуждённого состояния Ti3+ ( 3 мкс) при комнатной темп-ре делает малоэффективной ламповую накачку этого лазера. Накачка Аl2 О 3 -Ti3+ -лазера, как правило, осуществляется или непрерывным аргоновым лазером, или импульсами второй гармоники неодимового лазера. При этом эффективность трансформации излучения лазерной накачки в генерацию ионов титана может превышать 20 %.
Перестройка длины волны генерации в широком спектральном диапазоне осуществляется в лазерах на центрах окраски, к-рые также обычно работают с накачкой др. лазером.
К существ. возрастанию кпд Т. л. привела реализация донорных способностей ионов Сr3+ относительно трёхвалентных ионов редкоземельных элементов в кристаллах гранатов. Высокая изоморфная ёмкость этих кристаллов в отношении редкоземельных ионов и ионов группы железа допускает введение необходимых концентраций обоих типов частиц без ухудшения оптич. качества кристаллов. Специфика энергетич. структуры ионов Сr3+ в кристаллах гранатов обеспечивает полную и быструю передачу энергии из его электронно-колебат. полос на верхние лазерные уровни ионов редкоземельных элементов.мм
Реферат газовые лазеры
... применяют лазеры сравнительно невысокой средней мощности: это газовые лазеры импульсно- периодического действия, лазеры на кристаллах ... этом случае предел разрешения, определяемый длиной волны рентгеновского излучения (1=0,01-0,001 ... населенностью можно было использовать для генерации лазерного луча, т. е. направленного ... промежуточными уровнями и основным уровнем ионов хрома. Торцы рубинового стержня ...
