1tom - 0310.htm
05
а п
а О
средами возбуждения от долгоживущих частиц. В пек-рых Г.л. в образовании инверсии пясел╦'шюстей помимо электронного удара важную роль играет процесс резонансной передачи энергии от долгожинущих метастабидьпых атомов (д о н о р л ы и газ). В частности, в первом и наиб, распростран╦нном Г. л. [А. Джавап (A. Javan), У. Бемнетт (W. Bennetl) и
см
"1
170
1БО
150
14 D
130
Не
Х=632,8нм
в соленоид, создающий продольное мат. поле ~1 кГс. Непрерывный ионный Кг+-лазер аналогичен, но обладает несколько худшими характеристиками генерации и генерирует в диапазоне 468≈752,5 нм.
Для многих Г. д., генерирующих па переходах атомных ионов, существ, роль в образовании инверсии играют два процесса ≈ перезарядка (А ++В -*-А-[-В + *) и т. п. процесс Пешшнга (A*-j-B -* A-b-B + *--[-e)t в к-рых возбужд╦нные состонния иона В + * образуются за сч╦т передачи энергии от иона А+ или метастабиль-ного атома А* (обычно иона или метастабилъного атома инертного буферного газа, чаще всего Не или Ne). Перезарядка ≈ резонансный процесс, т. е. имеет заметную эффективность только тогда, когда рааиость энергии начального и конечного состояний частиц мала (Де~0,1≈1,0 эВ), что приводит к селективному заселению одного или нескольких близких уровней иона В + . Процесс Псннинга не приводит к селективному заселению уровней, стационарная инверсия в этом случае образуется за сч╦т быстрого опустошения ниж. уровня. За сч╦т нерезарядки с ионом Но+ инверсия образуется на переходах: Hg+, Cd + , Zn + , Se + , Te+, J + , T1 + , As+, Cu+, Ag+, Au + , Be + ; за сч╦т перезарядки с Ne*- ≈па ионах Tl + ,Mg+,Be + , Te+, Ga + ,Sn^,Pb+, Cu + , Ag+, A1 + ; перезарядки с Кг+ ≈на нонах Са+ и Sr+.Возбуждение процессом Пеннинга приводит к гоне-рации на переходах ионов Cd + , Zn + , Mii + , Sn+, Cu+. Иногда действуют оба процесса, а также возбуждение электронами и в результате каскадных переходов с уровней, заселяемых указанными процессами. Относит, вклад разных процессов зависит от условии разряда.
Рис. 2. Схима уровней 11с и
Д. Херриотт (D. Hcrriott), 1961] происходит передача возбуждения от атомов Не атомам Ne, в результате чего селективно заселяются нск-рые уровни Ne (рис. 2). Генерация может быть получена па большом числе переходов, стрелками показаны используемые обычно переходы. Нюк. уровни этих переходов достаточно быстро опустошаются спонтанным излучением, что обеспечивает генерацию в непрерывном режиме.
Для возбуждения Не≈Ne-лазсра используют тлеющий разряд. Усиление ≈ лишь неск. % за 1 проход, 100 -и генерации возникает только при применении зеркал с малыми потерями (см. Оптический резонатор). Мощность излучения Не ≈ Ne-лазера варьируется от 1 до 100 мВт, его кпд ^0,1%. Однако, он прост и технологичен; особенно широко используется «красный» переход
(A^boZ,o нм).
Ионные Г. л. Непрерывная и импульсная генерация на большом числе переходов (неск. сотен линий в видимой и УФ-областях спектра) получена возбуждением электронами атомарных ионов ра^л. кратности. Наиб, распространены непрерывные лазеры, генерирующие на переходах ионов инертных газов. Непрерывный Аг+-лазер генерирует на 10 линиях в сине-зел╦ной области спектра в диапазоне 454,5≈528,7 нм. Заселение верхних рабочих уровней в н╦м осуществляется ступенчатым возбуждением электронами через основное и метастабмльные состояния иона, а также каскадами (неск. последоват. переходов) с более высоких уровней. Нижние рабочие уровни быстро опустошаются спонтанным излучением. В пром. Аг+-лазсрах достигаются мощности генерации 1≈40 Вт (в лаб. образцах ≈ до 500 Вт) при кпд ≈0,1%. Для возбуждения Аг+-лазера применяется сильноточный разряд в узких трубках с плотностями тока порядка сотен А/см2. Разрядные трубки (из керамики на основе ВеО, графитовых шайб Рис 3 Схема уровней не и Cd, Возбуждение уровней Сс1 + или из покрытых слоем ALOg шайб, интенсивно охлаж- £,, gt, £3, £4. £5 происходит перезарядкой с Не + ; возбужде-даемых проточной водой) наполняются Аг до давления ние уровней £а, & -процессом Шннинга от метастабильного
384 в неск. десятых мм рт. ст. Обычно они помещаются ур не-
")
}
