Шпаргалка по "Физике"

Вопрос 2. Формирование излучения в резонаторе лазера.

Для возникновения генерации в лазере необходимо, чтобы инверсия активной среды превышала усиления над суммарными потерями в резонаторе. Изменяя уровень и характер потерь в резонаторе, можно управлять процессом генерации. В лазере резонатора генерируется излучение, поле которого имеет спектральную и пространственно-временную структуру. Формирование поля излучения с определенной структурой – принципиальная функция оптического резонатора в лазере.

Чтобы активная среда излучала когерентный монохроматический свет, необходимо ввести обратную связь, т. е. часть светового потока направить обратно в среду для осуществления вынужденного излучения.

Вопрос 4. Структура базового аппарата.

Мед. лазерн. сис-ы включают: ист-ик лазерного излучения, блоки дозирования и регулирования, систему доставки лазерного излучения и оптическое оконечное устройство.

В высокоэнергетических лазерах: блок питания, устр-во охлаждения, иногда, лазерный излучатель размещаю в лазерной консоли, также нач-ые элементы затворнорегулировочных блоков, устройство ввода в систему доставки лазерного излучения.

[pic 1]

Система доставки излучения: шарнирные манипуляторы для дальней ИК и УФ областей спектра, световоды для ближней УФ области спектра, в видимом и ближнем ИК диапазоне.

В компактных лазерных сист-х лазерный излучатель сопряжен с оптическим оконечным устройством, поэтому доставка излучения сводится к прямому вводу и адаптации луча с помощью оптической системы.

В лазерном излучателе совмещены лазерная среда, механизм возбуждения для лазерной среды и зеркала резонатора, активные и пассивные элементы для пространственного и временного формирования луча.

Вопрос 6. Газовые лазеры.

Газовый лазер — это лазер, содержащий вещество газообразного состояния в стеклянной трубке, имеет низкое давление, создающее активную среду. Трубка находится между двумя зеркалами, через которое выводится лазерное излучение. При этом зеркала должны быть настроены так, чтобы световые лучи были параллельны оси. Возбуждение смеси газов происходит разными видами электрического разряда в газах.

[pic 2]

Принцип работы:

Чтобы активная среда заполнилась энергией, в полости трубки вырабатывается электродами электрический разряд. При соударении электронов с газовыми частицами происходит их возбуждение. Т.о. создается основа для излучения фотонов. При прохождении световых волн по газовой плазме повышается их вынужденное испускание. Зеркала на торцах цилиндра - основа для направления светового потока. Полупрозрачное зеркало отбирает из направленного луча долю фотонов, а остальная их часть отражается внутрь трубки, поддерживая функцию излучения.

Газовый лазер может работать в непрерывном режиме, а также в импульсном.

Характер возбуждения активной среды газового лазера классифицируется на: газоразрядные, с оптическим возбуждением, возбуждением заряженных частиц, химические лазеры и газодинамические.

Лазеры: CO2-лазер, гелий-неоновый, аргоновый и тд.

Вопрос 8. Волоконный лазер.

Волоконный лазер − устройство, в котором активной усиливающей средой является оптическое волокно (иногда резонатор), в состав которого входят такие элементы как: эрбий, неодим, гольмий и тд.

Принцип работы лазера основан на пропускании света фотодиода по волокну большой протяженности. Он состоит из модуля накачки (широкополосные светодиоды или лазерные диоды), световода (в нем происходит генерация) и резонатора (Фабри - Перо или кольцевые резонаторы). Световод содержит активное вещ-во (оптическое волокно) и волноводы накачки.

[pic 3]

Схема волоконного лазера: 1 — активное волокно. 2 — брэгговские зеркала. 3 — блок накачки.

Волоконные лазеры могут работать в непрерывной, а также в нано- и фемтосекундной импульсной пульсации.