Разработка принципиальной схемы системы накачки с широким температурным диапазоном

Введение..........................................................................................................
Глава 1. Литературный обзор........................................................................
1.1. Лазер. Типы накачки лазера.
1.2. Резонаторы. Активные элементы и рабочие длины волн. Активный элемент YAG.
1.3. Продольная и поперечная диодные накачки. Обзор существующих схем диодной накачки.
1.4. Теоретическое представление лазера, работающего в широком интервале температур без термостабилизации
1.5. Характеристики лазеров с термостабилизацией и без нее.
Глава 2. Методическая часть……………………………………………...
2.1. Оптическая микроскопия
2.2. Растровая электронная микроскопия
2.3. Метод Рамана
Глава 3. Расчетная часть………………………………………………
3.1 Характеристики лазеров с термостабилизацией и без нее. Сравнение результатов……........................
Заключение………………………………………………………………............
Список литературы……………………………………………………………...

Весь текст будет доступен после покупки

Накачка из полупроводниковых лазерных диодов имеет ряд преимуществ перед импульсными газоразрядными лампами: более низкое электропотребление, меньшие габариты и масса блоков питания и управления лазерной системой. Помимо этого, вследствие уменьшения тепловыделения лазером и в большинстве случаев можно исключить жидкостное или термоэлектрическое охлаждение элементов лазера. Однако длина волны существующих мощных лазерных диодных модулей коренным образом зависит от температуры гетероперехода лазерного диода, которая меняется из-за саморазогрева диодов. Так, изменение температуры диодного блока на 100°С от нормально приводит к смещению спектральной линии излучения примерно на 25 нм. В то же время в традиционной области накачки вблизи 808 нм типичная ширина интенсивной линии поглощения иона Nd3+ в кристалле YAG составляет ~1 нм. В силу этого, как правило, приходится термостабилизировать лазерные диоды накачки, что ведет к значительному увеличению массы, габаритов и энергопотребления изделий. Разработка системы с широким температурным диапазоном без термостабилизации диодов помогла бы решить эти проблемы, сделать систему накачки и резонаторный блок более компактными и менее энергозависымимы, что позволило бы использовать такие системы, в том числе, на беспилотных летальных аппаратах или в мелких производствах.

Весь текст будет доступен после покупки

Лазер (от англ.laser, акроним отLight Amplification by Stimulated Emission of Radiation - «Усиление света посредством вынужденного излучения»), или, как его еще называют, оптический квантовый генератор – это источник оптического когерентного излучения, которое отличается большой направленностью и плотностью энергии. Его работа основывается на способности возбужденных атомов под действием вынуждающего излучения испускать когерентные электромагнитные волны в оптическом диапазоне.
Принципиальныеотличиялазерногоизлученияот других источников света:когерентностьиодноцветность, высокие показатели направленности и яркости, очень широкий диапазон выходной мощности, возможность получения коротких импульсов длительностью, которую нельзя достичь при использовании других технических средств.
Рис 1. Устройство лазера
Активная среда – это вещество, которое находится в неравновесном состоянии. Оно способно усиливать проходящее электромагнитное излучение, частота которого соответствует разности энергий двух квантовых энергетических уровней частиц среды. Переходы частиц с высокого на низкий уровень энергии бывает излучательным и безызлучательным. Испускание фотона, то есть излучение, может быть как самопроизвольным, так и вынужденное. При спонтанном испускании частота фотона является произвольной в пределах контура спектральной линии, ширина которой определяется шириной энергетических уровней, участвующих в переходе. Также произвольны фаза и направление распространения излучения. При вынужденном излучении испущенные фотоны являются копией фотонов, воздействующим на частицы среды, то есть происходит усиление падающей электромагнитной волны. При условии монохроматичности падающей волны, вынужденное испускание также будет монохроматичным и иметь ту же поляризацию и частоту. Чаще всеголазерное излучениевыходит изрезонатора через одно из зеркал,являющихся частичнопрозрачным.Энергиявозбуждения подводится к активной среде через систему накачки.С помощью накачки активная средапереходитизтеплового равновесия в активное состояние,в котором она усиливает и генерирует электромагнитное излучение. Еще одна особенность лазеров – они могут излучать непрерывно8в течение:;длительного времени, однократно,в виде одной вспышки,№;» №66в89длр режиме импульсов с различными частотами повторения импульсов. По типу активной среды различают следующие типы лазеров: газовые, жидкостные и твердотельные (к которым относятся также полупроводниковые). В газовых лазерах активная среда представляет собой газ или их смесь, которые возбуждаются газовым разрядом. В жидкостных лазерах применяются растворы органических или неорганических соединений; накачка тут осуществляется лампами-вспышками или другим лазером. В твердотельных лазерах в качестве активной среды используются монокристаллы и стёкла, содержащие примеси ионов-активаторов; могут возбуждаться импульсными или дуговыми газоразрядными лампами, светодиодами, другими полупроводниковыми лазерами. В полупроводниковых лазерах активная среда создаётся в объёме электронно-дырочного перехода в полупроводнике при возбуждении током, текущим в прямом направлении.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Тарасов Л. В. Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения. — М.: Радио и связь, 1981. — 440 с.
2. В ы с о к о э ф ф е к т и в н ы й компактный Nd3+:YAG-лазер на длине волны 1,064 мкм, работающий в непрерывном и импульсном режимах с диодной накачкой и модуляцией добротности акусто-оптическим затвором / В.В. Безотосный и др. // КЭ. Т. 35. – № 6. – 2005. – С. 507.
3. Б е л о с т о ц к и й Б. Р., Р у б а н о в А. С. Тепловой режим твердотельных оптических квантовых генераторов. – М.: Энергия, 1973.
4. В е д я ш к и н Н. В., Д е р ж а в и н С. И., К у з ь м и н о в В. В., М а ш - к о в с к и й Д. А. Новый метод измерения фокусного расстояния термической линзы в твердотельных лазерах с короткой активной средой // КЭ. – 2003. – Т. 33, № 4. – С. 367.
5. М и к а э л я н А. Л., Т е р - М и к а э л я н М. Л., Т у р к о в Ю. Г. Оптические квантовые генераторы на твердом теле. – М.: Сов. радио, 1967. 5. М е з е н о в А. В., С о м с Л. Н., С т е п а н о в А. И. Термооптика твердотельных лазеров. – Л.: Машиностроение. 1986.
6. А. Е. Вайншенкер, А. В. Виленский, А. А. Казаков, Б. Г. Лысой, Л. К. Михайлов, В. А. Пашков, Лазер на YAG : Nd3+ с диодной накачкой, работающий в режиме модуляции добротности в широком интервале температур без термостабилизации диодов накачки, Квантовая электроника, 2013, том 43, номер 2, 114–116
7. М. Р. Бутаев, В. И. Козловский, Я. К. Скасырский, Полупроводниковый лазер с оптической накачкой на основе наноразмерной гетероструктуры CdS/ZnSe с разрывами зон второго типа, Квантовая электроника, 2020, том 50, номер 7, 683–687

Весь текст будет доступен после покупки