Рідинний лазер лазер в якому активним середовищем є рідина Практичне застосування мають два типи рідинних лазерів що сут

Рідинний лазер — лазер в якому активним середовищем є рідина. Практичне застосування мають два типи рідинних лазерів, що суттєво відрізняються один від одного і доповняють одне одного за властивостями випромінювання.

На барвниках

Докладніше: Лазер на барвниках

Рідинні лазери на барвниках допускають неперервне перенастроювання довжини хвилі λ випромінювання. При зміні барвників вони можуть генерувати λ від 320 до 1260 нм, як в неперервному так і в імпульсному режимах. Здатність до перенастроювання обумовлена широкими електронно-коливними смугами спектрів молекул

На неорганічних рідинах

Рідинні лазери, що працюють на неорганічних рідинах (як в імпульсному так і в неперервному режимах) переважають твердотільні лазери по питомій потужності, оскільки при тій же концентрації активних речовин вони допускають ефективне охолодження робочого тіла шляхом його прокачування через резонатор і теплообмінник. В існуючих рідинних лазерах на неорганічних рідинах активними речовинами є рідкісноземельні елементи (найчастіше Nd³⁺), що входять до складу рідкого люмінофора. Люмінофор являє собою суміш хлороксиду (POCl₃, SOCl₂, SeOCl₂) з кислотою Льюїса (SnCl₄, ZrCl та ін.). Наприклад, в рідинному лазері на люмінофорі POCl₃—SnCl₄—Nd іон Nd³⁺ оточений 8 атомами O, що входять до складу POCl₃.

Світло накачки поглинають іонами Nd³⁺, що володіють широкими смугами поглинання. Великі часи життя метастабільних рівнів Nd³⁺ дозволяють досягнути порогу генерації. Розроблені також рідинні лазери де ці іони входять як активна добавка в рідкі хлориди Al, Ga, Zr та ін., або їх суміші. Властивості рідинних лазерів з іонами Nd³⁺ є проміжними між властивостями твердотільних неодимових лазерів на склі і на кристалах. Їхні особливості визначаються властивостями іонів Nd³⁺, які працюють за чотирирівневою схемою. При накачуванні з основного стану іонів Nd³⁺ (рівень ₄I^9/2) в їхні інтенсивні смуги поглинання в областях довжин хвиль 0,58; 0,74; 0,8 і 0,9 мкм вони внаслідок безвипромінювальної релаксації швидко переходять на метастабільний рівень ₄F^3/2. Генерація зазвичай відбувається при переходах з рівня ₄F^3/2 на рівень ₄I^9/2 «піднятий» над основним рівнем приблизно на 2000 см⁻¹ і тому практично ненаселений. Це визначає малий поріг генерації і відносно великий ККД (3-5 %). Енергія генерації ≥ 1 кДж, потужність у безперервному режимі і в режимі повторюваних імпульсів> > 1 кВт. Це визначає сферу застосування таких рідинних лазерів: лазерна технологія, медицина, накачування інших лазерів і т. д.

Недоліки

Основний недолік, властивий всім рідинним лазерам — відносно мала спрямованість випромінювання (велика розбіжність). Застосуванням активної корекції або методів можна усунути цей недолік.

Див. також

Література

Физическая энциклопедия. Т.3. Гл.ред. А. М. Прохоров. М.:Сов.энциклопедия. 1988.