газовый лазер

ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР - лазер с активной средой в виде газов, паров или их смесей. Как и всякий лазер, Г. л. содержит активную среду, обладающую усилением на одной или неск. линиях в оптич. диапазоне спектра, и оптический резонатор (в простейшем случае состоящий из двух зеркал, между к-рыми помещена активная среда).

Особенности Г.л. определяются свойствами активной среды, плотность к-рой меняется в широких пределах (давление от 10^-3 мм рт. ст. до десятков атмосфер), однако она значительно меньше, чем в конденсированных средах. По этой причине газовая активная среда в большинстве случаев прозрачна в широкой области спектра и обладает узкими линиями поглощения и излучения. Г. л. могут генерировать узкие линии излучения, лежащие в широкой области спектра, в т. ч. и в далёкой коротковолновой (где нет прозрачных конденсированных сред), Г. л. позволяют получать предельно узкие и стабильные линии генерации. Малая плотность активной среды определяет малость температурных изменений показателя преломления. Это позволяет сравнительно легко получать с Г. л. предельно малую (дифракционную) расходимость излучения. Многообразие физ. процессов, приводящих к образованию инверсии населенностей, создаёт большое разнообразие типов, характеристик и режимов работы Г. л. Возможность быстрой прокачки газовой активной среды через оптич. резонатор позволила в Г. л. достичь рекордно больших ср. мощностей излучения.

Г. л., работающие в непрерывном и импульсном режимах, существенно различаются как конструктивно, так и по характеристикам. Для непрерывной генерации требуется, чтобы механизм накачки обеспечивал стационарную во времени инверсию населенностей уровней рабочего перехода. Для этого необходимо эффективное возбуждение верхнего и возможно быстрый распад (опустошение) нижнего уровней. В импульсном режиме можно обеспечить высокую скорость накачки и легче избежать перегрева активной среды.

По характеру возбуждения активной среды Г. л. принято подразделять на след. классы: газоразрядные лазеры, Г. л. с оптич. возбуждением (см. Оптическая накачка ),Г. л. с возбуждением заряж. частицами, газодинамические лазеры, химические лазеры. По типу переходов, на к-рых возбуждается генерация Г. л., различают Г. л. на атомных переходах, ионные лазеры, молекулярные лазеры на электронных, колебательных и вращательных переходах молекул и эксимерные лазеры. По механизмам образования инверсии населенностей выделяют Г. л. с возбуждением электронным ударом, с передачей возбуждения от частиц вспомогат. газов, рекомбинационные Г. л., Г. л. с прямым оптич. возбуждением, фотодиссоционные Г. л. и др. В ряде случаев реализуются комбинированное возбуждение и сложные механизмы инверсии.

С Г. л. получена генерация на более чем 6000 отдельных линиях в очень широкой области спектра от вакуумного УФ до субмиллиметровых волн. Г. л. посвящается примерно половина научных публикаций по лазерам, из них более 60% - газоразрядным лазерам. Конструктивные особенности, мощность генерации, кпд и др. характеристики Г. л. меняются в очень широких пределах. Большое число Г. л. разл. типов выпускается серийно. Г. Г. Петраш.

   <<      Предметный указатель      >>