лазерные стёкла

ЛАЗЕРНЫЕ СТЁКЛА - один из видов т. н. активной среды твердотельных лазеров. Синтезированы десятки различающихся по хим. составу многокомпонентных стёкол - силикатные, фосфатные, германатные, фторфосфатные, фторбериллатные, боратные, теллуритные и др. (см. Стекло), на к-рых получен эффект генерации.

Л. с. характеризуются мн. параметрами, описывающими их физ--хим., спектрально-люминесцентные, генерационные, прочностные и др. свойства. Генерац. переходами в Л. с. являются излучат. переходы между энергетич. уровнями примесных активных ионов (см. Твердотельный лазер), гл. обр. ионов Nd³⁺ (основной генерац. переход с длиной волны излучения 1,055 мкм), а также ионов Еr³⁺ (переход - 1,54 мкм). Концентрация ионов Nd³⁺ в Л. с. может составлять от 10²⁰ см^-3 до 3*10²¹ см^-3, ионов Еr³⁺5*10¹⁹ см^-3. Специфич. характеристиками Л. с. являются: время жизни метастабильного уровня энергии t, сечение генерац. перехода а, концентрация активных ионов N, квантовый выход люминесценции, коэф. нелинейности показателя преломления n₂, температурный коэф. показателя преломления dn/dT, поглощение на длине волны генерации, содержание гидроксильных групп в стекле (степень обезвоженности), изменение оптического пути в Л. с. с изменением темп-ры (термооптическая постоянная W).

Широкое практич. применение нашли силикатные и фосфатные Л. с. Фосфатные Л. с. имеют более высокие спектрально-люминесцентные, генерационные и термооптич. характеристики, силикатные Л. с. более технологичны и дёшевы. Среди известных марок про-мышл. Л. с. отечественные силикатные стёкла с Nd³⁺ ГЛС1-ГЛСЗ, ГЛС5-ГЛС10, фосфатные стёкла с Nd³⁺ ГЛС21-ГЛС27, фосфатные стёкла с Еr³⁺ КГСС- 0135, зарубежные силикатные стёкла с Nd³⁺ ED-2, Q-246 (США), фосфатные стёкла с Nd³⁺ Q-88, 98, 100 (США), LHG-5, 7, 8, 10 (Япония), фосфатные стёкла с Ег³+ QE-1 (США). В табл. приведены нек-рые характеристики Л. с. с Nd^{3 +} .

К недостаткам Л. с. по сравнению с распространёнными диэлектрич. лазерными кристаллами относятся: меньшие значения , низкая теплопроводность и худшие механические свойства. Два последних фактора препятствуют созданию лазеров на стекле для работы в непрерывном режиме и в импульсно-периодич. режиме при высокой ср. мощности накачки. Преимуществами Л. с. являются относительно простая технология, низкая стоимость, возможность синтеза стекла в больших (до неск. сотен дм³) объёмах и с высокой оптич. однородностью. Активные элементы (АЭ) лазеров изготавливаются в виде цилиндров, параллелепипедов, дисков, трубок разл. размеров. Площадь поперечного сечения АЭ может быть от единиц мм² до десятков см², длина - от единиц см до м. Изготавливаются также АЭ в виде волокон.

Характеристики некоторых марок лазерных стёкол с Nd^{3 +}

На стеклянных активных средах созданы миниатюрные лазеры и мощные лазерные системы, работающие в разл. режимах и применяющиеся в медицине, научных исследованиях, геодезии, для технол. целей, а также в экспериментах но управляемому термоядерному синтезу (УТС). Выходная мощность лазерных систем, созданных на стекле с Nd³⁺ для программы УТС, достигает значений 10¹³ Вт в импульсивном режиме при длительности импульса 1 нс. Типичные величины кпд лазеров иа стекле с Nd³⁺ 1-5%.

Лит.. Справочник по лазерам, пер. с англ., под ред. А. М. Прохорова, т. 1, М., 1978; Алексеев Н. Е. и др., Лазеры на стеклах, в кн.: Итоги науки и техники. Радиотехника, т. 18, М., 1978; Лазерные фосфатные стекла, под ред. М. Е. Жаботинского, М., 1980. Б. И. Денкер.

   <<      Предметный указатель      >>