ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЛАЗЕРЫ НА КВАНТОВЫХ ЯМАХ
Если толщина активного слоя ДГ-лазера уменьшается до размеров, сравнимых с длиной волны де Бройля (А, = h/p), возникает так называемая квантовая яма (Quantum Well, QW), и в этом случае мы …
ЛАЗЕРЫ НА ДВОЙНОМ ГЕТЕРОПЕРЕХОДЕ
Ограничения, описанные в предыдущем разделе, сдерживали широкое использование полупроводниковых приборов до тех пор, пока не были предложены вначале лазеры на одинарных гетеропереходах, а вскоре после этого — лазеры на двойных …
ЛАЗЕР НА ГОМОПЕРЕХОДЕ
В лазере на гомопереходе накачка осуществляется в областир-тг-перехода, где участки р - и /г-типа, выполненные из одного и того же материала (например, ОаАв), являются своего рода вырожденными полупроводниками. Это оз …
ПРНЦИП РАБОТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЛАЗЕРОВ
Принцип действия полупроводниковых лазеров можно достаточно просто объяснить с помощью рис. 9.18, где изображены валентная зона Vи зона проводимости С полупроводника, разделенные энергетической щелью ^(запрещенная зона). Для простоты сначала предположим, …
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЛАЗЕРЫ
Полупроводниковые лазеры [31, 32] представляют собой один из наиболее важных типов лазеров, использующихся на сегодняшний день, и это связано не только с их широким и разнообразным спектром применения, но и …
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛАЗЕРОВ НА КРАСИТЕЛЯХ
Из приведенного выше рассуждения можно видеть, что активные среды на красителях являются весьма подходящими для получения лазерной генерации (по схеме четырехуровневого лазера) на длинах волн в пределах спектра флюоресценции. Действительно, …
ФОТОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОРГАНИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЕЙ
Органические красители, как правило, имеют широкие полосы поглощения и флюоресценции без каких-либо острых пиков. Полосы флюоресценции значительно смещены в сторону более длинноволнового диапазона (стоксово смещение) от полос поглощения, что напоминает …
ЛАЗЕРЫ НА КРАСИТЕЛЯХ
В лазерах на красителях [26] активная среда представляет собой растворы определенных соединений органических красителей в жидком растворителе, таком, как этиловый спирт, метиловый спирт или вода. Органические красители составляют большой класс …
CR:LISAF И CRrLICAF ЛАЗЕРЫ
Двумя из наиболее современных перестраиваемых твердотельных материалов, основанных на ионах Сг3+ в качестве активного элемента, являются Cr3+:LiSrAlF6 (CrrLISAF) и Cr3+:LiCaAlF6 (CrrLICAF) [24, 25]. Оба материала обеспечивают широкий диапазон перестройки частоты …
ЛАЗЕР НА ТИТАН-САПФИРЕ
Лазер на титан-сапфире (ТкА1203) [21, 22] является наиболее распространенным перестраиваемым твердотельным лазером. Он может работать в значительном диапазоне перестройки длин волн (ДА, = 400 нм, что соответствует частотному диапазону Ду0 …
ЛАЗЕР НА АЛЕКСАНДРИТЕ
Александрит, представляющий собой активированный хромом хризоберилл, имеет кристаллическую структуру ВеА1204, в нем ионы Сг3+ замещают некоторые из ионов А13+ решетки (0,04 ^-0,12 ат. %). Лазер на александрите [19] можно считать …
ВОЛОКОННЫЕ ЛАЗЕРЫ ВЫСОКОЙ МОЩНОСТИ
До сих пор в нашем изложении мы делали упор лишь на очень умеренные мощности накачки одномодовых волокон, активированных ионами, которые требуются либо для достижения лазерного порога, либо для обеспечения высокого …
ВОЛОКОННЫЕ ЛАЗЕРЫ
В волоконном лазере [17][49] активной средой является сердцевина оптического волоконного световода, активированная ионами редкоземельных элементов. Как правило, это одномодовое волокно (для длины волны, на которой работает волоконный лазер), изготовленное из …
ТМ:НО:YAG ЛАЗЕР
Основные уровни энергии Tm:Ho: YAG лазера [16] представлены на рис. 9.5. Ионы Тт3+ вместе с ионами Но3+ замещают ионы Y3+ в решетке. Обычная концентрация ионов Тт достаточно велика (4-10 атом.%, …
ЕКгУАв И УВ:ЕК ЛАЗЕРЫ
Эрбиевый лазер может генерировать излучение либо на длине волны X = 2,94 мкм (для кристалла Ег: УАХх), либо на длине волны X = 1,54 мкм (для материала УЬ:Ег на стекле) …
9 МОЩНЫЕ ЛАЗЕРЫ НА ТОНКИХ ДИСКАХ
Прежде чем рассматривать эту тему, стоит кратко обсудить основные ограничения, имеющие место в твердотельных лазерах, когда активная среда изготавливается в виде цилиндрического стержня. Эти ограничения возникают вследствие термооптических эффектов, которые …
YB:YAG ЛАЗЕР
■10679 см-1 • 10624 ■ 10327 5/2 Yb:YAG лазер (иттербиевый лазер) — наиболее заслуживающий внимания пример квазитрехуровневого лазера, и он по праву считается прямым конкурентом Nd:YAG лазера. Генерация в иттербиевом …
ДРУГИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТРИЦЫ
В качестве матриц для ионов Nd 3+ используются многие другие кристаллические материалы. В данной книге будут упомянуты лишь матрицы на основе YLiF4 (YLF) и YV04. По сравнению с кристаллом YAG, …
СТЕКЛО С НЕОДИМОМ
Как уже было отмечено, в переходах иона Nd3+ участвуют три электрона, принадлежащие оболочке 4/, которые экранируются восемью внешними электронами (5s и 5р). Следовательно, энергетические уровни в стекле с неодимом приблизительно …
ND:YAG ЛАЗЕР
На рис. 9.2 представлена упрощенная схема энергетических уровней кристалла Nd:YAG. Эти уровни обусловлены переходами трех 4/-электронов внутренней оболочки иона Nd3+, которые экранируются восемью внешними электронами (5s2 и 5р6). Кристаллическое поле …
НЕОДИМОВЫЕ ЛАЗЕРЫ
Неодимовые лазеры являются самыми популярными из твердотельных лазеров. Активной средой в этих лазерах обычно является кристалл Y3A15012 (обычно называемый YAG, или алюмо-иттриевый гранат), в котором часть ионов Y3+ замещена ионами …
РУБИНОВЫЙ ЛАЗЕР
Этот лазер был первым действующим лазером, на котором была получена генерация (Т. X. Майман, июнь 1960 [2, 3]) и который все еще находит применение в некоторых приложениях [4]. Как природный …
ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ ЛАЗЕРЫ
Термин — твердотельный лазер— относится в основном к лазерам, активными центрами которых являются примесные ионы, введенные в прозрачную матрицу (кристалл или стекло). Полупроводниковые лазеры, поскольку они имеют Совсем другие механизмы …
ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ ЛАЗЕРЫ, ЛАЗЕРЫ НА КРАСИТЕЛЯХ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЛАЗЕРЫ
В настоящей главе будут рассмотрены наиболее важные типы лазеров, в которых активная среда является достаточно плотной. К таким лазерам можно отнести твердотельные лазеры, лазеры на красителях и полупроводниковые лазеры. Также …
РАЗГРУЗКА РЕЗОНАТОРА
Рис. 8.32 Схема устройства разгрузки резонатора лазера Возвратится к нулевому значению. Главным преимуществом такого способа Ц разгрузки резонатора является возможность его использования в различных типах лазеров, например в …
РЕЖИМЫ СИНХРОНИЗАЦИИ МОД И СИСТЕМЫ СИНХРОНИЗАЦИИ МОД
Лазеры с синхронизацией мод могут работать с импульсной или непрерывной накачкой, и в зависимости от типа «синхронизующих» элементов й типа используемой усиливающей среды режимы синхронизации мод могут довольно сильно отличаться. …
СИНХРОНИЗАЦИЯ МОД СОЛИТОННОГО ТИПА
Рассмотрим среду, в которой проявляется оптический эффект Керра, так что показатель преломления может быть записан в виде выражения (8.6.23), и предположим, что импульс света с однородным поперечным профилем интенсивности распространяется …
КОМПЕНСАЦИЯ ДИСПЕРСИИ
Согласно рассуждениям из предыдущего примера, чтобы получить импульсы, длительность которых составляет менее -150 фс, в широкополосных лазерах с синхронизацией мод необходимо контролировать дисперсию групповой задержки, вносимую различными оптическими элементами (например, …
ОГРАНИЧЕНИЕ НА ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСА ВСЛЕДСТВИЕ ДИСПЕРСИИ ГРУППОВОЙ ЗАДЕРЖКИ
Когда внутри резонатора лазера с синхронизацией мод присутствует диспергирующая среда, приблизительное значение длительности импульса в стационарном режиме можно получить из условия, что относительное укорачивание времени (5тр/тр)8, обусловленное временным окном полного …
ФАЗОВАЯ СКОРОСТЬ, ГРУППОВАЯ СКОРОСТЬ И ДИСПЕРСИЯ ГРУППОВОЙ ЗАДЕРЖКИ
Сначала рассмотрим плоскую линейно-поляризованную монохроматическую электромагнитную волну на частоте со, распространяющуюся вдоль оси г в прозрачной среде. Тогда электрическое поле волны £(£, г) можно записать как Е = А0ехр[у(со£ - …
РОЛЬ ДИСПЕРСИИ РЕЗОНАТОРА В ФЕМТОСЕКУНДНЫХ ЛАЗЕРАХ С СИНХРОНИЗАЦИЕЙ МОД
В предыдущем разделе было отмечено, что в случае рассмотрения усиливающей среды со сверхширокой полосой усиления (порядка 100 ТГц), дисперсия резонатора имеет важное значение при получении импульсов с длительностью меньше, чем …
ПАССИВНАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ МОД
Существует четыре основных типа пассивной синхронизации мод, а именно: ■ синхронизация мод на основе быстро насыщающегося поглотителя (на* пример, молекулы красителя или полупроводникового кристалла), вре* мя жизни верхнего состояния которого …
АКТИВНАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ МОД
Существует три основных типа активной синхронизации мод, а именно: ■ синхронизация мод, которая осуществляется с помощью амплитудного модулятора (так называемая AM-синхронизация мод); ■ синхронизация мод, которая осуществляется с помощью фазового …
МЕТОДЫ СИНХРОНИЗАЦИИ МОД
Методы синхронизации мод, аналогично методам модуляции добротности, можно разделить на две категории: 1) активную синхронизацию мод, при которой синхронизирующий элемент управляется или модулируется внешним источником, и 2) пассивную синхронизацию мод, …
ОПИСАНИЕ В ПРЕДСТАВЛЕНИИ ВРЕМЕННОЙ ОБЛАСТИ
Напомним, что при выполнении условия (8.6.1) два последующих импульса выходного пучка разделены временным интервалом тр, который задается выражением (8.6.7). Поскольку Av = c/2L, где L — длина резонатора, этот интервал …
