ПРИНЦИПЫ ЛАЗЕРОВ

ТИПЫ ЛАЗЕРОВ

Различные типы лазеров, созданные к настоящему времени, демонстри­руют широкий спектр физических и рабочих характеристик. Действитель­но, если лазеры классифицируют по физическому состоянию активной сре­ды, то их называют твердотельными, жидкостными или газовыми лазера­ми. К особому типу относят такие, в которых активная среда состоит из свободных электронов, движущихся с релятивистскими скоростями через пространственно-периодическое магнитное поле (лазеры на свободных элек­тронах). Если лазеры классифицируют по длине волны генерируемого из­лучения, то говорят о лазерах инфракрасного (ИК), видимого, ультрафиоле­тового (УФ) или рентгеновского диапазонов. Соответствующие длины волн изменяются в пределах от « 1 мм (т. е. от области миллиметровых волн) до « 1 нм (т. е. до верхнего предела жесткого рентгеновского излучения). Раз­брос длин волн может достигать, таким образом, 106 (напомним, что види­мый диапазон отвечает менее чем двукратному изменению длин волн — при­мерно от 400 до 700 нм). Мощности излучения на выходе из лазеров пере­крывают еще более широкий диапазон величин. У непрерывных лазеров типичные мощности составляют от нескольких мВт — в лазерах, используе­мых в качестве источников оптических сигналов, до нескольких МВт (« 5 МВт к настоящему времени) — в лазерах, необходимых для некоторых военных применений (например, в качестве оружия направленной энергии). У им­пульсных лазеров пиковая мощность может быть гораздо выше, чем у непре­рывных, достигая таких гигантских величин, как 1000 ТВт (1015 Вт)! Кроме того, длительность импульса лазерного излучения может изменяться в ши­роких пределах — от нескольких мс, типичных для так называемого режи­ма свободной генерации (т. е. без какого бы то ни было элемента для модуля­ции добротности или синхронизации мод), до порядка 10 фс (1 фс = 10-15 с), что типично для некоторых лазеров с синхронизацией мод. Сильно могут изменяться и геометрические размеры лазеров. В терминах длины резонато­ра, например, эта длина может быть малой, -1 мкм, — для наиболее корот­ких лазеров, и огромной, порядка нескольких километров, — для наиболее протяженных (например, лазер для проведения геодезических исследова­ний длиной 6,5 км, который был установлен в пещере).

Широта диапазона физических или рабочих характеристик лазеров яв­ляется как достоинством, так и недостатком. Если говорить о применениях, то широкий спектр параметров обеспечивает огромный потенциал возмож­ного использования лазеров в различных областях фундаментальных и при­кладных исследований. С другой стороны, с точки зрения рынка большое разнообразие устройств и систем может служить препятствием для их массо­вого производства и соответствующего удешевления продукции.