Квантовая и оптическая электроника. Практикум. Евтушенко Г.С - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

19
Лабораторная работа № 1
ГЕЛИЙ-НЕОНОВЫЙ ЛАЗЕР И ПРИНЦИП ЕГО РАБОТЫ
1.1 . Цель работы
Ознакомиться с принципом действия и конструкцией гелий-неонового
лазера.
1.2. Предварительное задание
1. Ознакомиться с основными типами приборов для измерения мощно-
сти излучения.
2.
Изучить принцип действия и способ создания инверсии в гелий-
неоновом лазере.
3.
Рассчитать квантовый КПД He-Ne лазера для основных линий гене-
рации (λ
1
= 632,8 нм, λ
2
= 1,15 мкм, λ
3
= 3,39 мкм).
1.3. Теоретические сведения
Гелий-неоновый лазер является типичным представителем газовых
лазеров. При накачке активной среды используется принцип резонанс-
ной передачи энергии возбуждения от примесного газа гелия к основ-
ному – неону. Генерация осуществляется на атомных переходах атомов
неона. Лазер излучает на нескольких длинах волн, наиболее известная
из них λ = 632,8 нм (красная). Среди других линий
– две линии в ИК-
диапазоне с λ
= 1,15 и 3,39 мкм, а также зеленая с длиной волны λ=
543 нм. Гелий-неоновый лазер, генерирующий на переходе с длиной
волны λ
= 1,15 мкм, был самым первым газовым лазером, более того, на
нем впервые была продемонстрирована непрерывная лазерная генера-
ция.
Упрощенная диаграмма энергетических уровней He-Ne лазера при-
ведена на рис. 1.1. Из диаграммы очевидно, что в атоме Не уровни 2
3
S
1
(энергия возбуждения 19,81 эВ) и 2
1
S
0
(20,61 эВ) являются близкими к
резонансу с состояниями 2s
2
(19,78 эВ) и 3s
2
(20,66 эВ) атома Ne. По-
скольку уровни 2
3
S
1
и 2
1
S
0
являются метастабильными, атомы Не в этих
состояниях оказываются весьма эффективным средством для возбужде-
ния 2s- и 3s-уровней атомов Ne посредством резонансного переноса
энергии. Передача энергии от атомов гелия к атомам неона осуществля-
ется в неупругих соударениях второго рода, т.е. таких, при которых
внутренняя энергия от одной сталкивающейся частицы передается дру-

Страницы