Квантовая и оптическая электроника. Практикум. Евтушенко Г.С - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

22
осуществляется непосредственно накачка верхних рабочих состояний
неона.
Непосредственное возбуждение уровней неона из основного со-
стояния «быстрыми» электронами ударами первого рода нежелательно,
так как будут заселяться и нижние рабочие состояния 2p
4
и 3p
4
, что
приведет к срыву инверсии. Чтобы избежать этого, концентрация ато-
мов неона берется на порядок меньше, чем концентрация атомов гелия.
Таким образом, использование буферного газа гелия позволяет
осуществлять селективную накачку 2s
2
и 3s
2
состояний неона. Время
жизни атомов в этих состояниях составляет, как отмечалось выше, на
порядок больше, чем время жизни в состояниях 2p
4
и 3p
4
, поэтому меж-
ду парами 3s
2
- 2p
4
(длина волны излучения 632,8 нм), 2s
2
- 2p
4
(1152 нм), 3s
2
- 3p
4
(3391 нм) образуется инверсия и возникает индуци-
рованное излучение. Уровни 2p
4
и 3p
4
неона спонтанно разрушаются
(очищаются) на блок метастабильных уровней 1s. Последние уходят из
разряда вследствие диффузии к стенке. Естественно этот процесс более
эффективен в узких разрядных трубках, поэтому рабочие диаметры
трубок составляют единицы миллиметров. Длина же трубок составляет
несколько десятков сантиметров, вплоть до 1–2 м, поскольку коэффи-
циент усиления мал. Типичные параметры гелий
-неоновых лазеров
приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1.
Давление газа около 1 мм рт. ст.
Соотношение парциальных давле-
ний гелия и неона
около 10/1
Диаметр трубки 2–8 мм
Длина трубки 20–200 см
Напряжение горения разряда 1–4 кВ
Разрядный ток 10–50 мА
Длины волн излучения 0,63; 1,15; 3,39 мкм
Излучаемая мощность единицы - сотни мВт
Ширина линии 1,5; 2,7; 8,0 ГГц
Расходимость излучения 0,5–1 мрад
Потребляемая мощность десятки – сотни Вт
Ресурс тысячи часов
Наличие оптимума по диаметру обусловлено конкуренцией двух
факторов. С одной стороны, при увеличении поперечного сечения ак-
тивной среды лазера при прочих равных условиях происходит увеличе-
ние выходной мощности. С другой стороны, уменьшение диаметра ка-

Страницы