История лазера. Научное издание

РРѕРЅС‹ неодима, РєРѕРіРґР° РѕРЅРё введены РІ кристаллы или РІ аморфный материал, подобный стеклу, имеют СѓР·РєРёРµ спектры. Рспользование стекла РІ качестве лазерного материала дает СЂСЏРґ преимуществ. Методы приготовления оптических стекол хорошо освоены, Рё изготовление стеклянного образца значительно проще выращивания кристалла. РљСЂРѕРјРµ того, оптическое качество стекла несравненно лучше, чем Сѓ кристаллов, Рё можно изготавливать стеклянные образцы значительно больших размеров. Более того, стекла, допированные ионами редких земель (окрашенные стекла), уже производились РІ течение РјРЅРѕРіРёС… лет, РІ частности для использования РІ фотографии.

Р РёСЃ. 59. Рнергетические СѓСЂРѕРІРЅРё РёРѕРЅРѕРІ неодима (Nd³⁺), включенных РІ стекло (бариевый РєСЂРѕРЅ)

РЈСЂРѕРІРЅРё неодима РІ стекле показаны РЅР° СЂРёСЃ. 59. Уровень ⁴F_3/2 является люминесцентным, Рё лазерные переходы получаются между этим уровнем Рё СѓСЂРѕРІРЅСЏРјРё ⁴I_13/2, ⁴I_11/2, ⁴I_9/2 РЅР° длинах волн 1,06 1,35 РјРєРј, соответственно. Возбуждение получается путем оптической накачки СЃ РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРіРѕ СѓСЂРѕРІРЅСЏ РЅР° СѓСЂРѕРІРЅРё, лежащие выше состояния ⁴F_3/2. Рмеются три СѓСЂРѕРІРЅСЏ поглощения РІ инфракрасном диапазоне, СѓСЂРѕРІРЅРё, которые поглощают РІ желтой области около 5800 Рђ, Рё РґСЂСѓРіРёРµ СѓСЂРѕРІРЅРё, поглощающие главным образом РІ ультрафиолете. РќР° СЂРёСЃ. 59 СѓСЂРѕРІРЅРё выше, чем уровень ⁴F_3/2, показаны жирными линиями. РР· этих уровней возбужденные атомы распадаются Р·Р° счет безызлучательных переходов РЅР° уровень ⁴F_3/2, СЃ которого Рё начинается лазерное излучение.

Лазеры, использующие неодимовое стекло, важны прежде всего потому, что они являются примером твердотельного материала, отличного от синтетических кристаллов. Также определенные стекла, допированные неодимом, обладают большими выходными энергиями на единицу объема материала. Рнаконец, стеклянная матрица позволяет иметь лазеры в виде стержней или волокон.

Р’ тот же РіРѕРґ лазерная генерация была получена Р›. Джонсоном, Р“. Бойдом, Рљ. Нассау Рё Р . Соденом РёР· Bell Labs РЅР° кристаллах вольфрамата кальция, допированного неодимом. РС… лазер РїСЂРё охлаждении жидким азотом работал РІ непрерывном режиме. Длина волны генерации была 1,06 РјРєРј.

В декабре 1961 г. ARPA (Advanced Research Projects Agency агентство, организованное в 1959 г. для поддержки фундаментальных исследований в области перспективных военных технологий) организовало научный комитет, который установил высшие приоритеты исследований лазеров на рубине и стекле. На следующий год Снитцер получил излучение в волокне диаметром 32 мкм. Сегодня на основе волокон, допированных редкими землями, создаются прекрасные лазеры и усилители, с успехом используемые, в волоконно-оптических системах связи.