Физические основы технологических лазеров, книга 1, Голубев В.С., Лебедев Ф.В., 2021

Физические основы технологических лазеров, Книга 1, Голубев В.С., Лебедев Ф.В., 2021.

   В книге рассмотрены физические аспекты создания лазеров технологического назначения. На базе краткого изложения основ квантовой электроники и газового разряда дается классификация, а также описание принципов работы современных твердотельных и газовых лазеров, их характеристики, особенности эксплуатации, современное состояние и перспективы развития.
Для студентов технических вузов; может быть использована практическими работниками.




СПОСОБУ ПОЛУЧЕНИЯ ИНВЕРСНОЙ ЗАСЕЛЕННОСТИ СРЕДЫ.
До сих пор мы рассматривали возможность создания инверсной заселенности в среде, не учитывая полной структуры энергетических уровней частиц и формально описывая взаимодействие между ними путем введения скоростей заселения уровней М1 и М2.

Рассмотрим теперь конкретные способы достижения инверсной заселенности.
Необходимо отметить, что в системе, состоящей только из двух энергетических уровней (так называемые двухуровневые системы), получение стационарной инверсии невозможно. Действительно, если верхний уровень возбуждается резонансным излучением, то при N2g1 = = N1g2 вероятности процессов вынужденного поглощения и испускания сравниваются и получение инверсии становится невозможным. Аналогичная ситуация имеет место и при возбуждении частиц в результате процессов столкновения (например, с электронами или атомами). В этом случае по мере нарастания заселенности верхнего уровня возрастает вероятность его тушения в процессах столкновения с частицами и заселенность верхнего уровня не может превышать описываемый уравнением Больцмана (1.17) заселенности с температурой возбуждающих частиц. Так как эта температура всегда положительна, то N2 всегда меньше N1. Инверсная заселенность может возникать лишь в том случае, если кинетика возбуждения и расселения верхнего и нижнего уровней определяется разными процессами. Для получения инверсии система должна иметь не менее трех энергетических уровней. Один из этих уровней может быть основным.

Содержание.
Предисловие.
Введение.
Глава 1. Основы квантовой электроники.
§1.1. Поглощение и испускание света квантовой системой.
§1.2. Ширина линии излучения и сечение индуцированных переходов.
§1.3. Коэффициент усиления и параметр насыщения активной среды.
§1.4. Способы получения инверсной заселенности среды.
§1.5. Квантовые усилители.
§1.6. Оптические квантовые генераторы. Лазеры.
§1.7. Резонаторы лазеров.
Глава 2. Свойства лазерных пучков.
§2.1. Энергетические характеристики лазеров.
§2.2. Монохроматичность лазерного излучения.
§2.3. Когерентность лазерных пучков.
§2.4. Поляризация лазерного излучения.
§2.5. Пространственные характеристики лазерных пучков.
§2.6. Фокусировка лазерного излучения.
§2.7. Способы сравнения характеристик излучения различных лазеров.
Глава 3. Газоразрядные способы возбуждения технологических лазеров.
§3.1. Основные элементарные процессы в газоразрядной плазме.
§3.2. Энергия и концентрация электронов в газовом разряде.
§3.3. Электрический ток в газовом разряде.
§3.4. Понятие об устойчивости газового разряда.
§3.5. Описание разряда с помощью вольт-амперных характеристик (ВАХ).
§3.6. ВАХ и способы получения несамостоятельных разрядов в технологических лазерах.
§3.7. Самостоятельные разряды для возбуждения технологических лазеров.
§3.8. Возбуждение газовых лазеров с помощью переменных электромагнитных полей.
§3.9. Особенности импульсных электрических разрядов для возбуждения лазеров.
Глава 4. Газовые лазеры.
§4.1. Общая характеристика газовых лазеров и их классификация.
§4.2. Принцип действия газоразрядных СО2-лазеров.
§4.3. СО2-лазеры с диффузионным охлаждением рабочей смеси.
§4.4. Газоразрядные СО2-лазеры с конвективным охлаждением рабочей смеси.
§4.5. Импульсные электроразрядные СО2-лазеры.
§4.6. Газодинамические СО2-лазеры.
§4.7. С0-лазеры.
§4.8. Химические лазеры.
§4.9. Атомарные лазеры (Не—Ne-лазер).
§4.10. Ионные лазеры (Аr-лазер).
§4.11. Лазеры на самоограниченных переходах.
§4.12. Эксимерные лазеры.
Глава 5. Твердотельные лазеры с оптической накачкой.
§5.1. Общие характеристики и особенности генерации твердотельных лазеров с оптической накачкой.
§5.2. Рубиновые лазеры.
§5.3. Лазеры на стекле с неодимом.
§5.4. Лазеры на гранате с неодимом (ИАГ-лазеры).
Заключение.

Купить .





Теги: учебник по машиностроению :: машиностроение :: Голубев :: Лебедев