Конденсированные лазерные среды, Пржевуский А.К., Никоноров H.B., 2009

Конденсированные лазерные среды, Пржевуский А.К., Никоноров H.B., 2009.
 
   Курс лекций является первым учебно-методическим пособием по конденсированным лазерным средам. В нем рассмотрены основы физики конденсированных лазерных материалов, их спектрально-люминесцентные свойства и основные типы. Описаны наиболее актуальные области применения лазерных материалов - энергетика, оптическая связь, обработка материалов. Учебное пособие предназначено для магистров, обучающихся по направлению 200600 «Фотоника и оптоинформатика» по магистерской программе «Оптические материалы фотоники и оптоинформатики» при изучении дисциплин «Конденсированные лазерные среды», «Волноводная фотоника», «Материалы и технологии волоконной и интегральной оптики», а также обучающихся по направлению 200200 «Оптотехника» при изучении дисциплины «Материалы лазерной оптоэлектроники».




Накачка активированных волокон.
Для работы любого лазера требуется соответствующая накачка. В частности в волоконных лазерах используется оптическая накачка, то есть для создания инверсии в активной среде требуется внешнее излучение оптического диапазона. Например, для накачки Nd лазеров требуется излучение с длиной волны в районе 810 нм, для Yb лазеров в области 910-980 нм, хотя можно использовать и другие длины волн, попадающие в полосу поглощения.

Накачка первых волоконных лазеров осуществлялась через боковую поверхность с помощью излучения ламп-вспышек. Такая схема накачки позволяла достичь эффективности генерации, то есть отношения мощности генерации к мощности источников накачки, не более 5%. Это связано, в первую очередь, с тем. что большая часть мощности накачки не поглощалась. В 1973 году впервые была использована накачка волоконного лазера через торец световода прямо в сердцевину. Такая схема позволяла поглотить всю мощность излучения накачки, а значит и существенно повысить эффективность генерации. Однако, очевидно, что в этом случае невозможно использовать ламповую накачку из-за ее малой яркости, а единственно возможным источником накачки по такой схеме становятся лазеры. Таким образом, для эффективной накачки волоконных лазеров можно использовать твердотельные либо полупроводниковые лазеры, причем яркость последних позволяет до сих пор вводить в одномодовую сердцевину мощность более нескольких ватт.

Оглавление.
ВВЕДЕНИЕ.
Часть I. ЛАЗЕРНЫЕ КОНДЕНСИРОВАННЫЕ СРЕДЫ: ФИЗИКА, СВОЙСТВА, МАТЕРИАЛЫ.
1. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УРОВНИ РЗ ИОНОВ И ИОНОВ ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЛАЗЕРНЫХ КРИСТАЛЛАХ И СТЕКЛАХ.
1.1. Взаимодействия, определяющие спектры активированных лазерных сред.
1.2. Штарковская структура спектров РЗ ионов.
1.3. Особенности воздействия матрицы на уровни ионов переходных элементов.
1.4. Однородное и неоднородное уширение спектров.
1.5. Монохроматическое возбуждение люминесценции (исследование однородной ширины и скрытой штарковской структуры).
2. ИНТЕНСИВНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СПЕКТРОВ КОНДЕНСИРОВАННЫХ ЛАЗЕРНЫХ СРЕД.
2.1. Характеристики интенсивности спектральных полос и связь между ними.
2.2. Правило Лапорта.
2.3. Теория Джадда-Офельта.
2.4. Электронно-колебательная структура спектров. Стоксовский сдвиг [5].
2.5. Сечения вынужденных переходов и спектроскопические методы его определения.
2.6. Квазитрёхуровневая схема.
3. ПРОЦЕССЫ ТРАНСФОРМАЦИИ ЭНЕРГИИ В АКТИВИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛАХ.
3.1. Внутрицентровые безызлучательные переходы.
3.2. Безызлучательная передача возбуждений между оптическими центрами и её проявления [5,6].
3.2.1. Тушение и сенсибилизация люминесценции.
3.2.2. Кросс-релаксация.
3.2.3. Ап-конверсия.
3.2.4. Миграция возбуждений.
3.3. Микроскопическая модель передачи возбуждений для пары центров.
3.4. Экспериментальные и теоретические методы исследования миграции.
3.5. Примеры многоуровневых функциональных схем лазеров на полиактивированных материалах [14].
4. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЛАЗЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ.
4.1. Пропускание на рабочей длине волны. Оптическая однородность.
4.2. Радиационная устойчивость.
4.3. Высокочастотная граница колебательного спектра.
4.4. Сопоставление материалов с разной степенью упорядоченности (кристаллов, стёкол, керамик).
4.5. Примеры популярных кристаллов, используемых для активации.
5. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ КОНДЕНСИРОВАННЫХ ЛАЗЕРНЫХ СРЕД.
5.1. Наиболее важные лазерные материалы, активированные РЗ ионами.
5.1.1. Неодимовые материалы.
5.1.2. Эрбиевые материалы.
5.1.3. Иттербиевые материалы.
5.1.4. Материалы для генерации в УФ диапазоне на межконфигурационных переходах.
5.2. Наиболее важные лазерные материалы, активированные переходными элементами.
5.2.1. Титан сапфировый лазер.
5.2.2. Уникальная вариабельность свойств лазерных кристаллов, активированных трёхвалентным хромом.
5.2.3. Лазеры на кристаллах с Cr2+ и Cr4+.
ПРИЛОЖЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
Часть II. ЛАЗЕРНЫЕ КОНДЕНСИРОВАННЫЕ СРЕДЫ В СОВРЕМЕННЫХ ПРИЛОЖЕНИЯХ.
1. НЕОДИМОВЫЕ СТЕКЛА В СОВРЕМЕННОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ.
1.1. Общие сведения об управляемом термоядерном синтезе.
1.1.1. Управляемый термоядерный синтез.
1.1.2. Проект ITER.
1.1.3. Инерциальный термоядерный синтез.
1.2. Лазерный термоядерный синтез: общие представления.
1.3. Требования к лазерам для термоядерного синтеза.
1.4. Конструкция лазера для термоядерного синтеза.
1.5. Лазерные установки: общие представления и характеристики.
1.6. Требования к неодимовым стеклам.
2. ЭРБИЕВЫЕ СТЕКЛА В СОВРЕМЕННЫХ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ.
2.1. Общая характеристика оптических усилителей в волоконно-оптических линиях связи.
2.2. Принцип работы эрбиевого усилителя.
2.3. Основные элементы и характеристики эрбиевого волоконного усилителя.
2.4. Преимущества и недостатки эрбиевых волоконных усилителей.
2.5. Материалы для эрбиевых волоконных усилителей.
3. ИТТЕРБИЕВЫЕ СТЕКЛА В СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМАХ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ.
3.1. Общая характеристика волоконных лазеров.
3.2. Сравнение волоконных лазеров с другими типами лазеров.
3.3. Основные элементы конструкции волоконных лазеров.
3.3.1. Резонаторы лазерных систем.
3.3.2. Накачка активированных волокон.
3.3.3. Фотонно-кристаллические активированные волокна.
3.4. Схемы волоконных лазеров.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Конденсированные лазерные среды, Пржевуский А.К., Никоноров H.B., 2009 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать - pdf - Яндекс.Диск.




Теги: учебник по физике :: физика :: Пржевуский :: Никоноров :: оптика :: фотоника