Исследование активных сред газоразрядных лазеров, работающих с резонансных на метастабильные уровни в парах щелочноземельных и редкоземельных металлов

• Автор: Прокопьев, Владимир Егорович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 170 c. : ил

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
ГЛАВА I. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАЗЕРОВ
1.1. Исследования Г.Гулда по созданию эффективных газовых лазеров (история вопроса)
1.2. Эффективность газоразрядных лазеров на электронных переходах (современное состояние вопроса)
1.3. Выводы
Глава II. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА МОДУЛЯЦИИ НАСЕЛЕННОСТИ ДЛЯ
ИССЛЕДОВАНИЯ ТРЕХУРОВНЕВЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАЗЕРОВ
2.1. Метод модуляции населенностей (ШИ)
2.2. Применение ММН для исследования трехуровневого импульсного газоразрядного лазера
2.3. Блок-схема экспериментальной установки
2.4. Некоторые особенности экспериментальной установки и активной среды лазера на самоограниченных переходах атома меди
2.5. Результаты эксперимента
2.6. Обсуэдение результатов
2.7. Выводы
Глава III. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ РАСПАДА МЕТАСТАБИЛЬНЫХ
' СОСТОЯНИЙ ИОНА 5 г И АТОМ УЬ И МЕХАНИЗМОВ ОГРАНИЧЕНИЯ ЧАСТОТЫ СЛЕДОВАНИЯ ЛАЗЕРОВ НА
САМООГРАНИЧЕННЫХ ПЕРЕХОДАХ Э1ИХ ЧАСТИЦ
3.1. Обоснование выбора объектов исследования
3.2. Исследование распада населенности метастабиль-ного состояния Нс1 205/2 иона стронция
3.2.1.Аппаратура эксперимента
3.2.2.Временной ход населенности метастабильного уровня Ц с! 2А5Д иона стронция
3.2.3.Обсуждение результатов
3.3. Исследование кинетики релаксации населенности уровня 3Р,^ атома УЬ
3.3.1.Идентификация лазерных переходов и аппаратура исследования
3.3.2.Временной ход населенности уровня 3Р± атома
УЕ и обсуждение результатов
3.4. Исследование частоты следования импульсов лазеров на ионе и атоме УУ
3.4.1.Динамика изменения мощности генерации на

X = 1.033 и л = 6.45 мкм иона и атома
3.4.2.Динамика изменения мощности генерации на
Л - 1.45 и 1.98 мкм атома УЬ
3.5. Выводы
Глава IV. ИССЛЕДОВАНИЕ СТОЛКНОВМТЕИЬНОГО ГАЗОРАЗРЯДНОГО
ЛАЗЕРА НА ИОНИЗОВАННОМ ЕВРОПИИ
4.1. Измерение вероятностей переходов в первом
ионе европия..'
4.2. Измерение скорости накачки и концентрации электронов в импульсных Не'Ей и лазерах
4.3. Измерение эффективных времен жизни резонансных
состоянии
Щ и

4.4. Измерение населенностей рабочих уровней
4.5. Некоторые особенности поглощения излучения на рабочем переходе с Я = I.0019 мкм при низких давлениях гелия
4.6. Измерение эффективных времен жизни метастабиль-ных состояний в газоразрядной плазме
4.7. Исследование траектории движения иона Fa
по возбужденным состояниям методом модуляции населенности уровней
4.8. Модуляция интенсивности атомных линий европия
4.9. Электрические характеристики Не-Ей лазера
4.10. Энергетические характеристики Не-Eu лазера 128.
4. II. Выводы
Глава V. НЕПРЕРЫВНЫЕ ЛАЗЕРЫ НА ПЕРЕХОДАХ С РЕЗОНАНСНЫХ
НА МЕТАСТАБИЛЬНЫЕ УРОВНИ АТОМОВ
5.1. Исследование Ие~Ва лазера с целью получения непрерывного режима генерации
5.2. Условия непрерывной генерации и механизмы релаксации нижнего рабочего уровня
5.2.1.Условия стационарной инверсии
5.2.2.Механизмы релаксации нижнего метастабильного рабочего уровня
5.3. Выводы. Критерии выбора модельных активных сред
для непрерывной генерации
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

метров газоразрядной плазмы этих лазеров представляет интерес не только с точки зрения получения высоких выходных параметров лазера, но и с точки зрения изучения кинетики физических процессов.
В настоящей главе методом наблюдения затухания спон -тайного излучения исследуется также распад нижнего рабочего квазиметастабильного уровня * Р< самоограниченного импульсного лазера на переходе 30,~ 3Р, в атоме У* и
зависимость энергии импульсов излучения двух еамоограничен-ных линий генерации атома иттербия от ЧСИ возбуждения. На рис.3.2 приведена диаграмма нижних уровней атома УД совместно с выбранными лазерными переходами 502 - 5 Р^г ,
взятая из [91]. Выбранные переходы интересны тем, что дают возможность выяснить степень корреляции между значениями времени жизни нижних лазерных уровней и частотными характеристиками лазерных переходов. Указанная возможность связана с тем, что линии генерации Л = 1,47 и 1,98 мкм имеют об -щий верхний уровень, при этом отличие зависимости энергии излучения от ЧСИ для этих линий, если оно проявится, должно отражать различие свойств нижних уровней. Принципиальным отличием нижних рабочих уровней выбранных переходов является то, что один из них ( 3Рг ) метастабилен , а другой ( 3Р1 ) имеет относительно малое время жизни 41 =700-850нс [92] обусловленное радиационным ( Д = 0,5556 мкм) распа -дом в основное состояние. Наличие излучения с уровня 3Р-! позволяет легко измерить его эффективное время жизни в послесвечении разряда и сопоставить полученные значения ЧУ^срер, с экспериментально наблюдаемой частотной зависимостью энер-