Способ возбуждения со -лазера

)5 Н 01 Я 3/09 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОП ИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКО ВИДЕТЕЛ ЬСТВ 46и атмосферы СО ов и В.В. Сав л. 331 - 94.5,66228 Изобретение относится к о товой электроники и может бы вано для создания мощных С плавной перестройкой частоть широком диапазоне.Известен способ возбужд эера в полосе 10,6 мкм, заклю преобразовании в когерентно электрической энергии, расс плазме газового разряда. позволяет при соовий получать выния при больших бласти кванть использо-лазеров с излучения в збуждения С 02-лапутем оптической ва когерентным изения С 02-лачающийся в е излучение еиваемой в Недостатком способа является узкая частотная полоса когерентного излучения; Это обусловлено тем, что вращательные подуровни колебательных лазерных уровней недостаточно перекрыты из-за низкого давления в газовой кювете. Разряд при высоком давлении реализовать трудно вследствие высокой вероятности его локализации. Причем КПД лазера при накачке электрическим разрядом падает с увеличением давления в газовой кювете.(56) Патент США .опублик. 1972,С)апу Т апсротреб АтвозрегсАрр Роуз ец. 1972 Ооой О.В. ОртсауРгеззогеС 02 -азег. - ч. 21, В 1, р. 19 - 21.(54)(57) СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ С 02 - ЛАЗЕРА в полосе излучения 10,6 мкм путем оптической накачки рабочего вещества когерентным излучением, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД, оптическую накачку осуществляют излучением в полосе 9,4 мкм. Оптическая накачказдании определенных услсокие КПД преобразовадавлениях.Известен способ возера в полосе 10,6 мкмнакачки рабочего вещестлучением,По этому способу для накачки используется ТЕА НВг-лазер, который генерирует излучение.в полосе 4 - 4,6 мкм, Излучение этого диапазона попадает в полосу поглощения колебательного перехода 00 0-00 1 молекулы С 02.Однако значительная доля энергии излучения в указанной полосе поглощается на других переходах, что обуславливает низкий общий КПД преобразования энергии накачивающего когерентного излучения в излучение С 02-лазера в полосе 10,6 мкм.Цель изобретения - повышение КПД преобразования.598502 5 10 Редактор О.Филиппова орректор В.Петр ентал аказ 563 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат атент", г. Ужгород, ул,Гагарина,Это достигается тем, что оптическую накачку осуществляют излучением в полосе 9,4 мкм.Излучение лазера, генерирующего на переходе 00 1 - 02 0 (9,4 мкм) С 02 при оптимальных условиях, например в С 02-среду высокого давления. Это излучение эффективно поглощается С 02-средой, поскольку переход, на котором осуществляется накачка, идентичен излучательному переходу, В результате поглощения энергии в С 02-среде на переходе 001 - 100 возникает инверсия,населенности, которая трансфомируется в когерентное излучение с длиной волны 10,6 мкм при использовании соответствующего резонатора. Расселение нижнего лазерного уровня 100 С 02 после того, кэк данный переход становится излучательным, идет на 020 энергетический уровень, с которого производится оптическая накачка, Из-за наличия резонанса Ферми между уровнями 10 0 и 02 0 С 02 энергетический обмен между данными уровнями осуществляется релаксацион ными процессами Ч - Ч- типа, т.е. самым быстрым типом релаксации, Таким образом, в процессе генерации когерентного излучения в полосе 10,6 мкм накачки в полосе 9,4 мкм населенности рассматриваемых энергетических уровней связаны циклически (020 -001-+ +1 ОО 1 02 ОО)Давление С 02-средь 1 определяется требованиями по перекрытию спектральных линий за счет ударного уширения и создания таким образом широкого частотного диапазона, необходимого для плавной перестройки частоты излучения ( 5 атм чистого С 02), Причем под С 02-средой понимается смесь С 02 с буферным газом, основной 15 20 25 30 35 задачей которого является ударное уширение спектральных линий С 02. При помощи буферного газа, обладающего значительным коэффициентом ударного уширения (например Кг), производится регулировка порога накачки при поддержании заданного уровня перекрытия спектральных линий. Низкий порог генерации обеспечивает возбуждение больших обьемов при высоком КПД. На чертеже показано устройство для реализации предлагаемого способа,Излучение с плотностью энергии 2 Дж/см от импульсного С 02-лазера 1, воз 2буждаемого электрическим разрядом и излучающего в полосе 9,4 мкм, направляют в кювету 2 длиной 100 см, содержащую смесь СО 2; Кг 1; 1 давлением 8 атм. Данное излучение, резонансно поглощаясь, заселяет верхний лазерный уровень 00 1 молекул С 02. Заселение идет до тех пор, пока не уравниваются заселенности уровней 00 1 и 02 О, При этом уровень 10 О, согласно Больцмановскому распределению населенностей, заселен меньше, чем уровень 02 0 и, следовательно, между уровнями 00 1 и 10 0 создается инверсия населенностей, величина которой пропорциональна энергии, насыщающей переход 020 - 00 1. Энергия насыщения перехода 02 0 - 00 1 пропорциональна давлению и возрастает с увеличением газовой температуры. Резонатор 3, настроенный на полосу 00 1 - 10 О, позволяет перевести энергию, запасенную на инвертированном переходе 00 1 - 10 О, в энергию когерентного излучения с КПД 90 , Для давления 8 атм частотная полоса излучения составляет 65 см 1.