Разработчик первых российских лазеров на парах металлов – Институт оптики атмосферы СО РАН – отметил 40-летие.

Дата публикации: 11/01/2010
Категория: Новости лазерных технологий
Версия для печати

Увеличение частоты следования импульсов излучения лазеров на парах металлов (ЛПМ) представляет как практический, так и научный интерес.
В вопросе о том, какой из механизмов является основным в ограничении частотно-энергетических характеристик ЛПМ, превалируют две основных гипотезы.
Классическая, сторонником которой является Г.Г.Петраш, связана с высокой остаточной заселенностью нижних рабочих состояний.
А гипотеза П.А.Бохана основана на факте наличия остаточных (предимпульсных) электронов в плазме (при реальной схеме накачки лазера), что ограничивает скорость ввода энергии в активную среду.
Дискуссии по этому вопросу продолжаются в течение 40 лет. В Томске для лазеров на парах меди, золота, стронция достигнуты частоты повторения 100 кГц и более, а для лазера на парах бромида меди - 400 кГц.
При этом на высоких частотах следования (100 кГц) получены практически значимые мощности излучения -10 Вт для СиВг-лазера.
И как показывают модельные эксперименты, реально достижение частот следования до 1 МГц (В.Ф.Федоров, А.Н.Солдатов, Г.С.Евтушенко и др., 1986-2008 гг.). Следует отметить и проведенные в Томске исследования ЛПМ, в активной среде которых присутствовали несколько металлов одновременно.
Первые работы по исследованию лазеров на смеси паров металлов были выполнены в США Фаленом, Силфастом и др. Но томичи использовали не смеси, а комбинации паров металлов. Были реализованы лазеры, например, в комбинации паров меди и золота, представляющие интерес для практического использования (А.Н.Солдатов, Г.С.Евтушенко, Ю.П.Полунин и др., 1978-1994 гг.).
Интересные результаты были получены В.А.Герасимовым с коллегами при исследовании лазеров на парах редкоземельных элементов (2002-2008 гг.).
Ими была отмечена роль процессов косвенного заселения верхних рабочих состояний в спектрах этих атомов и показана возможность создания на основе таких сред дискретно перестраиваемых источников когерентного излучения видимого и ближнего ИК диапазонов спектра.
Несомненный интерес для физики ЛПМ представляют эксперименты по переводу самоограниченной генерации в Не-Еu лазере в квазинепрерывную, а для практических приложений - по преобразованию излучения ЛПМ в растворах красителей и нелинейных кристаллах.
Принципиально важно, что значительная часть полученных в ходе исследовательских работ результатов доведена до приборных вариантов лазеров на парах металлов и устройств на их основе для задач оптики атмосферы и других применений (среди последних - лазерные навигационные устройства на базе лазеров на парах меди и золота для проводки судов и посадки самолетов в условиях плохой видимости).
Лазер на парах меди со стабилизацией выходных параметров был впервые реализован в приборном варианте в Томске и передан по контракту в Болгарию.
Основу первого поколения передатчиков когерентного излучения Сибирской лидарной станции составили лазеры на парах меди и золота, но более мощные, чем для навигационных устройств, в том числе с преобразованием излучения ЛПМ в нелинейных кристаллах.
Сегодня в лаборатории квантовой электроники ведется разработка ЛПМ с активным теплоизолятором для технологических применений, включая медицинские.

Источник: «ЛазерИнформ», 2009, № 20 (419), с.1-3 / www.cislaser.com

Статьи по теме: