Течни лазери
Лазерно лъчение е получено с багрила, принадлежащи към 3 групи:
Понастоящем се използват по-специално следните багрила:
Родамин 6G (λ– 0,55 μm) I
Родамин G (λ - 0,585 μm) I Разтворител -
Родамин В (λ - 0,608 μm) I етилов алкохол.
Акридон (λ– 0,437 μm) I
И т.н. (вж. Справочни материали).
Основни физически понятия за механизма на генериране на разтвори на багрилото.
В началото, когато създаваха течни лазери, те се опитваха да получат генериране по същия начин, както в твърдите тела. Те въведоха примесни йони, потърсиха тесни енергийни нива (метастабилни), въведоха елементи на редки земи, желязо и т.н. Генерирането беше много неефективно.
Тогава те осъзнаха, че ако нивата са достатъчно широки, тогава можете да генерирате система от две нива, което е невъзможно, ако нивата са тесни, тъй като е невъзможно да се извърши инверсията.
И така, основната характеристика на багрилните лазери е използването на две нива със значителна ширина.
Молекулите на багрилото са много сложни и имат широки енергийни нива (ленти). Лейнът е широк слой с огромен брой поднива. Диаграмата по-долу показва по-ниските електронни вибрационни нива на молекулата на багрилото.
С- синглет нива (имат компенсирани завъртания);
т- триплетни нива (имат некомпенсирано завъртане).
Синглет-синглетните преходи са по-вероятни от синглет-триплетните преходи, тъй като последните са свързани с преориентация на спина. Преориентацията на въртенето е свързана със сблъсъци на частици.
T0: ↑ ↓ ↑ ↓ ↑ ↑ некомпенсирано завъртане
Изпомпването се извършва от дъното на лентата С0до върха на лентатаСедин. В този случай термичното равновесие (разпределение на Болцман) се нарушава както между ниватаСедин - С0, и между поднивата във всяка от лентитеСединиС0. Време за релаксация между ниватаСединиС0е
десет -8 ÷ 10 -девет с(време за релаксация на ниво) и е значително по-дълго от времето за релаксация между поднивата на лентатаС0и ивициСедин, кое е
десет -12 с(време за релаксация на ниво).
По този начин времето за релаксация между нивата Седин → С0много по-дълго време за релаксация на нива в лентиСединиС0.
Това обстоятелство дава възможност да се получи инверсия на населението между долната част на ивицата Седин и горната част на лентатаС0когато са изложени на изпомпването, описано по-горе. В този случай е възможно генериране в широк диапазон от дължини на вълните, съответстващи на преходи между различни поднива на долната част на лентата S1 и горната част на лентата.С0и е възможно да настроите генерираните дължини на вълните в широк диапазон!