Активные среды твердотельных лазеров презентация

Содержание

Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров

Слайд 1Лекция 8
Активные среды твердотельных лазеров
*

Слайд 2
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров

Слайд 3
Активные среды твердотельных лазеров
Требования к матрице:
Хорошие оптические св-ва (однородность, прозрачность

на длинах волн генерации и накачки)
Хорошие механические св-ва (прочность, теплопроводность)
Технологичность производства

Слайд 4
Активные среды твердотельных лазеров
Наиболее употребительные матрицы (и менее употребительные…)

Слайд 5
Активные среды твердотельных лазеров
Наиболее употребительные матрицы (и менее употребительные…)

Слайд 6
Активные среды твердотельных лазеров
Активаторы
Требования к активаторам:
Развитый спектр поглощения (для ламповой

накачки)
Правильная спектроскопическая схема (узкие линии люминесценции, большие времена жизни метастабильных уровней,…)
Способность входить в матрицу без отрицательных побочных эффектов (внесение оптических неоднородностей, тушение люминесценции, …)

Слайд 7
Активные среды твердотельных лазеров
Активаторы

Слайд 8

14_2_11


Слайд 9
Активные среды твердотельных лазеров
Почему редкоземельные ионы?

Слайд 10
Активные среды твердотельных лазеров
Экзотика

Слайд 11
Активные среды твердотельных лазеров
Методы выращивания кристаллов
Метод Вернейля (1902 г):
Просыпка

порошковой шихты в трубчатую печь ? шихта расплавляется во время падения в кислородно-водородном пламени ?питание капли расплава на поверхности затравки. Преимущества: отсутствие флюсов и тиглей. Недостатки: стехиометрия состава может нарушаться вследствие восстановления компонентов водородом и испарения летучих веществ. Скорость выращивания – несколько мм/час.
Рубин.

Слайд 12
Активные среды твердотельных лазеров
Методы выращивания кристаллов
Метод Вернейля:

Слайд 13
Активные среды твердотельных лазеров
Методы выращивания кристаллов
Метод Чохральского (1916 г; промышл.

с 1950):


По методу Чохральского производят вытягивание вверх на затравку монокристалла из ванны (иридий!) с расплавом. Нагрев - СВЧ излучением. Для снятия возникающих напряжений используют дополнительную печь, через которую проходит выращиваемый кристалл и отжигается.
Основной метод производства лазерных кристаллов.

Слайд 14
Активные среды твердотельных лазеров
Рубин
Впервые лазерное излучение было получено с помощью

кристалла рубина:
Al2O3:Cr3+


Слайд 15
Активные среды твердотельных лазеров
Рубин

Слайд 16
Активные среды твердотельных лазеров
Рубин

Слайд 17
Активные среды твердотельных лазеров
Рубин

Слайд 18
Активные среды твердотельных лазеров
Рубин
Впервые лазерное излучение было получено с помощью

кристалла рубина:
Al2O3:Cr3+


Зачем беленькие концы?

Слайд 19
Активные среды твердотельных лазеров
YAG:Nd
«Рабочая лошадка» в области применений твердотельных лазеров




Слайд 20
Активные среды твердотельных лазеров
YAG:Nd
«Рабочая лошадка» в области применений твердотельных лазеров




1319 nm

1338 nm

946 nm

1064 nm

Слайд 21
Активные среды твердотельных лазеров
YAG:Nd
«Рабочая лошадка» в области применений твердотельных лазеров




Слайд 22
Активные среды твердотельных лазеров
YAG:Nd
«Рабочая лошадка» в области применений твердотельных лазеров




При какой температуре населенность нижнего рабочего уровня станет 10% от концентрации?

Слайд 23
Активные среды твердотельных лазеров
YAG:Nd : люминесценция

Слайд 24
Активные среды твердотельных лазеров
YAG:Nd: люминесценция

Слайд 25
Активные среды твердотельных лазеров
YAG:Nd: температурная зависимость люминесценции

Слайд 26
Активные среды твердотельных лазеров
YAG:Nd: поглощение

Слайд 27
Активные среды твердотельных лазеров
YAG:Nd: поглощение вблизи 800 нм (diode pumping)

Слайд 28
Активные среды твердотельных лазеров
YAG:Nd
Диодная накачка

Слайд 29
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
YAG:Nd

Слайд 30
Активные среды твердотельных лазеров
YAG:Nd

Слайд 31
Активные среды твердотельных лазеров
YAG:Nd
«Рабочая лошадка» в области применений твердотельных лазеров




Слайд 32
Активные среды твердотельных лазеров
YAG:Nd

Слайд 33
Активные среды твердотельных лазеров
Nd стекло
Преимущественная область применения – сверхмощные импульсные

лазерные системы.

Слайд 34
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Nd стекло

Слайд 35
Активные среды твердотельных лазеров
Nd стекло: поглощение

Слайд 36
Активные среды твердотельных лазеров
Nd стекло: поглощение

Слайд 37
Активные среды твердотельных лазеров
Nd стекло

Слайд 38
Активные среды твердотельных лазеров
Nd стекло
Nd стекло: система накачки мощного усилителя

для ЛТС

Слайд 39National Ignition Facility at LLNL
14_2_11

Слайд 40
Активные среды твердотельных лазеров
Соактивация – увеличение КПД при широкополосной накачке
Cr [3+]
Nd[3+]

Слайд 41
Активные среды твердотельных лазеров
Соактивация – увеличение КПД при широкополосной накачке
Nd:Cr:GSGG

Слайд 42
Активные среды твердотельных лазеров
Соактивация – увеличение КПД при широкополосной накачке

Слайд 43
Активные среды твердотельных лазеров
Nd:YLF

Слайд 44
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Nd:YLF

Слайд 45
Активные среды твердотельных лазеров
Nd:YLF

Слайд 46Лекция 9
Активные среды твердотельных лазеров (продолжение)
*

Слайд 47
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Nd:YVO4

Слайд 48
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Nd:YVO4

Слайд 49
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Nd:YVO4

Слайд 50
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Er:YAG
1.54 μm

Слайд 51
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Er:YAG
YAG:Er с высокой

концентрацией Er
?
медицинские применения

Стекла с невысокой концентрацией Er (соактивация Yb)
?
Eye-safe lasers

1.54 μm

Слайд 52
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Er:YAG

Слайд 53
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Er:YAG

Слайд 54
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Er:YAG

Слайд 55
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Er:YAG

Слайд 56
Er:YAG
Chalcogenide As-S glasses
Проблема доставки 3-микронного излучения к операционному полю

Слайд 57
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Er:Yb-стекло

Слайд 58
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Er:Yb-стекло

Слайд 59
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Волоконные усилители
(Er Doped

Fiber Amplifiers, EDFA)

Слайд 60
14_2_11


Слайд 61
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров

Слайд 62
14_2_11


Слайд 63
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Перестраиваемые лазеры

Слайд 64В лазерах на электронных переходах линии узки. В перестраиваемых лазерах в

дело вступают колебательные подуровни спектра, связанные с взаимодействием генерирующего иона с решеткой (фононы). Электрон-фононное взаимодействие создает колебательные подуровни, размывающие узкие линии в полосы. Общая энергия лазерного перехода сохраняется, распределяясь между множеством фотон-фононных пар, так что энергия излученных фотонов изменяется (квази)непрерывным образом, и при каждом акте излучения фотона излучается или поглощается также и фонон.


“Vibronic lasers”

Слайд 65Следствия:
Время жизни возбужденного состояния
Поперечное сечение вынужденных переходов

для

перестраиваемых лазеров или лазеров УКИ характерны малые значения или или обоих!

требуются большие мощности накачки накачка ЛД или лазерная.





“Vibronic lasers”

Слайд 66
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Перестраиваемые лазеры: история

Слайд 67
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Лазеры на основе

Cr. 1) Александрит

Назван в честь Александра II Преподнесен в день его 16-летия 16 апр. 1834 г. Л. А. Перовским.

Слайд 68
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Лазеры на основе

Cr. 1) Александрит

Слайд 69
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Лазеры на основе

Cr. 1) Александрит

Слайд 70
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Лазеры на основе

Cr. 1) Александрит

Слайд 71
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Лазеры на основе

Cr. 1) Александрит

Слайд 72
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Лазеры на основе

Cr. 1) Александрит

Слайд 73
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Лазеры на основе

Cr. 2) Прочие


Слайд 74
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Лазеры на основе

Cr. 2) Прочие

Слайд 75Лекция 9
Активные среды твердотельных лазеров (окончание)
*

Слайд 76
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Ti-сапфир

Слайд 77
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Ti-сапфир

Слайд 78
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Ti-сапфир

Слайд 79
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Ti-сапфир
3900S CW Tunable

Ti:Sapphire Laser

Tunable, CW output from 675 to 1100 nm.
Pumped with either an argon ion laser or 532 nm diode-pumped solid state laser, the Model 3900S solid state Ti:Sapphire laser produces up to 3.5 W of TEM00.

Слайд 80
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Ti-сапфир
Highest output power

available >6.5 W
Narrowest linewidth <30 kHz
Wavelength tuning of resonator over 50 GHz

Слайд 81
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Ti-сапфир
Triangles: sub-7 fs pulses,

circles: ∼200 fs pulses.
Seed power : 500 mW (for sub-7 fs) pulses;400 mW (for ∼200 fs)
Inset: seed power for 200 fs pulses, 18.5 W of pump power.

Слайд 82
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Thulium: [что-то]

Слайд 83
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Tm:YAG

Слайд 84
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Tm:YAG

Слайд 85
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Yb:YAG

Слайд 86
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Yb:YAG

Слайд 87
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Yb:YAG

Слайд 88
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Yb:YAG

Слайд 89
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Yb:YAG

Слайд 90
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Yb:YAG

Слайд 91
Физические основы создания твердотельных лазерных систем Активные среды твердотельных лазеров
Yb:YAG
Ǿ2х60 mm

Похожие презентации

Виды зубчатых передач 283
Аттестационная работа. Методическая разработка к проекту Выдающиеся ученые-физики 362
Тема работы: передача энергии с помощью Трансформатора Тесла 481
Неравновесные носители заряда в полупроводниках 481
Introductory Unit on Electricity 689
Звук. Джерела звуків 491

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика