ЖИДКОСТНЫЕ ЛАЗЕРЫ

ЖИДКОСТНЫЕ ЛАЗЕРЫ

- лазеры, в к-рых активной средой является жидкость. Практич. применение имеют 2 типа Ж. л., существенно отличающиеся и дополняющие друг друга по свойствам излучения. Ж. л. на красителях допускают непрерывную перестройку длины волны l излучения. При смене красителей они могут генерировать l от 322 до 1260 нм как в непрерывном, так и в импульсном режимах. Способность к перестройке обусловлена широкими электронно-колебательными полосами спектров молекул (см. Лазеры на красителях). Ж. л. на неорганич. жидкостях (работающие в импульсном и непрерывном режимах) превосходят по удельной мощности и энергии твердотельные лазеры, т . к. при той же концентрации активных частиц они допускают эфф. охлаждение активного вещества путём его прокачки через резонатор и теплообменник.

В существующих Ж. л. на неорганич. жидкостях активными частицами являются ионы редкоземельных элементов (гл. обр. Nd³⁺), входящих в состав жидкого люминофора. Люминофор представляет собой смесь хлороксида (РОС1₃, SOC1₂, SeOCl₂) с к-той Льюиса (SnС1₄, ZrС1 и др.). Напр., в Ж. л. на люминофоре РОС1₃-SnCl₄-Nd ион Nd³⁺ окружён 8 атомами О, входящими в состав молекулы РОС1₃ (рис.). Свет накачки поглощается ионами Nd³⁺, обладающими широкими полосами возбуждения. Большие времена жизни метастабильных уровней Nd³⁺ позволяют достичь порога генерации. Разработаны также Ж. л., в к-рых ионы Nd³⁺ входят в качестве активной примеси в жидкие хлориды Al, Ga, Zr и др. или их смеси. <Свойства Ж. л. с ионами Nd³⁺ являются промежуточными между свойствами твердотельных неодимовых лазеров на стекле и на кристаллах. Особенности этих Ж. л. определяются свойствами ионов Nd³⁺, работающих по четырёхуровневой схеме. При накачке из осн. состояния ионов Nd³⁺ (уровень ⁴I_9/2) в их интенсивные полосы поглощения в областях длин волн 0,58; 0,74; 0,8 и 0,9 мкм они вследствие безызлучат. релаксации быстро переходят на метастабильный уровень ⁴F_3/2. Генерация обычно происходит при переходах с уровня ⁴F_3/2 на уровень ⁴I_9/2 "приподнятый" над осн. уровнем примерно на 2000 см ^-1 и поэтому практически ненаселённый. Это определяет малый порог генерации и относительно большие кпд (3-5%). Энергия генерации /1 кДж, мощность в непрерывном режиме и в режиме повторяющихся импульсов >1 кВт. Это определяет область применения таких Ж. л.: лазерная технология, медицина, накачка др. лазеров и т. п. Возбуждение Ж. л. производят ксеноновыми лампами. <Осн. недостаток, присущий всем Ж. л.,- относительно малая направленность излучения (большая расходимость). Применением активной коррекции или методов обращения волнового фронта можно устранить этот недостаток. Лит.: Справочник по лазерам, пер. с англ., под ред. А. М. Прохорова, т. 1-2, М., 1978; Аникиев Ю. Г., Жаботинский М. Е., Кравченко В. Б., Лазеры на неорганических жидкостях, М., 1986. М. Е. Жаботинский.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.