ЛАЗЕРНЫЕ СТЁКЛА

ЛАЗЕРНЫЕ СТЁКЛА

- один из видов т. н. активной среды твердотельных лазеров. Синтезированы десятки различающихся по хим. составу многокомпонентных стёкол - силикатные, фосфатные, германатные, фторфосфатные, фторбериллатные, боратные, теллуритные и др. (см. Стекло), на к-рых получен эффект генерации.

Л. с. характеризуются мн. параметрами, описывающими их физ.-хим., спектрально-люминесцентные, генерационные, прочностные и др. свойства. Генерац. переходами в Л. с. являются излучат. переходы между энергетич. уровнями примесных активных ионов (см. Твердотельный лазер), гл. обр. ионов Nd³⁺ (основной генерац. переход с длиной волны излучения 1,055 мкм), а также ионов Еr³⁺ (переход - 1,54 мкм). Концентрация ионов Nd³⁺ в Л. с. может составлять от 10²⁰ см ^-3 до 3*10²¹ см ^-3, ионов Еr³⁺5*10¹⁹ см ^-3. Специфич. характеристиками Л. с. являются: время жизни метастабильного уровня энергии t, сечение генерац. перехода а, концентрация активных ионов N, квантовый выход люминесценции, коэф. нелинейности показателя преломления n₂, температурный коэф. показателя преломления dn/dT, поглощение на длине волны генерации, содержание гидроксильных групп в стекле (степень обезвоженности), изменение оптического пути в Л. с. с изменением темп-ры (термооптическая постоянная W).

Широкое практич. применение нашли силикатные и фосфатные Л. с. Фосфатные Л. с. имеют более высокие спектрально-люминесцентные, генерационные и термооптич. характеристики, силикатные Л. с. более технологичны и дёшевы. Среди известных марок про-мышл. Л. с. отечественные силикатные стёкла с Nd³⁺ ГЛС1-ГЛСЗ, ГЛС5-ГЛС10, фосфатные стёкла с Nd³⁺ ГЛС21-ГЛС27, фосфатные стёкла с Еr³⁺ КГСС- 0135, зарубежные силикатные стёкла с Nd³⁺ ED-2, Q-246 (США), фосфатные стёкла с Nd³⁺ Q-88, 98, 100 (США), LHG-5,7, 8, 10 (Япония), фосфатные стёкла с Ег ³+ QE-1 (США). В табл. приведены нек-рые характеристики Л. с. с Nd^{3 +} .

К недостаткам Л. с. по сравнению с распространёнными диэлектрич. лазерными кристаллами относятся: меньшие значения , низкая теплопроводность и худшие механические свойства. Два последних фактора препятствуют созданию лазеров на стекле для работы в непрерывном режиме и в импульсно-периодич. режиме при высокой ср. мощности накачки. Преимуществами Л. с. являются относительно простая технология, низкая стоимость, возможность синтеза стекла в больших (до неск. сотен дм ³) объёмах и с высокой оптич. однородностью. Активные элементы (АЭ) лазеров изготавливаются в виде цилиндров, параллелепипедов, дисков, трубок разл. размеров. Площадь поперечного сечения АЭ может быть от единиц мм ² до десятков см ², длина - от единиц см до м. Изготавливаются также АЭ в виде волокон.

Характеристики некоторых марок лазерных стёкол с Nd^{3 +}

	Марка лазерного стекла
	ГЛС2 Силикатное (СССР)	1,98	500	2,2	1 ,53		-16	31
	ГЛС22 Фосфатное атермальное (СССР)	2,0	300	3,5	1 ,6		-57,5	2
	ЕД-2 Силикатное (США)	2,83	300	2,71	1,57	1,52	29	80
	Q-100 Фосфатное атермальное (США)	10,7	190	4,4	1,56	1,2	-46	0
	LHG-8 Фосфатное атермальное (Япония)	3, 1	315	4,2	1,53	1, 13	-53	6

На стеклянных активных средах созданы миниатюрные лазеры и мощные лазерные системы, работающие в разл. режимах и применяющиеся в медицине, научных исследованиях, геодезии, для технол. целей, а также в экспериментах но управляемому термоядерному синтезу (УТС). Выходная мощность лазерных систем, созданных на стекле с Nd³⁺ для программы УТС, достигает значений 10¹³ Вт в импульсивном режиме при длительности импульса 1 нс. Типичные величины кпд лазеров иа стекле с Nd³⁺ 1-5%.

Лит.. Справочник по лазерам, пер. с англ., под ред. А. М. Прохорова, т. 1, М., 1978; Алексеев Н. Е. и др., Лазеры на стеклах, в кн.: Итоги науки и техники. Радиотехника, т. 18, М., 1978; Лазерные фосфатные стекла, под ред. М. Е. Жаботинского, М., 1980. Б. И. Денкер.

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