Органикалық бояғыштағы лазерлер: құрылымы, таржолақты импульсті режимдері және жоғары энергиялы қолданбалар

Л А З Е Р Л Е Р

Орындаған: Темиргалиева Л. Р. Тексерген: Касымханова К. А.

Ж О С П А Р :

Кіріспе

Органикалық бояғыштағы затар

Дисперсиондық элементтің айналампасының электродинамикалық жетектеріндегі таржолақтағы импульсті бояғыштағы лазерлер

Қорытынды

К І Р І С П Е

Лазер (ағылш. laser, ағылш. light amplification by stimulated emission of radiation - жарықты мәжбүрлі сәулелену арқылы күшейту қысқашасы - лазер, оптикалық кванттық генератор - толтыру (жарық, электр, жылу, химиялық және т. б. ) энергиясын когерентті, монохроматты, поляризацияланған және тар бағытталған сәулелену ағынының энергиясына түрлендіруші аспап.

ОРГАНИКАЛЫҚ БОЯҒЫШТАҒЫ ЗАТТАР

Белсенді орта

Тарту

Б е л с е н д і о р т а

Бояғыштағы лазердің белсенді ортасы органикалық бояғыштардың ертіндісінен құралады. Сыртқы қысқатолқындардың әсерінен бояғыштар қозғанда, ол улкен толқындарда сәулеленеді немесе флуоресцирендіреді, қозған толқынның шегінде ол фотонды жұтады ал кейін фотонды флуоресценция толқынының ұзындығында сәулелендіреді. Энергилары әр түрлі фатондар бос өткелдерге барып, ақыр соңында жылуға айналады.

1. Бояғыштағы лазердің жұту спектірі 2. флуоресценциясінің спектрі

Сурет. 1. 1.

Бояғыштағы лазердің жұту және флуоресценциясінің спектрлері келтірілген. Бояғыш лазері қатты лазерлерге қарағанда, спектрдің көрінетін облысында кең жиілікті диапазонында флуоресценцияланады.

Сурет 1. 2

Бояғыштағы лазерлер үшіндеңгейлік диаграмма-интекомбинацияланган өткел, осының әсерінен сәулені қатты жұтады және өткеліндегі шекте қатты күштің әсерінен генерация үзіледі.

Бояғыштағы флуоресценцияның жалпақ спектрін, 1. 2-ші схемадағы бояғыштың малекуласының энергетикалық деңгейі бойынша түсіндіруге болады. Бояғыштың молекуласы екі түрлі күйде болады:

Синглетті (S0, S1 және S2)

Триплетті (T1 және Т2)

1. Синглет 2. Триплетті

Синглет күй малекуладағы қозған электрондар спинінің шамасы нөлге тең болғанда

Ал триплетті күй малекуладағы қозған электрондар спинінің шамасы бірге тең болғанда туады. Бояғыштағы лазерлердің тартуы фотондарды жұту кезінде пайда болады. Кейін малекулалар бастапқы күйіне және қозған күйіне келеді. Кейін күйден cәулелендірмейтін өткелге жылдам ауысады. жақын өткел арсында стимуьденген сәулелену жүреді. T1 және T2 триплетті күйлері сәуленің генерациялануына қатыспайды

Т А Р А Т У

Барлық бояғыштардағы лазерлер оптикалық әдіспен тартылады. Ең бастсы тартылу кезінде тартылу көзі максимал жиілкте жақын жерде жұтылуы керек. Табиғатына сәйкес бояғыштағы лазерлердің сәулеленуі қозған күйдегі сәулеленуге қарағанда көбіне ұзын жиілікті болады. МАйталық, родамин 6G тартылуы, флуорециялану облысы 590 нм(спектрдің қызыл сары облысында) болса, сәулелену облысында 490-515 нм. толқынында жүзеге асады. Бояғыштың тартуы үшін спектрдің көк облысында флуоресциялану, ультракүлгін сәулелер толқынында жүзеге асады

Сурет 1. 3

Бояғыштағы лазердің ламинарлы тасқынының схемалық суреті.

Резонатор шағылу кезінде пайда болды 3(қисықтық радиусы r=5 см және шағылу коэффиценті R=100% ), тегіс шықпа айна 7 (R=95-98%), қосалқы айна 5 (r = 7, 5 см, R=100%) резонатордың габаритының кемуі үшін қызмет етеді және лазердің шыға берісінде сәулеленудің параллелдігін 8 қамсыздандырады және тартуды сәулелендіреді 1, айнасының көлем бұрылысына бағытталған 2. Бояғыштардың ағыны 4 тегіс суретке перпендекуляр бағытталған және тартудың сәулеленуі Брюстер бұрышының астында орналасқан. Толқын ұзындығы селектирленген элементтің көмегімен орнығады.

ДИСПЕРСИОНДЫҚ ЭЛЕМЕНТТІҢ АЙЛАНПАСЫНЫҢ ЭЛЕТРОДИНАМИКАЛЫҚ ЖЕТЕКТЕРІНДЕГІ ТАРЖОЛАҚТЫ ИМПУЛЬСТІ БОЯҒЫШТАРДАҒЫ ЛАЗЕРЛЕР.

Ленинградтық ядролық физика институты мен КСРО ғылым академиясының Спектрлік талдау институтының лазерлік-ядро комплексідегі қысқа өмір сүретін ядролы атомдардың оптикалық сызықтарының изотоптық жылжу зерттеулері, таржолақты (dn~1 пм) импульсті бояғыштағы лазерлердің пайда болуын талап етті. Ол салыстырмалы түрде толқын ұзындығының сәулеленуі тез және байсалды қалпына келуін қамтамассыз етер еді. Қалпына келген таржолақты сәулеленуді алу әдісі әдетте лазерлік дифракциялық тордың механикалық орын ауыстыруы, Фабри-Перо эталонының резанатор ішіндегі біруақытта және біркелкі орын ауыстыруы немесе Лио фильтры арқылы, не газ қысымының өзгерісіне сәйкес резанатордың оптикалық ұзындығының қалпыны келуіне сәйкес жақсы өңделген. Соңғы әдісі лазердің резанаторының барлық дисперсиондық элементтерінің қалыпқа келуін қамтамассыз етеді және салыстырмалы түрде толқын ұзындығы үлкен диапазонда болады (бірнеше нанометрге) . Үлкен (0. 2%) сызықты көшірмеден өтеді, бірақ көшірмеден өтеді төмен жылдамдықтың әсерінен мүмкін болмайды.