- •Федеральное агентство по образованию
- •Реферат
- •Содержание
- •Введение
- •1 Особенности работы и применения электроразрядных эксимерных лазеров
- •Способы создания активной среды электроразрядных эксимерных лазеров
- •1.2 Системы прокачки рабочей смеси
- •1.3 Основные реакции в лазерах на галогенидах инертных газов
- •1.4 Образование эксимерных молекул
- •1.5 Электрические схемы ввода энергии в объемный разряд
- •1.6 Объемный разряд в инертных газах и их смесях с галогеносодержащими молекулами
- •1.7 Источники предыонизации газа
- •Источники уф-излучения
- •1.8 Некоторые особенности получения нанопорошков.
- •2 Исследование характеристик лазера и возможности получения нанопорошков
- •2.1Погрешности измерений
- •2.2 Исследование характеристик электроразрядного XeCl лазера
- •2.3 Формирование излучения с узкой спектральной линии в селективном резонаторе.
- •2.4 Расчет характеристик вентилятора и свойств газового тракта лазера
- •Некоторые зависимости для вентилятора
- •Оценка аэродинамического сопротивления теплообменника
- •Расчет охлаждения газовой смеси теплообменника
- •Магнитная муфта
- •2.5 Исследование возможности получения нанопорошка
- •Зависимость выхода порошка от площади фокусного пятна.
- •Зависимость выхода порошка от энергии лазерного импульса
- •Заключение
- •Список литературы
2.3 Формирование излучения с узкой спектральной линии в селективном резонаторе.
Для формирования излучения с узкой спектральной линией генерации использовалась оптическая схема изображенная на рис. 11. Дифракционная решетка 2400 штрих/мм устанавливалась под углом автоколлимации θ≈17027 для отражения в первом порядке. Для расширения падающего на решетку пучка до размера 10 мм и увеличения таким образом разрешающей способности перед ней размещался призменный телескоп с 5-кратным линейным увеличением по одной координате.
Сделаем оценочный расчет данной оптической схемы:
Для резонатора с призменным телескопом и дифракционной решеткой:
(2.3.1)
Где, -ширина линии пропускания резонатора
-длина волны излучения
-радиус гауссовой диафрагмы(0=1мм)
X-увеличение телескопа
-угол падения
A-угол, при вершине призмы
Приведем табличные значения nидля нахожденияdnиd:
=308 нм;
n=1,488;
=24,6105нм-1
=24,6105tg30= 24,61050,577=1,4106
==0,0035109 = 3,5106
Для нахождения tgиспользуем соотношения для дифракционной решетки:
запишем уравнения для дифракционной решетки, учитывая то, что при автоколлимационной установке решетки () :
2sin= (2.3.2)
m- номер спектрального порядка.
d- период решетки
Угловая дисперсия решетки:
Dреш=(2.3.3)
Для автоколлимационной схемы:
Dреш=
2tg=Dреш(2.3.4)
Подставляя численные значения в формулу (2) найдем sin:
m=2
=30810-9м
d=10-3/2400 м
sin==0,739
=arcsin=47,66º
Найдем увеличение призменного телескопа X:
Увеличение одной призмы
X1====1,491.5
Увеличения четырех призм (телескопа):
X=X14=1,545
Подставляя найденные значения в исходную формулу (2.3.1), получим:
=м;
В ходе эксперимента ширина спектральной линии генерации контролировалась с помощью воздушного интерферометра Фабри — Перо (расстояние между зеркалами 2 мм, коэффициент отражения зеркал 80%).
Фотография Интерференционная картина и распределение интенсивности интерференционных колец показана на рис 13. Известно, что расстояние между интерференционными кольцами составляет ∆λ = λ2/2T, где Т – база эталона. Расстояние между двумя соседними максимумами интенсивности составляет 3 мм. Измеренная ширина полосы на полувысоте интенсивности составляет 1 мм. Таким образом, расстояние в длинах волн между соседними кольцами составляет: ∆λ =λ2/2T= (3.08×10-7)2/2×2×10-3= 23.7 пм, а искомое значение ширины спектральной линии генерации будет соответствовать 8 пм.
Неизменность положения колец на интерферограммах в течение длительного времени свидетельствовала о достаточно высокой стабильности частоты генерации лазера. Энергия в импульсе составляла —0.1 мДж, что примерно в 4 раза меньше энергии генерации в таком же резонаторе, без дисперсионных элементов. Это объясняется потерями энергии на дисперсионных элементах.
Временная форма данного лазерного импульса показана на рис 14.
Рисунок 11. Оптическая схема экспериментальной установки
1- АC излучателя; 2-диаграфмы предназначенных для сужения пространственного углового спектра излучения; 3- полупрозрачное выходное зеркало; 4-призменный телескоп; 5-Дифракционная решетка 2400 штр/мм; 6 - Al -зеркало; 7,8 - кварцевая пластина; 9-ФЭК -22СПУ; 10-спектрограф; 11-положительная линза; 12-эталон Ф-П ; 13- фотоаппарат
Рисунок 12. Фотография интерференционной картины полученной после эталона ИТ-28-30.
Рисунок 13. Распределение интенсивности интерференционных полос
Рисунок 14. Временная форма лазерного импульса