- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1.1. Активное вещество
- •1.2. Резонатор рубинового лазера
- •2. ДИНАМИКА ИЗЛУЧЕНИЯ РУБИНОВОГО ЛАЗЕРА
- •2.1. Динамика накачки
- •2.2. Классификация динамических режимов импульсной генерации
- •2.3. Свободная генерация
- •Развитие свободной генерации. После включения накачки в активной среде начинается формирование неравновесной заселенности уровней энергии. Начало генерации отстает от перехода через порог инверсии тем больше, чем больше потери в резонаторе.
- •На осциллограммах а, б мощность накачки убывает во времени
- •На этой стадии, от порога инверсии до порога генерации (участок 1 на рис. 9), в активной среде существует некоторое усиление, и часть накапливаемой энергии начинает уносить усиленное спонтанное излучение. Эффект усиления спонтанного излучения ускоряет затухание люминесценции и уменьшает эффективное время жизни возбужденного состояния. Заметный вклад в усиленное спонтанное излучение дают отражения от зеркал, особенно если они расположены вблизи от торцов активного элемента. Вообще усиление спонтанного излучения в конкретных условиях может приносить и вред, и пользу. Подробнее этот вопрос рассмотрен в разделе «Модуляция добротности и гигантские импульсы».
- •2.4. Управление динамикой излучения лазера
- •2.5. Модуляция добротности и гигантские импульсы
- •Средняя мощность излучения рубинового лазера в режиме свободной генерации обычно менее 105 Вт (102 Дж/мс). В пичковых режимах пиковая мощность может превышать среднюю примерно на два порядка. Такие отдельные пики мощности в режиме свободной генерации случайны, нестабильны, непредсказуемы и плохо воспроизводимы.
- •3.1. Активные элементы
- •3.2. Источники излучения накачки
- •3.3. Накопитель энергии накачки
- •3.4. Типовая конструкция квантрона в целом
- •3.5. Системы охлаждения
- •3.6. Зеркала резонатора
- •СХЕМА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
- •МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ
- •ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
- •1. Осмотр установки перед началом работы
- •2. Проверка исправности установки
- •4. Порядок выполнения рабочего задания
- •Режим свободной генерации
- •Режим пассивной модуляции добротности
- •5. Типовые сценарии дополнительных заданий
- •6. Обработка результатов
- •КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- •ДИНАМИКА ИЗЛУЧЕНИЯ ЛАЗЕРА В РЕЖИМЕ СВОБОДНОЙ ГЕНЕРАЦИИ
- •Классификация лазеров по динамике генерации
- •Динамика генерации четырехуровневого лазера
- •Динамика генерации трехуровневого лазера
- •Об оценках внутренних параметров лазера по данным эксперимента
- •Решение линеаризованных уравнений для трехуровневого лазера
- •Переход от сильных колебаний к слабым
- •Первые импульсы лазерной генерации
- •Заключение
ной. Рис. 12 показывает сигналы при угле наблюдения около 15°, когда усиление спонтанного излучения хорошо заметно.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Перед началом работы следует ознакомиться с установкой и входящими в ее состав управляющими и измерительными приборами. Необходимо получить у руководителя работы дополнительный инструктаж по правилам эксплуатации установки. Необходимо прочесть раздел “Меры безопасности” в настоящем описании.
1.Осмотр установки перед началом работы
1.Убедиться в том, что блок питания лазера выключен.
2.Установить переключатель режима измерителя в положение “Работа”. Убедиться по показанию киловольтметра в том, что конденсаторная батарея полностью разряжена.
3.Снять защитное ограждение рабочей зоны.
4.Осмотреть установку. Убрать все посторонние предметы из рабочей зоны. Проверить в рабочей зоне закрепление всех держателей оптических элементов.
5.Отъюстировать оптическую схему рубинового лазера при помощи вспомогательного гелий-неонового лазера. Юстировку проводить в последовательности, обратной ходу излучения, начиная с калориметра и заканчивая глухим зеркалом резонатора. Как основной критерий правильной установки юстируемой оптической поверхности использовать соосность падающего и отраженного пучков, проверяя ее по пятнам на вспомогательном экране.
6.Осмотреть излучатель и подходящие к нему силовые кабели. Убедиться в том, что они надежно присоединены к контактам ламп. Проверить присоединение кабеля поджига к кожуху излучателя.
7.Включить циркуляционый насос охлаждения. Проверить, циркулирует ли вода в контуре охлаждения излучателя. Через одну
66
минуту осмотреть излучатель и рабочую зону, убедиться в отсутствии протечек воды.
8. Установить защитное ограждение рабочей зоны установки.
2.Проверка исправности установки
1.Включить блок питания лазера выключателем “Сеть”.
2.Перевести переключатель режима измерителя напряжений
вположение “Порог”.
3.Регулятором “Порог” установить требуемое напряжение зарядки конденсаторной батареи. Рекомендуемое напряжение при первом включении установки – на 100 В выше паспортного значения порога генерации.
4.Вернуть переключатель режима измерителя напряжений в положение “Работа”.
5.Нажать кнопку “Пуск”. По киловольтметру наблюдать за процессом заряда конденсаторной батареи.
6.При подходе напряжения к установленному уровню следует быть особенно внимательным. Если схема автоматики явно не остановитя зарядку, немедленно прекратить ее, нажав кнопку “Стоп”. При явной неисправности выключить блок питания.
7.После автоматической или ручной остановки заряда конденсаторов следует громко и отчетливо предупредить: “Внимание – выстрел!”, и с небольшой задержкой (0,5…1 с) нажать кнопку “Поджиг”.
8.Если схема поджига не срабатывает, повторное нажать на кнопку “Поджиг”. При явном отказе системы поджига разряда выключить блок питания лазера для аварийной разрядки конденсаторов через балласт.
9.Последующие повторные запуски лазера проводить в последовательности пп.13–15. При необходимости изменения энергии накачки вначале установить рабочее напряжение по пп. 10–12.
10.При возобновлении работы после перерывов обязательны все действия по настоящему регламенту, кроме юстировки оптической схемы (ее выполняют при необходимости).
67