Лазер на парах стронция
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( январь 2010 г. ) |
Лазер на парах стронция — это лазер , который излучает на выходе высокоинтенсивный импульсный свет с длиной волны 430,5 нм в сине-фиолетовой области видимого спектра посредством испаренного металлического газа стронция, содержащегося внутри стеклянной трубки.
История
[ редактировать ]Лазерное воздействие на два инфракрасных перехода в Sr + Впервые был обнаружен в лаборатории Кларендона в Оксфорде Дичем и Сандерсом еще в 1968 году. [ 1 ] Коэффициент усиления измерялся на длине 9 см паров стронция, находящихся в с давлением 3 Торр буферном газе гелия или неона и поддерживаемых при правильной температуре с помощью печи с внешним подогревом. Три года спустя Каузак сообщил о двенадцати дальнейших инфракрасных лазерных переходах в нейтральном стронции. [ 2 ] И снова тепло, необходимое для обеспечения достаточного давления пара, производилось внешними средствами. Использованные здесь трубки имели диаметр 5–10 мм и длину 75 см. Использовалась полость длиной 1,25 м с зеркалами с отражательной способностью примерно 98% . В 1973 году Латуш и Сем из Ростовского государственного университета, Россия , впервые наблюдали видимое лазерное воздействие лазера на парах стронция на длинах волн 430,5 нм и 416,2 нм. [ 3 ] Активный объем находился в керамической трубке диаметром 8 мм и длиной 60 см. Небольшие кусочки стронция помещались внутрь трубки через равные промежутки времени, а необходимое давление паров создавалось за счет внешнего нагрева сборки. В качестве буферного газа использовался гелий при давлениях 2,5–35 Торр. Было обнаружено, что выходная мощность увеличивается с увеличением давления буферного газа.
Механизм инверсии населения
[ редактировать ]Стронциевый . лазер возбуждается сильноточным импульсным разрядом электрическим Усиливающая среда состоит из небольшого количества паров стронция, находящихся в газе гелия буферном относительно высокого давления . Средние температуры газа находятся в районе 800°C.
Конденсатор , , заряженный до нескольких десятков киловольт периодически разряжается через газовую смесь. Во время каждого импульса разряда через лазерную среду нейтральные пары стронция ионизируются до Sr 2+ поскольку электроны во внешней оболочке удаляются, в то время как только небольшая часть буферного газа гелия ионизируется из-за его большего потенциала ионизации . По окончании импульса тока происходит быстрое охлаждение электронов , позволяющее создать трехчастичный электрон-электрон-Sr 2+ столкновения происходят, чтобы сформировать наиболее высоковозбужденные состояния Sr + , как показано:
- старший 2+ + 2е − → Старший +* + и − + КЕ
Выделяющаяся при этом избыточная кинетическая энергия уносится третьим телом — электроном. Девозбуждение высоколежащих энергетических уровней Sr + затем происходит вследствие столкновений с оставшимися свободными электронами в плазме . Этот каскад рекомбинировавших электронов вниз по Sr + энергетических уровней , продолжается свободно до 6 2 Достигнут уровень S. Переход вниз через относительно большой энергетический разрыв, 6 2 С-5 2 P действует как узкое место для процесса снятия возбуждения электронов, который обычно протекает быстрее на близко расположенных уровнях. Таким образом, инверсия населенности возникает в 6 2 S 1/2 верхний лазерный уровень. Инверсия происходит между этим и 5 2 P 3/2 нижний лазерный уровень, который очищается до метастабильного и основного уровней также за счет столкновений с электронами.