2020-05-11
137
Активной средой является рубин (Aℓ2О3 + 0,03÷0,05%Cr2О3). В кристаллической решетке алюминия часть атомов Aℓ заменена ионами Сr+++.
|
| Рис. 8. Схема лазера на рубине: 1 − рубиновый стержень диаметра до 2 см и длиной до 50 см. Торцы стержня полированы и покрыты слоем серебра. Одно зеркало непрозрачно, другое пропускает до 10% излучения; 2 − спиральная импульсная лампа заполненная неоном и криптоном (λмакс = 560нм); 3 − отражательный конус; 4 − источник тока для зарядки конденсатора С. |
|
| Рис. 9. Принцип работы лазера |
Энергетические уровни 2 и 3 возбужденные, 1 − нормальный, невозбужденный. Под действием излучения импульсной лампы (λ =560нм) ионы хрома переходят с уровня 1 на возбуждаемый уровень 3. Время жизни ионов на уровне 3 мало (τ = 10-8 с) и они безизлучательно переходят на уровень 2, где время жизни велико (τ = 10-3 с), На уровне 2 накапливается большое количество возбужденных ионов Сr по сравнению с нормальным уровнем 1, т. е. имеет место инверсная заселенность уровней, необходимое условие для индуцированного излучения. Усиление света будет происходить только в том случае если в рубиновом стержне возникают стоячие волны т. е.:
|
|
|
2L = nλ, (20)
где L − длина стержня,
λ − длина волны света.
Угол αрасхождения светового луча (теоретически) равен
α = 
(рад), (21)
где λ − длина волны света,
d − диаметр стержня.
