ЦО2-лазер

Виттеман В.(Witteman)5030013512

Table of contents :
Обложка……Page 1
Титульный лист оригинального издания……Page 2
Титульный лист……Page 3
Аннотация и выходные данные……Page 4
Предисловие редактора перевода……Page 5
Предисловие……Page 11
Глава 1. Введение……Page 13
1.1. Применения……Page 14
1.2. КПД и выходная мощность……Page 15
1.3. Устойчивые и неустойчивые резонаторы……Page 17
Глава 2. Колебательно-вращательная структура молекулы CO$_2$……Page 22
2.1. Нормальные колебательные моды……Page 23
2.2. Волновое уравнение……Page 25
2.3. Распределение по вращательным уровням……Page 31
2.4. Ферми-резонанс……Page 33
2.5. Переходы основных полос молекулы CO$_2$……Page 35
2.6. Отношение коэффициентов усиления основных полос……Page 36
2.7. Абсолютные частоты переходов в изотопах молекулы CO$_2$……Page 38
3.1. Спонтанное испускание……Page 70
3.2. Вынужденное испускание……Page 73
3.3. Усиление света……Page 75
3.4. Форма линии……Page 76
3.5. Насыщение усиления……Page 80
3.6. Температурная модель лазерной генерации……Page 82
3.7. Колебательное возбуждение верхнего лазерного уровня……Page 83
3.8. Релаксационные явления и колебательные температуры……Page 86
3.9. Измерения показателя усиления и колебательные температуры……Page 90
3.10. Роль He, H$_2$O и Xe в лазерной смеси……Page 94
3.11. Энергосъем……Page 97
4.1. Свойства разряда……Page 102
4.2. Элементарная теория положительного столба……Page 104
4.3. Законы подобия……Page 107
4.4. Тепловые эффекты и подобие……Page 109
4.5. Оптические аспекты процесса одномодовой генерации……Page 114
4.5.1. Усиление гауссова пучка……Page 117
4.5.2. Ширина гауссова пучка в лазере……Page 120
4.5.3. Измерения параметра насыщения……Page 124
4.6. Отпаянные CO$_2$-лазеры……Page 128
4.7. Одномодовые CO$_2$-лазеры……Page 132
4.8. Лазеры на секвенциальных и горячих полосах……Page 135
4.9. Селекция переходов с регулируемым выводом излучения……Page 138
4.9.1. Анализ трехзеркальной конфигурации……Page 140
4.9.2. Эксперименты с перестраиваемой развязкой……Page 143
4.9.3. Лазер высокой стабильности……Page 145
4.10. Стабилизация частоты и мощности при помощи оптовольтаического эффекта……Page 146
4.10.1. Оптовольтаический сигнал в водяной рубашке……Page 152
5.1. Лазер с конвективным охлаждением……Page 155
5.2. Принципы конструкции лазера……Page 158
5.3. Коэффициент усиления и параметр насыщения……Page 163
Глава 6. Импульсные системы……Page 167
6.1. Основные принципы лазерной генерации……Page 168
6.2. Энергообмен между электронами и молекулами; вольт-амперные характеристики лазерных смесей……Page 169
6.3. Вывод уравнения Больцмана……Page 171
6.3.1. Разложение решения уравнения Больцмана в окрестности изотропного распределения……Page 172
6.3.2. Энергоперенос при упругих столкновениях……Page 175
6.3.3. Энергия, вкладываемая электрическим полем……Page 177
6.3.4. Энергообмен в неупругих столкновениях……Page 179
6.4. Решение уравнения Больцмана для разряда CO$_2$-лазера……Page 180
6.4.1. Коэффициенты переноса……Page 186
6.4.2. Прогнозирование оптимальной эффективности работы лазера……Page 189
6.4.3. Рабочие значения $E/N$ в самостоятельном тлеющем разряде……Page 192
6.5. Анализ процессов, приводящих к формированию лазерного импульса……Page 194
6.6. Системы УФ-предыонизации с двойным разрядом……Page 201
6.7. Профиль электродов, создающих однородное поле (профиль Ченга)……Page 203
6.8. Электроды минимальной ширины (профиль Эрнста)……Page 207
6.9. Коронный разряд на поверхности диэлектрика……Page 211
6.10. Системы с преды онизацией в однократном коронном разряде……Page 217
6.11. Системы, управляемые электронным пучком……Page 220
6.11.1. Плазма в режиме объемной рекомбинации……Page 222
6.11.2. Холодный катод……Page 225
6.11.3. Эквивалентная схема разряда, управляемого электронным пучком……Page 227
6.11.4. Оптимальная выходная энергия системы, управляемой электронным пучком……Page 228
Глава 7. Синхронизация мод при амплитудной модуляции в TEA-лазерах……Page 231
7.1. Акустооптическая модуляция……Page 233
7.2. АМ-синхронизация мод во временной области……Page 240
7.2.1. Условие самосогласованности для идеального импульса в резонаторе……Page 242
7.2.2. Условие самосогласованности для импульса в резонаторе при рассогласовании частоты……Page 245
7.3. Спектральный анализ АМ-синхронизации мод……Page 248
7.4. Экспериментальное исследование системы с АМ-синхронизацией мод……Page 255
7.4.1. Стабилизация ТЕА-лазера в режиме АМ-синхронизации мод с помощью внутрирезонаторного CO$_2$-усилителя низкого давления……Page 257
7.4.2. Стабилизация TEA CO$_2$-лазера с АМ-синхронизацией мод при инжекции непрерывного излучения……Page 260
7.4.3. Переходный процесс и установление стационарного режима в ТЕА-лазере с АМ-синхронизацией мод……Page 264
7.4.4. Численный расчет процессов АМ-синхронизации мод……Page 270
8.1. Электрооптическая фазовая модуляция……Page 274
8.2. Временной анализ ЧМ-синхронизации мод……Page 279
8.2.1. Условие самосогласованности для циркулирующего в резонаторе импульса при рассогласовании частоты……Page 280
8.3. Анализ ЧМ-синхронизации мод в частотной области……Page 283
8.4. Эксперименты по ЧМ-синхронизации мод в ТЕА-лазерах……Page 292
9.1. Основные принципы……Page 294
9.2. Синхронизация мод при быстром насыщающемся поглощении……Page 296
9.2.1. Основное уравнение……Page 297
9.2.2. Насыщающийся поглотитель и усиление в лазере……Page 300
9.2.3. Форма импульса……Page 302
9.2.4. Общие критерии синхронизации мод……Page 306
9.2.5. Синхронизация мод в CO$_2$-лазере……Page 307
9.3. Синхронизация мод с помощью германия $p$-типа……Page 309
9.3.2. Сталкивающиеся импульсы и синхронизация мод……Page 312
Глава 10. Усиление коротких импульсов……Page 314
10.1. Распространение импульса в двухуровневой системе……Page 315
10.2.1. Вращательная релаксация……Page 318
10.2.2. Энергосъем при генерации короткого импульса на нескольких переходах; учет вращательной релаксации……Page 320
10.2.3. Влияние вращательной релаксации на инверсию и форму импульса……Page 324
10.2.4. Энергосъем при генерации на многих полосах……Page 328
10.3. Экспериментальный метод получения коротких импульсов с несколькими линиями……Page 330
10.3.1. Экспериментальная установка……Page 332
10.3.2. Экспериментальное исследование генерации на многих линиях……Page 333
10.4. Селекция одиночного импульса……Page 336
10.5. Предымпульсы, отраженные импульсы и защита от паразитного излучения……Page 339
10.6. Экспериментальные исследования энергосъема в режиме генерации коротких импульсов на нескольких переходах……Page 341
10.7. Многопроходный усилитель импульсов……Page 345
10.7.1. Внутримодовая колебательная релаксация……Page 347
10.7.2. Ферми-релаксация……Page 348
Литература……Page 350
Предметный указатель……Page 356
Оглавление……Page 358