1.1 Анатомія лазера

Як виглядає лазер? На що він схожий? Лазери відрізняються великою різноманітністю. Існує величезна кількість різних типів лазерів, вони розрізняються не тільки характеристиками генерується ними випромінювання, але також зовнішнім виглядом, розмірами, особливостями конструкції.

"Серце лазера" - його активний елемент. В одних лазерів він являє собою кристалічний або склянний стрижень циліндричної форми. В інших це відпаятися скляна трубка, всередині якої перебуває спеціально підібрана газова суміш. У третіх - кювета зі спеціальною рідиною.

1.2 Типи лазерів

Продовжуючи знайомитися з лазерами, зробимо екскурсію по великому лазерному господарству. Зупинимося на деяких типах лазерів.

Газорозрядні лазери. Так називають лазери на розряджених газових сумішах (тиск суміші 1-10 мм рт. Ст) які порушуються самостійним електричним розрядом. Розрізняють три групи газорозрядних лазерів: - лазери, в яких генерується випромінювання народжується на переходах між енергетичними рівнями вільних іонів (застосовується термін "іонні лазери").

- Лазери, генеруючі на переходах між рівнями вільних атомів.

- Лазери, генеруючі на переходах між рівнями молекул (так звані молекулярні лазери) З величезного числа газорозрядних лазерів виділимо три: гелій-неоновий (як приклад лазера, що генерує на переходах в атомах), аргоновий (іонів лазер) і СО2-лазер (молекулярний лазер ). Гелій-неонової лазер має три основних робочих переходу, на довжинах хвиль 3,39 та 1,15 і 0,63 мкм.

У аргоновому лазері генерація відбувається на переходах між рівнями одноразового іона аргону (Ar) основними є переходах на довжинах хвиль 0,488 (блакитний колір) і 0,515 мкм (зелений колір).

Генерація в СО2-лазері відбувається на переходах між коливальними рівнями молекули вуглекислого газу (СО2) основними є переходи на довжинах хвиль 9,6 і 10,6 мкм. Основними складовими газової суміші є вуглекислий газ і молекулярний азот.

Ексимерні лазери. Так називають газові лазери генерують на переходах між електронними станами ексимерних (разлетних) молекул. До таких молекул відносяться, наприклад молекули Ar2, Kr2, Xe2, ArF, KrCl, XeBr та ін Ці молекули містять атоми інертних газів.

Зауважимо, що в ексимерних лазерах реалізовані найбільш низькі значення генеруються довжин хвиль. Так. в лазері на молекулах Хе2 спостерігалася генерація на довжині хвиль 0,172 мкм, в лазері на молекулах Kr2 0,147 мкм, в лазері на Ar2 0,126 мкм.

Електроіонізаціонние лазери. В якості іонізуючого випромінювання використовують ультрафіолетове випромінювання, електронний пучок з прискорювача, пучки заряджених частинок, що є продуктами ядерних реакцій.

Хімічні лазери. Реакції йдуть з вивільненням енергії, називають екзоенергетічсекімі. Вони-то і становлять інтерес для хімічних лазерів. У цих лазерах, що вивільняється при хімічних реакціях, йде на порушення активних центрів і в кінцевому рахунку перетворюється в енергію когерентного світла.

Наведемо приклад реакцій заміщення, які використовуються в хімічних лазерах: F H2 -> HF H, F D2 -> DF D, H Cl2 -> Hcl Cl, Cl HJ -> HCl J.

Зірочка вказує на те, що молекула утворюється у збудженому коливальному стані.

Існує ще ряд ознак класифікації лазерів, але віднесемо їх розгляд до спеціальної літератури.