лазеры, использующие в качестве активной среды органич. соединения с развитой системой сопряжённых связей (красители в виде растворов или паров). Первые Л. н. к. появились в 1966-67. Наиболее распространены производные оксазола, оксадиазола, бензола, а также кумариновые, ксантеновые, оксазиновые и полиметиновые красители. Электронные уровни молекул красителей сильно уширены (непрерывная совокупность колебат. состояний, (см. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СПЕКТРЫ). Усиление и генерация возникают на переходах с нижних колебат. подуровней первого возбуждённого электронного состояния S1 на верхние, слабо заселённые подуровни осн. электронного состояния S0 (рис. 1, а).
Помимо излучат. переходов S1 В®S0 часть молекул после возбуждения претерпевает безызлучательный переход в метастабильное триплетное состояние Т1.
Рис. 1. a - Схема электронных уровней энергии красителя: слева - синглетные уровни (спины двух внеш. эл-нов молекулы антипараллельны), справа - триплетные уровни (спины параллельны); б - спектры поглощения и люминесценции красителя.
Накопление молекул в состоянии T1 приводит к поглощению генерируемого излучения и переходу T1В®T2. Для устранения поглощения применяют кратковрем. импульсы накачки с длительностью t<>
Оптич. накачку осуществляют лазерами (эксимерный лазер, газовые лазеры на N2, на парах Cu, твердотельные лазеры) и газоразрядными импульсными лампами. В случае импульсной лазерной накачки Л. н. к. излучает одиночные или периодически повторяющиеся импульсы длительностью от 1-2 до десятков нс при кпд от единиц до неск. десятков % и мощности излучения, достигающей сотен МВт. Спектр излучения смещён в длинноволновую сторону относительно лазера накачки (рис. 1,б) и генерация при смене красителя может быть получена на любой длине волны l от 322 нм до 1260 нм. Наиболее широкую область перестройки спектра даёт накачка рубиновым лазером (осн. волна l=694 нм и вторая оптическая гармоника l=347 нм).
Непрерывный режим генерации Л. н. к. осуществляется при накачке красителей аргоновым или криптоновым лазером. Область перестройки от 400 до 960 нм, кпд от единиц до десятков %, выходная мощность =1-20 Вт. Особенно эффективны Л. н. к. с прокачкой через резонатор р-ра красителя, напр. в форме свободной струи. Фильтр с нелинейным поглощением, помещённый в резонатор, позволяет осуществить режим синхронизации мод, обеспечивающий непрерывную последовательность ультракоротких импульсов длительностью до 2•10-13 с.
Л. н. к. с нелазерной накачкой работают в импульсном режиме с длительностью излучения до 102 мкс. Для накачки используются коаксиальные или трубчатые импульсные лампы с крутым фронтом нарастания импульса. При накачке стандартными трубчатыми лампами (длительность фронта tф = 10 мкс) энергия излучения =10 Дж, а кпд =1%; в случае спец. ламп накачки получены импульсы с энергией в неск. сотен Дж. При частоте повторения 200- 300 Гц и ламповой накачке мощность излучения > 100 Вт (для родамина, l = 580 нм). При длительности разряда ламп накачки <1 мкс="" область="" перестройки="" спектра="340-960" нм,="" в="" случае="" более="" длит.="" импульсов="" накачки="" (="10" мкс)="" область="" перестройки="" сужается="" (400-700="" нм).="">
В простом оптическом резонаторе красители генерируют излучение широкого спектр, состава (Dl = 10 нм). Однако линия генерации легко может быть сужена до 10-3-10-4 нм без значит. потерь энергии излучения при использовании дисперсионных элементов, напр. дифракц. решётки (рис. 2).
Рис. 2. Схема узкополосного лазера на красителе: ДР - дифракц. решётка; ИТ - интерферометр Фабри - Перо; КР - кювета с раствором красителя; 3 - полупрозрачное зеркало.
Наиболее узкие линии (=103 Гц) получают в непрерывных стабилизир. Л. н. к. Перестройка обычно осуществляется заменой красителя (грубая) и поворотом дисперс. элементов (плавная).
Благодаря возможности получения высокого усиления в малом объёме Л. н. к. перспективны для миниатюризации лазерных устройств. Особенно интересны Л. н. к. с распределённой обратной связью, где резонатор - периодич. структура (стационарная или динамическая), создаваемая в самой активной среде.
В закладки будет добавлено толкование к данному слову в данном словаре. Закладки сохраняются на Вашем компьютере в cookie. Если Ваш браузер не поддерживает cookie или такая возможность отключена, то сохранение закладок будет не возможно.