главная   оптика   волоконная оптика   спектроскопия   лазеры   лазерные системы
 
     
 
Оптика
Волоконная оптика
Спектроскопия
Лазеры /
  История создания лазеров
  Принципы работы лазера
  Параметры лазерного излучения
  Различные типы лазеров
  Твердотельные лазеры
  Волоконные лазеры
  Сравнение волоконных лазеров и твердотельных лазеров на объемных кристаллах
  Рамановские лазеры
  Полупроводниковые лазеры
  Газовые лазеры
  Лазеры на красителях
  Необычные лазеры
  Парусные лазеры
  Лазерная безопасность
  Юмор
  Ведущие фирмы-производители лазеров. Поставщики лазерного оборудования
  Лазерика
Лазерные системы
Телекоммуникации и связь
 
Выставки и конференции
Новости науки и лазерной техники
 
О проекте
Ссылки

 

Александритовый лазер

Александрит Александри́т—редкая ювелирная разновидность минерала хризоберилла (BeAl2O4), меняющего свою окраску от изумрудно-голубовато- и травяно-зеленой при дневном свете до красной, малиновой, пурпурно- или фиолетово-красной при вечернем и электрическом освещении. Окраска минерала обусловлена незначительной примесью хрома и железа.Александрит назван в честь Александра II, который еще будучи цесаревичем получил этот минерал в подарок на свое совершеннолетие.

На сегодняшний день александрит, искусственно выращенный, чаще всего используют как активный элемент в твердотельных лазерах. По своим оптическим и механическим характеристикам александритовый лазер похож на рубиновый. Твердость, прочность, химическая устойчивость, а также высокая теплопроводность (две трети от величины теплопроводности рубина, что вдвое больше, чем YAG) позволяют накачивать александритовые стержени на высокие мощности без теплового разрушения. Тепловой предел разрушения Александрита составляет 60% от рубина, что в пять раз выше, чем у YAG.

 

Основные параметры лазерного стержня из александрита
Длина волны, (нм)
700-818
Площадь сечения вынужденного излучения, (см2)
1х10-20
Время жизни верхнего лазерного уровня, (мс)
260 (Т=298К)
Плотность легирования BeAl2O4  ионами Cr3+, (в %)
0.05-0.3
Коэффициент теплопроводности, (Вт/см*K)
0.23
Температура плавления, (°С)
1870
Плотность, (кг/мм2)
2000

 
Так как полосы поглощения в александрита находятся примерно на длинах волн от 380 до 630 нм с пиками, приходящими на 410 и 590 нм, то накачка осуществляется в зеленом или синем видимом диапазоне.
С повышением температуры площадь сечения вынужденного излучения возрастает с7 10-21 см2 при 300 К до 7 10-21 см2 при 475 K Отсюда следует, что генерацию с лучшими параметрами получают при повышенной температуре и лазер нередко работает при температуре порядка 100°С.
Александрит может работать как по четырех уровневой системе на электронно-колебательном переходе, так и по трех уровневой, аналогично рубину. Трех уровневая система имеет высокий порог генерации с фиксированной длиной волны на выходе (680,4 нм при комнатной температуре). Поэтому электронно-колебательный переход 4-х уровневой схемы оказывается более эффективным.
При этом время релаксации между уровнями 4T2 и 2Е очень короткое (менее 1 пс) Таким образом, можно считать, что эти два состояния всегда находятся в термодинамическом равновесии. Поскольку энергетический зазор ΔЕ между дном состояния 4T2 и дном состояния 2Е в александрите (ΔЕ≈800см-1) составляет всего несколько kT, то в случае, когда состояние 2Е заселено, колебательные подуровни состояния 4T2 также оказываются заметно заселенными. Следовательно, электронно – колебательные переходы из состояния 4T2 оканчиваются на незаполненных уровнях состояния 4А2 . Поскольку число участвующих в генерации колебательных уровней велико, излучение будет происходить в широком непрерывном интервале частот (λ=700-800 нм).
Хотя александрит может работать и в непрерывном режиме, маленькое сечение излучения делает более практичной импульсную генерацию с высокой частотой повторения импульсов в режиме либо свободной генерации (длительность выходного импульса порядка 200 мкс) либо генерации с модуляцией добротности (длительность выходного импульса порядка 50 нс). Средние мощности лазера на александрите достигли порядка 100 Вт при частоте 250 Гц.
Удаление татуировки с помощью александритового лазера Наиболее широкое применение лазеры на александрите получили в медицине, в частности в косметологии: эпиляция, удаление татуировок.
 
Список литературы:
1. W. Koehner «Solid-state laser engineering», Yellow Schoolhouse Rd. USA
2.О. Звелто «Принципы лазеров» Москва, Мир 1990 г
3. http://en.wikipedia.org/wiki/Chrysoberyl#Alexandrite
 
Кафедра Лазерной техники БГТУ 'Военмех'

Онлайн-конвертер

             
  разработка сайта NINSIS   190005, Санкт-Петербург, ул. 1-я Красноармейская, д. 1
тел/факс: +7 (812) 316-49-09
www.laser-portal.ru