Научные исследования и технические разработки
по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика.
Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки.
Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.
Новый метод накачки, или возбуждения лазера на парах меди, позволяющий существенно увеличить эффективность излучения
Лазеры на парах меди, широко используемые сегодня в медицине, для зондирования атмосферы и в лазерных шоу, будут работать эффективнее. Новая система подачи энергии, предложенная учёными из Томска, позволит создать более компактные лазеры и увеличить срок их службы, отмечает «Информнаука».
Принцип работы лазера основан на излучении света частицами меди, находящимися в газовой активной среде лазера. Для того чтобы атомы перешли в возбуждённое состояние и начали излучать энергию, в газе инициируют высоковольтный (тысячи вольт) электрический разряд. Лазер на парах меди работает в импульсном режиме и может излучать жёлтый и зелёный свет. Уже сегодня такие лазеры отличаются относительно высокой эффективностью: их КПД в десять раз выше, чем у аргоновых и гелий-неоновых лазеров. Лазеры на парах меди находят широкое применение во многих областях науки и техники – от косметологии до разделения изотопов и микрообработки изделий. Но такие лазеры требуют подачи высокого напряжения, что удорожает их эксплуатацию, приводит к частому перегреву и быстрому износу прибора и к тому же делает конструкцию лазера более громоздкой.
Учёные из Института оптики и атмосферы им. В. Е. Зуева, Томского государственного университета и Института мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения РАН предложили своё решение этих проблем. В «Журнале технической физики» Владимир и Владислав Герасимовынаписали о новом методе накачки, или возбуждения лазера на парах меди, позволяющем существенно увеличить эффективность излучения.
Вместо обычных импульсов напряжения для возбуждения лазера учёные предлагают использовать цуги (серии) затухающих импульсов. Они продемонстрировали, что такой режим подачи энергии позволяет генератору накачки инициировать импульсы с высокой частотой (более 4,5 мегагерца), что, в свою очередь, позволяет на порядок увеличить выходную мощность излучения. Исследователи экспериментально подтвердили свои выводы: использование затухающих импульсов позволило им достичь коэффициента полезного действия, равного 15 процентам. Это очень серьёзный результат: КПД обычных лазеров на парах меди не превышает трёх процентов.
Специалисты поясняют, что предложенный метод позволит снизить высоковольтное напряжение накачки с нескольких тысяч до нескольких сотен вольт, что продлит срок службы лазеров на парах меди. Кроме того, технология предполагает замену некоторых нестабильно функционирующих и громоздких элементов в блоке накачки на маленькие транзисторы, работающие в мегагерцовом диапазоне, что в итоге также благотворно скажется на габаритах и массе устройства.
Источник информации:
В. А. Герасимов, В. В. Герасимов «Исследование лазера на парах меди при накачке цугами затухающих синусоидальных импульсов возбуждения», Журнал технической физики, 2011, том 81, выпуск 1.
