Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Длина волны излучения для большинства применяемых на практике лазеров может изменяться лишь в небольших пре­делах. В то же время практические задачи часто требуют ис­пользования диапазона частот, не совпадающего с тем, в кото­ром работают эффективные в остальных отношениях лазеры. Так, например, во многих случаях нужны мощные импульсные излучатели с длиной волны, лежащей в сине-зеленом участке спектра: такое излучение меньше всего поглощается в воде, лучше всего воспринимается глазом и фотоэлектрическими при­емниками наиболее распространенных типов. Однако ни один из рассмотренных выше твердотельных лазеров в этой обла­сти спектра не излучает, а лазеры других типов не обеспе­чивают необходимой для ряда целей энергии излучаемых им­пульсов. Преодолеть эту трудность помогают специальные устройства — преобразователи частоты оптического излучения; наиболее распространенными из них являются умножители ча­стоты.

Умножение частоты называют также генерацией гармоник. В основе этого процесса лежит использование нелинейных свойств некоторых оптически прозрачных кристаллов: при воз­действии на них мощного электромагнитного поля оптической частоты происходит изменение диэлектрических параметров кристалла по нелинейному (квадратичному или более слож­ному) закону. В результате колебания, прошедшие через такой кристалл, перестают быть строго синусоидальными — в спек­тре появляются компоненты кратных частот (высшие гармо­ники). Поставив на пути излучения, прошедшего через кри­сталл, светофильтр или дисперсионную призму, можно выде­лить, например, компонент с удвоенной частотой (вторую гармонику). Принципиальная схема лазера с удвоением частоты изображена на рис. 32.

Эффективность умножителей частоты растет с увеличением мощности падающего на нелинейный кристалл излучения. Обычно в импульсных умножителях плотность потока падаю­щего излучения имеет порядок 108 Вт/см2; при этом во вторую гармонику на выходе кристалла преобразуется 30—50 % энер­гии падающего излучения. Значения плотности потока

—108 Вт/см2 характерны для мощных импульсных твердотель­ных лазеров, работающих в режиме модуляции добротности или синхронизации мод. Поэтому чаще всего умножители ча­стоты используются в сочетании именно с такими лазерами. Удвоение частоты лазера на неодимовом стекле или алюмоит — триевом гранате (длина волны излучения 1,06 мкм) позволяет получить излучение с длиной волны 0,53 мкм, представляющее собой зеленый свет. Такая комбинация лазера и удвоителя ча­стоты нередко применяется в современных дальномерах, пред­назначенных для измерения расстояний до ИСЗ.

Существуют и другие типы преобразователей частоты излу­чения лазеров, действие которых также основано на нелиней­ных оптических эффектах, однако на практике они применя­ются реже, чем умножители частоты.

Комментарии запрещены.