Способ преобразования лазерного излучения

 

Использование: квантовая электроника. Сущность изобретения: получение многочастотного излучения в ультрафиолетовой области спектра путем воздействия на парамагнитную среду из паров переходных металлов бигармоникой оптической частоты, резонансной частоте магнитного дипольного перехода используемого образца. Обычно ее величина находится в диапазоне 8 - 30 ГГц. 1 ил.

Изобретение относится к квантовой электронике и может использоваться при создании перестраиваемых лазеров, работающих в ультрафиолетовом диапазоне длин волн.

Широкое распространение получил способ преобразования лазерного излучения с использованием в качестве активной среды органических красителей [1]. Важнейшее преимущество органических красителей как потенциальных лазеров заключается в таком их многообразии, что оказывается возможным перекрыть весь диапазон видимого света.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ преобразования лазерного излучения и видимого диапазона в ультрафиолетовую область, основанный на резонансном возбуждении вращений молекул среды бигармоническим световым полем [2].

В предлагаемом способе в качестве активной среды используют парамагнитную среду - пары металлов переходной группы, например железа, которая под действием оптической накачки - бигармоники ₁, ₂, (₁, ₂, - оптические частоты), резонансной типичным частотам электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), переводится в высоковозбужденное энергетическое состояние. Переход возбужденных таким образом атомов паров металлов в нормальное состояние сопровождается когерентным высвечиванием поглощенной энергии в ультрафиолетовую область спектра. Коэффициент преобразования увеличивается при этом на 3-4 порядка.

На чертеже представлена схема экспериментальной установки, на которой осуществлен предлагаемый способ.

Схема включает лазер 1, "кювету" с парамагнитной средой 2, приемный объектив 3, спектральный прибор 4.

Способ осуществляется следующим образом.

Излучение второй гармоники Nd - лазера 1 с двумя центрами ₁ и ₂ (разность частот которых ₁ - ₂ =8-30 ГГц), выделяемыми с помощью, например, интерферометра Фабри-Перо в резонаторе лазера 1, направляется на "кювету" с парамагнитным веществом - пары атомов и ионов железа при давлении 760 Т_ор и Т=300 К, образуемых при взаимодействии лазерного излучения лазера 1 с краями железной прямоугольной диафрагмы. Преобразованное излучение с помощью объектива 3 направляется на входную щель спектрального прибора 4 с дифракционной решеткой 1200 шт/мм ДФС-452 и регистрировалось на рентгеновскую пленку РМ-8 чувствительностью 900 обр/рентген. Продолжительность лазерного импульса составляла около 300 мкс, энергия в импульсе - 0,03 Дж. Положение линий в получаемом спектре контролиpовалось с помощью эталонных линий ртутной лампы низкого давления ПРК-100.

Экспериментально установлено, что преобразованное излучение направлено только по ходу лучей исходного лазерного излучения. Согласно существующим теоретическим представлениям это свидетельствует о его когерентности. Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить коэффициент преобразования исходного лазерного излучения видимого диапазона за счет выбора парамагнитной среды, в которой сечение рассеяния процессов поглощения и излучения увеличивается на 3-4 порядка.

Формула изобретения

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, включающий воздействие оптической накачки на активную среду, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента преобразования излучения за счет получения многочастотного излучения в ультрафиолетовой области спектра путем рассеяния частоты света на спиновых волнах, генерируемых в активной среде, воздействуют на активную среду на основе паров металлов переходной группы оптической накачкой на двух частотах оптического диапазона, разность которых равна резонансной частоте магнитного дипольного перехода активной среды и находится в диапазоне 8 - 30 Ггц.

РИСУНКИ

Рисунок 1