Определение концентрации атомов в газе методом атомно абсорбционной спектроскопии (стр. 5 из 6)
Энергия на выходе лазера на красителях при такой накачке составляет от 2 до 200 мкДж (типичное значение 50 мкДж)
Другим широко используемым источником накачки для лазера на красителях является мощное излучение линий (сине-зеленая и ультрафиолетовая области спектра) ионного аргонового лазера. Для многих красителей, у которых генерация происходит на длинах волн, превышающих 560 нм (от желтой до красной области спектра), полосы поглощения красителя совпадают с длинами волн излучения аргонового лазера в видимой области. Накачку других красителей, таких, как кумарин 6, диапазон перестройки которого лежит от 520 до 560 нм, осуществляют одной из линий ионного аргонового лазера (l=488 нм). Красители, генерация излучения которыми осуществляется в синей области спектра, следует возбуждать с помощью аргонового лазера, у которого токовый режим работы и зеркала подобраны так, чтобы получить высокую мощность ультрафиолетового излучения. При использовании мощной накачки ультрафиолетовым излучением в настоящее время можно получать перестраиваемое по длинам волн излучение в синей области спектра на уровне мощности несколько сот милливатт, т. е. на таком уровне мощности, который до создания лазеров на красителях был доступен только на отдельных длинах волн. Так как большинство лазеров на красителях обладают исключительно высоким коэффициентом усиления малого сигнала, требуется лишь небольшой объем активной среды. Однако поглощение интенсивного излучения и последующий нагрев малого объема красителя, а также быстрое заселение триплетного состояния приводят к необходимости непрерывной и быстрой замены вещества в рабочем объеме. Если этого не делать, происходит термическое разложение красителя, что увеличивает, в свою очередь, потери излучения в системе. Для предотвращения разложения красителя можно между двумя окнами, через которые осуществляется накачка и выходит когерентное излучение, помещать поток раствора красителя. Однако экспериментально было найдено, что молекулы красителя разлагаются и загрязняют окна («пригорают» к ним). Чтобы избежать этого, в лазерах на красителях используют струю раствора красителя, которая из специально сконструированного сопла выпускается в воздух, где образует ровный ламинарный слой, через который и проходит излучение лазера накачки. Пучок излучения лазера накачки фокусируется в объем струи красителя, где практически полностью поглощается. Свет накачки, прошедший сквозь струю, поглощается специальной ловушкой. Стимулированное излучение ограничено лишь малым объемом накачки; оптическая ось резонатора составляет небольшой угол с направлением накачки. Резонатор имеет два участка; первый из них состоит из «глухого» зеркала со 100%-ным отражением и дополнительного зеркала. Ось этого участка ориентирована под углом к накачивающему пучку. Второй участок, составленный дополнительным зеркалом и выходным зеркалом (с пропусканием 2—5%), имеет ось, параллельную направлению накачки. Помимо удобств в работе, которые предоставляет параллельность выходного излучения лазера направлению накачки, такой трехзеркальный резонатор имеет большую длину. Это приводит к уменьшению частотного интервала между продольными модами, увеличению числа мод в пределах ширины кривой усиления и повышению выходной мощности излучения по сравнению с более коротким двухзеркальным резонатором
3) Непрерывная перестройка частоты излучения
Перестройка частоты лазерного излучения осуществляется с помощью частотно-селективных элементов типа призменного устройства. В некоторых случаях для увеличения дисперсии используют систему из нескольких призм, работающих вблизи угла Брюстера. Иногда коэффициент усиления красителя бывает настолько высок, что роль диспергирующего элемента (и одновременно «глухого» зеркала) может выполнять дифракционная решетка. Если нормаль к поверхности решетки составляет угол с оптической осью резонатора, то в обратном направлении распространяется излучение в узком спектральном диапазоне вблизи длины волны .
Другим устройством, которое можно использовать для плавной перестройки частоты лазеров на красителях, является двоякопреломляющий фильтр, состоящий из нескольких кристаллических кварцевых пластин различной толщины. Пластины эти помещают в лазерный резонатор под углом Брюстера к оси, так что вертикально-поляризованный свет не испытывает потерь на отражение на поверхностях пластин. Как отмечалось ранее, такие условия способствуют усилению в резонаторе света с высокой степенью поляризации. Чтобы понять принцип перестройки с помощью таких пластин, рассмотрим воздействие одной из них на свет в резонаторе. Главные направления кристалла ориентированы так, что пластина является пластинкой в целую волну для вертикально-поляризованного света.
Для других длин волн вертикально-поляризованный свет после прохождения через пластину станет эллиптически-поляризованным. После отражения от зеркала резонатора этот эллиптически-поляризованный свет испытывает потери при следующем прохождении поверхности кварцевой пластины. Эти потери предотвращают возникновение генерации на длинах волн, заметно отличающихся от тех, для которых кварцевый элемент есть пластинка в целую волну. Хотя одна тонкая пластина может выделить полосу из области генерации спектральной шириной приблизительно 0,3 нм, это значение велико для большинства приложений. Однако если вторая пластина с удвоенной (по сравнению с первой) толщиной также помещена в резонатор, то ширина линии уменьшается до 0,1 нм. В некоторых приложениях используют третью пластину (вдвое более толстую, чем вторая), чтобы сделать ширину линии меньше 0,03 нм Перестройка длины волны выполняется вращением пластин, закрепленных на общем основании, вокруг нормали к поверхности пластин. Так как пластины наклонены к оптической оси резонатора, вращение приводит к эффективному изменению разности показателей преломления и, следовательно, к изменению выделенной длины волны.
ГЛАВА 3
ЭКСПЕРИМЕНТ
Приборы:
1)Лазер гелий - неоновый
2)Микроамперметр (N=150,класс точности 1,5)
3)РНШ
4)лампа ина+тн-0.2-2
Расстояние между электродами d=0.01 м, длина электродов l=0.004 м.
5)Кремниевый фотодиод ФД-24К
Рис. 8 Кремниевый фотодиод ФД-24К
Технические данные
Основные технические данные фотодиода ФД-24К
| Максимальный темновой ток при 25°С, А | 2,5x10-6 |
| Напряжение шума, В/Гц1/2 | 0,61x10-6 |
| Интегральная токовая чувствительность, А/Лм | 6x10-3 |
| Рабочее напряжение, В | 27 |
| Сопротивление изоляции, мОм | 100 |
| Электрическая прочность изоляции выводов, В | 180 |
| Удельный пороговый поток, Лм/см Гц1/2 | 1,6x10-9 |
| Максимальное допустимое напряжение, В | 30 |
| Емкость, пФ | 600 |
| Гарантийная наработка, час | 4000 |
| Гарантийный срок, лет | 10 |
| Диапазон спектральной характеристики | 0.41-0.9 мкм |
| Фоточувствительная площадка, мм2 | 78,5 |
| Температурный диапазон, °С | - 60 ... + 75 |
| Таблица №1 некоторые сведения о He и Ne | |
Таблица №2 определение силы тока и расчет
погрешностей при измерении.
  Предел 1.5N=150 |  Предел 1.5N=150 |  |  |  |  |  % |  % | |
| 5,7 | 5,6 | 0,125 | 0,075 | |||||
| 5,9 | 5,7 | -0,075 | -0,025 | |||||
| 5,8 | 5,7 | 0,025 | -0,025 | |||||
| 5,9 | 5,7 | -0,075 | 0,025 | |||||
| 5,825 | 5,675 | 0.048 | 0.008 | 1,73 | 0,296 | |||
