ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ 1959–1965
Первый газовый лазер (на смеси гелия и неона) был построен в 1961 г. Джаваном, Беннетом и Херриотом.
Н.Г. Басовым, Е.П. Маркиным и Д.И. Машем в 1962 г. был создан первый советский гелий-неоновый лазер с излучением на длине волны 1,153 мкм.
После ряда усовершенствований гелий-неоновый лазер стал одним из наиболее употребительных и получил название классического. Он вызвал к жизни множество исследований, посвященных лазерам на других газообразных активных веществах. Их можно разделить на четыре группы:
1) ЛАЗЕРЫ С НЕЙТРАЛЬНЫМИ АТОМАМИ.
В 1962 г. в США в лаборатории Белл-Телефон К. Пател получил генерацию на смеси гелий-неон на длине волны 11530.
В 1963 г. Г.Г. Петраш и И.Н. Князев в ФИАНе наблюдали импульсную генерацию на неоне и на смеси неона и гелия.
В.П. Чеботаев в Новосибирске в Институте полупроводников построил лазер на чистом неоне.
В 1960 г. С.Г. Раутиан и И.И. Собельман в ФИАНе предложили осуществить отрицательное поглощение в парах металлов, обладающих большим количеством стабильных и метастабильных уровней энергии. Эта идея была реализована в 1961 г. Джекобсом, Гулдом и Рабиновичем в Нью-Йорке. Они получили когерентное усиление света в оптически возбужденном газообразном цезии на длине волны 3,2 мкм.
2) ИОННЫЕ ЛАЗЕРЫ.
В отличие от лазеров с нейтральными атомами ионные лазеры генерируют более коротковолновое излучение.
В СССР одноваттный ОКГ с Ar+ непрерывного действия был создан в 1965 г. В
1966 г. был разработан лазер с ионами Ar , предназначенный для промышленного производства.
В ФИАНе В.Ф. Китаевой, Ю.И. Осиповой и Н.Н. Соболевым в 1967 году выполнены спектральные исследования лазера с ионами Ar+.
Для ионных лазеров требуется высокая плотность разрядного тока и высокие
энергии накачки.
3) МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ЛАЗЕРЫ.
В 1960-х гг. были начаты работы по получению генерации в широком диапазоне длин волн с молекулярными активными веществами и по разработке новых методов накачки.
В ФИАНе в 1961 г. С.Г. Раутианом и И.И. Собельманом была выполнена пионерская работа «Фотодиссоциация молекул как способ получения среды с отрицательным коэффициентом поглощения» (ЖЭТФ.1961.Т. 41. №6. С.
2018-2019).
Первый молекулярный лазер был создан в 1964 г. в США C. Пателом на молекулах углекислого газа.
В 1964 г. в ФИАНе П.А. Бажулин, И.Н. Князев и Г.Г. Петраш впервые построили лазер на молекулярном водороде.
В 1966 г. В.К. Конюхов и А.М. Прохоров (ФИАН) впервые сообщили об инверсной населенности при адиабатическом расширении газовой смеси.
В 1963 г. Н.Г. Басов и А.Н Ораевский (ФИАН) показали, что накачку молекулярного лазера можно осуществить путем нагревания или охлаждения активной среды. Благодаря этой работе появилась возможность создания газодинамических лазеров, в которых активная газовая сред движется через оптический резонатор со сверхзвуковой скоростью. Тепловая энергия газа в форме колебательного движения молекул непосредственно преобразуется в энергию когерентного излучения.
В.К. Конюхов и А.М. Прохоров (ФИАН) в 1966. построил газодинамический лазер непрерывного действия на смеси углекислого газа, азота и воды и получил на него авторское свидетельство.
В ФИАНе был построен CO2 лазер с усилительными каскадами длиной 120 м, работавший в непрерывном режиме.
4) ЭКСИМЕРНЫЕ ЛАЗЕРЫ
1960–1970
Понятие «эксимер» впервые введено в рассмотрение Б. Стивенсом и Е. Хаттоном.
В 1970 г. Н.Г. Басов с сотрудниками в ФИАНе получили генерацию в жидком ксеноне на длине волны 0,176 мкм при накачке импульсным пучком электронов высокой энергии (800 кэВ). Главным достоинством эксимерного лазера является продвижение в ультрафиолетовую область.
В 70-е годы создание эксимерных лазеров было серьезным достижением квантовой электроники.
Импульсный электроионизационный молекулярный газовый лазер КЛИН-ЗГ. Монтаж установки ведет A.Кучаев. 1982 |
Сверхзвуковой СО лазер. 1987 |