Гиперссылка 3.7. Лазеры на красителях

Лазеры на красителях — лазеры, использующие в качестве лазерного материала органические красители, обычно в форме жидкого раствора. Они принесли революцию в лазерную спектроскопию и стали родоначальником нового типа лазеров c длительностью импульса менее пикосекунды.

В качестве накачки сегодня обычно применяют другой лазер, например Nd:YAG с диодной накачкой, или аргоновый лазер. Очень редко можно встретить лазер на красителях с накачкой лампой-вспышкой. Основная особенность лазеров на красителях — очень большая ширина контура усиления. Ниже приведена таблица параметров некоторых лазеров на красителях.

Таблица параметров некоторых лазеров на красителях.

Краситель	Центр линии люминесценции, нм	Рабочая область лазера, нм	Область накачки, нм	Приемлемая концентрация, 10−3 моль/л
Карбостирил 165		419—485	350—365	2,5
Кумарин 1		450—495	350—365
Кумарин 30		495—545	400—420
Кумарин 6		521—551	458—514	12,5
Флуоресцин		538—573	458—514	2,7
Родамин 6Ж (R6G)		570—650	458—514
Родамин Б (RB)		601—675	458—514
Нильский голубой		710—790	647—?
Оксазин 1(4)		695—801	647—672	0,6
HITC-P(4)		840—940	647—672	0,74

 

Существует две возможности использовать такую большую рабочую область лазера:

- перестройка длины волны на которой происходит генерация -> лазерная спектроскопия;

- генерация сразу в широком диапазоне -> генерация сверхкоротких импульсов.

В соответствии с этими двумя возможностями различаются и конструкции лазеров.

Если для перестройки длины волны используется обычная схема, только добавляются дополнительные блоки для термостабилизации и выделения излучения со строго определённой длиной волны (обычно призма, дифракционная решётка, или более сложные схемы).

Для генерации сверхкоротких импульсов требуется уже гораздо более сложная установка. Изменяется конструкция кюветы с активной средой. Из-за того, что длительность импульса лазера в конечном итоге составляет 100÷30·10⁻¹⁵ (свет в вакууме успевает пройти лишь 30÷10 мкм за это время), инверсия населённости должна быть максимальна. Этого можно добиться только очень быстрой прокачкой раствора красителя. Для того, чтобы это осуществить, применяют специальную конструкцию кюветы со свободной струёй красителя (краситель прокачивается из специального сопла со скоростью порядка 10 м/с). Наиболее короткие импульсы получаются при использовании кольцевого резонатора.

 

 

 

Жидкостный лазер