ЛАЗЕРНЫЕ СТЁКЛА
- один из видов т. н. активной среды твердотельных лазеров. Синтезированы десятки различающихся по хим. составу многокомпонентных стёкол - силикатные, фосфатные, германатные, фторфосфатные, фторбериллатные, боратные, теллуритные и др. (см.Стекло),на к-рых получен эффект генерации.
Л. с. характеризуются мн. параметрами, описывающими их физ.-хим., спектрально-люминесцентные, генерационные, прочностные и др. свойства. Генерац. переходами в Л. с. являются излучат. переходы между энергетич. уровнями примесных активных ионов (см.Твердотельный лазер),гл. обр. ионов Nd3+(основной генерац. переход с длиной волны излучения 1,055 мкм), а также ионов Еr3+(переход - 1,54 мкм). Концентрация ионов Nd3+в Л. с. может составлять от 1020см-3до 3*1021см-3, ионов Еr3+5*1019см-3. Специфич. характеристиками Л. с. являются: время жизни метастабильного уровня энергии t, сечение генерац.перехода а, концентрация активных ионовN,квантовый выход люминесценции, коэф. нелинейности показателя преломленияn2, температурный коэф. показателя преломленияdn/dT,поглощение на длине волны генерации, содержание гидроксильных групп в стекле (степень обезвоженности), изменение оптического пути в Л. с. с изменением темп-ры (термооптическая постояннаяW).
Широкое практич. применение нашли силикатные и фосфатные Л. с. Фосфатные Л. с. имеют более высокие спектрально-люминесцентные, генерационные и термооптич. характеристики, силикатные Л. с. более технологичны и дёшевы. Среди известных марок про-мышл. Л. с. отечественные силикатные стёкла с Nd3+ГЛС1-ГЛСЗ, ГЛС5-ГЛС10, фосфатные стёкла с Nd3+ГЛС21-ГЛС27, фосфатные стёкла с Еr3+КГСС- 0135, зарубежные силикатные стёкла с Nd3+ED-2, Q-246 (США), фосфатные стёкла с Nd3+Q-88, 98, 100 (США),LHG-5,7, 8, 10 (Япония), фосфатные стёкла с Ег3+QE-1(США). В табл. приведены нек-рые характеристики Л. с. с Nd3+.
К недостаткам Л. с. по сравнению с распространёнными диэлектрич. лазерными кристаллами относятся: меньшие значения , низкая теплопроводность и худшие механические свойства. Два последних фактора препятствуют созданию лазеров на стекле для работы в непрерывном режиме и в импульсно-периодич. режиме при высокой ср. мощности накачки. Преимуществами Л. с. являются относительно простая технология, низкая стоимость, возможность синтеза стекла в больших (до неск. сотен дм3) объёмах и с высокой оптич. однородностью. Активные элементы (АЭ) лазеров изготавливаются в виде цилиндров, параллелепипедов, дисков, трубок разл. размеров. Площадь поперечного сечения АЭ может быть от единиц мм2до десятков см2, длина - от единиц см до м. Изготавливаются также АЭ в виде волокон.
Характеристики некоторых марок лазерных стёкол с Nd3+
Марка лазерного стекла | |||||||||
ГЛС2 Силикатное (СССР) | 1,98 | 500 | 2,2 | 1 ,53 | -16 | 31 | |||
ГЛС22 Фосфатное атермальное (СССР) | 2,0 | 300 | 3,5 | 1 ,6 | -57,5 | 2 | |||
ЕД-2 Силикатное (США) | 2,83 | 300 | 2,71 | 1,57 | 1,52 | 29 | 80 | ||
Q-100 Фосфатное атермальное (США) | 10,7 | 190 | 4,4 | 1,56 | 1,2 | -46 | 0 | ||
LHG-8Фосфатное атермальное (Япония) | 3, 1 | 315 | 4,2 | 1,53 | 1, 13 | -53 | 6 | ||
На стеклянных активных средах созданы миниатюрные лазеры и мощные лазерные системы, работающие в разл. режимах и применяющиеся в медицине, научных исследованиях, геодезии, для технол. целей, а также в экспериментах но управляемому термоядерному синтезу (УТС). Выходная мощность лазерных систем, созданных на стекле с Nd3+для программы УТС, достигает значений 1013Вт в импульсивном режиме при длительности импульса 1 нс. Типичные величины кпд лазеров иа стекле с Nd3+1-5%.
Лит..Справочник по лазерам, пер. с англ., под ред. А. М. Прохорова, т. 1, М., 1978; Алексеев Н. Е. и др., Лазеры на стеклах, в кн.: Итоги науки и техники. Радиотехника, т. 18, М., 1978; Лазерные фосфатные стекла, под ред. М. Е. Жаботинского, М., 1980.Б. И. Денкер.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.