Справочник по лазерам. В двух томах - Прохоров А.М.

Автор: Прохоров А.М.
Теги: оптика квантовая радиотехника справочник лазеры квантовая электроника
Год: 1978
Похожие
Лазеры на свободных электронах
Физика лазеров
Справочник по газодинамическим лазерам
Знакомьтесь - лазеры!
Текст
                    СПРАВОЧНИК
по ЛАЗЕРАМ
В двух томах
том I
ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ,
ЛАЗЕРЫ НА ОСНОВЕ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕД,
ПРОПУСКАНИЕ АТМОСФЕРЫ В ОПТИЧЕСКИХ ДИАПАЗОНАХ,
ИНДЕКС ДЛИН ВОЛН ГЕНЕРАЦИИ ЛАЗЕРОВ
ТОМ U
ЭЛЕМЕНТЫ УСТРОЙСТВ КВАНТОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ,
ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА,
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ МОДУЛЯТОРОВ СВЕТА,
НЕЛИНЕЙНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И
НЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА,
ФОТОРЕГИСТРИРУЮЩИЕ СРЕДЫ ДЛЯ ОПТИЧЕСКОЙ ЗАПИСИ
ИНФОРМАЦИИ
Перевод справочника
«Handbook of lasers with selected data on optical technology».
Edited by R. J. Pressley.
Chemical Rubber Co, Cleveland, 1971.
Дополнен новыми материалами, подготовленными
советскими специалистами.

СПРАВОЧНИК
по
ЛАЗЕРАМ
8 двух томах
ТОМ I
Перевод с английского с изменениями и дополнениями.
Под редакцией А. М. Прохорова.
Научно-редакционная коллегия:
G. А. Ахманов, Д. И. Вылегшанин, А. А. Наминский(зам. редактора)*
Ил В. Нарлов, Л. Н. Курбатов, А. Л. Микаэлян, М. Ф. Стельмах
Москва «Советское радио» 1978

ББК 32.86
С74
УДК 535@31)
Справочник по лазерам/ Под ред.
А. М Прохорова. В 2-х томах. Т. I. — М.:
Сов., радио, 1978. — 504 с.
В основу легли главы американского
справочника «Handbook of lasers with
selected data on optical technology», под,
ред. Р. Дж. Пресли, вышедшего в 1971 г. в
США, и статьи справочного характера
ведущих советских ученых.
В первом томе, состоящем из четырех
частей, читатель найдет исчерпывающие
данные о свойствах активных сред всех
известных лазеров, имеющих прикладное
значение. Материал представлен с большой
наглядностью — в виде графиков, таблиц и
энергетических схем.
Книга представляет интерес для
широкого круга инженеров и научных работников»
занимающихся квантовой электроникой и
работающих в смежных областях.
Справочник окажет также большую помощь
разработчикам аппаратуры и приборов,
применяемых в лазерной технике, а также
студентам старших курсов вузов физических а.
технических специальностей.
Редакция литературы по электронной технике
30407-064
С 45—78
046@1)-78
Изменения, дополнения и перевод на русский язык.
Издательство «Советское радио», 1978 г..

СОДЕРЖАНИЕ
ЧАСТЬ I ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ 7
Глава 1 Специфические особенности и основные области применений газовых
лазеров <...., &
Глава 2 Лазеры на нейтральных атомах 11
Глава 3 Лазеры на ионизированных газах 63-
Глава 4 Молекулярные газовые лазеры 103
Глава 5 Импульсные СО2-лазеры высокого давления 133
Глава 6 Газодинамические лазеры 146
Глава 7 Химические лазеры 15&
Глава 8 Лазеры на парах металлов 183
Глава 9 Газовые лазеры в ультрафиолетовой и вакуумной ультрафиолетовой
областях спектра 197
Глава 10 Газовые лазеры как стандарты частоты и длины 221
ЧАСТЬ II ЛАЗЕРЫ НА ОСНОВЕ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕД 236
Глава 11 Достижения в области лазеров на основе конденсированных сред . . 237
Глава 12 Лазеры на диэлектрических кристаллах 259*
Глава 13 Новые лазерные кристаллы с ионной структурой 296-
Глава 14 Коммерческие лазерные стекла 325
Глава 15 Промышленные неодимовые лазерные стекла 329
Глава 16 Полупроводниковые лазеры 334
Глава 17 Жидкостные лазеры с редкоземельными активаторами 346
Глава 18 Лазеры на основе органических красителей 360
ЧАСТЬ III ПРОПУСКАНИЕ АТМОСФЕРЫ В ОПТИЧЕСКИХ ДИАПАЗОНАХ ... 38а
Глава 19 Пропускание атмосферы в.оптических диапазонах 380
ЧАСТЬ IV ИНДЕКС ДЛИН ВОЛН ГЕНЕРАЦИИ ЛАЗЕРОВ 466
Глава 20 Индекс длин волн генерации лазеров 466

ОТ РЕДАКТОРА
Назначение «Справочника по
лазерам»1 — сделать более эффективным труд
тех, кто работает в области исследований
лазеров и их применений. Справочник
состоит из двух приблизительно равных
по объему томов. Он включает некоторые
главы из известного американского
справочника «Handbook of Lasers»*;, а также
статьи ведущих советских ученых по тем
разделам физики и техники лазеров,
которые за последние пять лет достигли
высокого развития и нашли широкое
применение в различных областях науки,
техники и медицины.
В первый том справочника вошли
четыре части, две из которых (I и II)
посвящены главным образом свойствам активных
сред всех известных типов лазеров,
имеющих в настоящее время прикладное
значение. Две другие части справочника
непосредственно связаны с первыми. Они,
с одной стороны, дают возможность быстро
выбрать необходимую длину волны
генерации и тип лазера, с другой стороны, по
имеющимся подробным графикам (ч. III),
позволяют оценить распространение
лазерного излучения с выбранной «длиной
волны в атмосфере.
За более чем пятнадцатилетнюю
историю лазеры сильно изменились как в
качественном, так и в количественном
отношении. Современные лазеры настолько
дифференцированы по типам, частотам,
способам возбуждения, выходной
мощности и энергии генерации, что их
потребители очень часто оказываются в
чрезвычайно трудном положении при выборе
лазера для конкретного применения.
Первые две части т. 1, содержащие большой
фактический материал, имеют вводные
главы, которые могут облегчить эту
задачу. В этих главах коротко рассмотрены
основные этапы развития лазеров,
некоторые особенности их работы, специфические
свойства и область применения, в общих
чертах затронуты задачи и тенденции их
дальнейшего развития.
Надеемся, что такое построение
справочника даст более полное
представление о состоянии дел в каждой конкретной
области развития лазеров и поможет
широкому кругу специалистов, прямо или
косвенно связанных с разработкой лазеров,
с одной стороны, планировать свои
собственные исследования по созданию и
совершенствованию как самих лазеров, так и их
элементов, с другой — отыскивать новые
области применения лазеров. Этому
способствует также список литературы,
помещенный в конце вводных глав справочника.
Редакционная коллегия считает своим
долгом поблагодарить ряд товарищей и
особенно академика АН СССР Р. В. Хох-
лова, чл.-кор. АН СССР В. Е. Зуева и
чл.-кор. АН СССР П. П. Феофилова,
а также В. С. Зуева, Ю. М. Попова,
В. С. Летохова, П. П. Пашинина и
И. Н. Князева за поддержку и помощь,
оказанные при отборе материалов и их
обсуждении. Перевод с английского глав
из книги «Handbook of Lasers» выполнен
Д. Н. Вылегжаниным.
Академик А. М. Прохоров
M) «Handbook of lasers with selected data on optical technology». Под ред. Р. Дж.
Пресли, вышедший в 1971 г. в США.

ЧАСТЬ i
ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ**
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 1
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И
ОСНОВНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЙ
ГАЗОВЫХ ЛАЗЕРОВ Н. В. КАРЛОВ . . 8
Глава 2
ЛАЗЕРЫ НА НЕЙТРАЛЬНЫХ АТОМАХ.
С. S. WILLETT (Пер. с англ.) ... 11
2.1. Виды разрядов в лазерах на
нейтральных атомах. 11
2.2. Сводные таблицы лазерных
переходов. 12
2.3. Механизмы селективного
возбуждения. ' 46
2.4. Характеристики некоторых
лазеров на нейтральных атомах. 53
Глава 3
ЛАЗЕРЫ НА ИОНИЗИРОВАННЫХ
ГАЗАХ. W. В. Bridges, A. N. Chester
(Пёр. с англ.) 63
3.1. Сводная таблица лазерных
переходов. 63
3.2. Схемы уровней энергии. 79
3.3. Характеристики некоторых
ионных лазеров. 81
Глава 4
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ.
М. A. Pollack (Пер. с англ.) . . .103
4.1. Газовые лазеры на
двухатомных молекулах. 104
4.2. Газовые лазеры на
многоатомных молекулах. 105
Глава 5
ИМПУЛЬСНЫЕ СО2-ЛАЗЕРЫ
ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ. Н. В. КАРЛОВ,
Ю. Б. КОНЕВ
5.1. Сечения процессов упругих и
неупругих столкновений молекул
с электронами. 134
5.2. Эффективное сечение
индуцированных переходов и колебательная
релаксация. 138
5.3. Коэффициент усиления и
энергетические характеристики. 141
5.4. Пороги разрушения элементов >
СО2-лазеров. 142
Глава 6
ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ЛАЗЕРЫ.
в. к. конюхов 146
6.1. Газовые смеси для
газодинамического лазера. 146
133
6.2. Сверхзвуковое сопло ГДЛ. 147
6.3. Оптический резонатор ГДЛ. 156
Глава 7
ХИМИЧЕСКИЕ ЛАЗЕРЫ. А. Н. ОРАЕВ- 153
СКИЙ
7.1. Основные принципы работы хи- ™
мических лазеров.
7.2. Химические лазеры
импульсного действия.
7.3. Химические лазеры непрерыв- .«д
ного действия. |!**
7.4. Проблемы и применение. *
7.5. Немного истории.
177
Глава 8
ЛАЗЕРЫ НА ПАРАХ МЕТАЛЛОВ.
Г. Г. ПЕТРАШ 18$
8.1. Способы создания паров
металлов.
8.2. Лазеры на переходах атомов
металлов.
8.3. Лазеры на переходах
атомарных ионов.
Глава 9
ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ В
УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ И ВАКУУМНОЙ
УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ ОБЛАСТЯХ СПЕКТРА. И. Н.
КНЯЗЕВ, В. С. ЛЕТОХОВ
9.1. УФ и ВУФ молекулярные
лазеры на переходах между
устойчивыми состояниями молекул. 201
9.2. УФ и ВУФ эксимерные лазе-
187
189-
19а
197
ры
*)
9.3. Ультрафиолетовые ионные
лазеры. 209
9.4. Системы возбуждения. 213-
Глава 10
ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ КАК СТАНДАРТЫ
ЧАСТОТЫ И ДЛИНЫ. О. Н. КОМПАНЕЦ,
В. С. ЛЕТОХОВ
221
10.1. Методы стабилизации
частоты лазеров. 221
10.2. Лазеры со стабильной
частотой. 224
10.3. Методы получения высокой
кратковременной стабильности
частоты. 227
10.4. Методы измерения частоты
лазеров. 229
10.5. Методы измерения длины
волны лазеров. 233
*> Научный редактор д-р физ.-мат наук Н. В. Карлов.

4. I.
Газовые лазеры
Глава 1
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ОСНОВНЫЕ ОБЛАСТИ
ПРИМЕНЕНИЙ ГАЗОВЫХ ЛАЗЕРОВ
н. в. карлов
Газовые лазеры занимают в квантовой
электронике особое место. Прежде всего
это обусловлено тем, что они работают
в очень широком диапазоне длин волн —
от вакуумной ультрафиолетовой области
спектра до инфракрасного, по существу,
субмиллиметрового диапазона—как в
импульсном, так и в непрерывном режиме.
Кроме того, газообразность активной
среды обусловливает ряд специфических
особенностей газовых лазеров, которые
выделяют их среди лазеров других типов.
Для газовых лазеров наиболее
отчетливо проявляются характерные свойства
лазерного излучения — высокая
направленность и монохроматичность. По
сравнению с твердыми телами и жидкостями газы
обладают существенно меньшей плотностью
и более высокой однородностью. Поэтому
световой луч в газе в меньшей степени
искажается и рассеивается, что позволяет
легче достигать дифракционного предела
расходимости лазерного излучения.
При малой плотности для газов
характерно доплеровское уширение
спектральных линий, величина которого мала по
сравнению с шириной линий
люминесценции в конденсированных средах. Это, а
также применение целого ряда методов,
использующих характерные свойства доп-
леровски уширенной линии излучения
(поглощения), позволяет легче достигать
высокой монохроматичности излучения
газовых лазеров.
Вместе с тем малая плотность газов
препятствует получению такой высокой
плотности возбужденных частиц, которая
характерна для твердых тел. Поэтому
удельный энергосъем у газовых лазеров
существенно ниже, чем у лазеров на основе
конденсированных сред. Переход к более
высоким давлениям и применение новых
методов возбуждения резко увеличили мощность
газовых лазеров. Специфика газов
проявляется и в многообразии физических
процессов, применяемых для создания
инверсии населенностей. К их числу относятся
возбуждение при соударениях в
электрическом разряде, химическое возбуждение,
фотодиссоциация, газодинамические
процессы, оптическая накачка (в том числе и
лазерным излучением)
электронно-лучевое возбуждение.
Методы создания инверсной
заселенности. В подавляющем большинстве
газовых лазеров инверсия населенностей
создается в электрическом разряде. Это
наиболее общий метод получения инверсии
в газовых лазерах, так как электроны раз-
8
ряда легко возбуждают газ в широком
интервале энергий, создавая инверсию
населенностей уровней энергии ионов,
нейтральных атомов, устойчивых и
неустойчивых молекул. Газоразрядный метод
применим как для возбуждения лазеров в непре
рывном, так и в импульсном режиме.
Электрический разряд в газе может быть
самостоятельным и несамостоятельным.
В последнем случае проводимость газа
обеспечивается внешним ионизирующим
агентом, а энергия возбуждения, вводимая
в разряд (энерговклад), осуществляется
независимо от условий пробоя газа при
оптимальном значении напряженности
электрического поля. Несамостоятельные
разряды могут быть получены в газах
высокого давления и в больших объемах.
Переход к несамостоятельным разрядам
позволил резко поднять мощность и
энергию излучения прежде всего таких
лазеров с большим к. п. д., как СО2-лазеры.
Наиболее хорошо разработанным
методом создания несамостоятельных разрядов
является применение в качестве
ионизирующего агента пучка электронов высокой
энергии. Такие пучки нашли в последнее
время применение для непосредственного
• создания инверсии населенностей в
газовых лазерах видимого и ультрафиолетового
диапазонов длин волн. Электронные
пучки могут быть применены также (наряду
с лампами-вспышками) для инициации
химических реакций.
При химическом возбуждении инверсия
населенностей создается в результате
химических реакций, при которых образуются
возбужденные атомы, радикалы, молекулы.
Газовая среда удобна для химического
возбуждения, так как реагенты легко и
быстро перемешиваются и легко
транспортируются. Химические лазеры интересны
тем, что в них происходит прямое
преобразование химической энергии в энергию
высоконаправленного электромагнитного
излучения. Потребление электроэнергии
во время работы химического лазера
может быть очень малым, что также является
его достоинством.
К химическим лазерам можно отнести
и лазеры, инверсия населенностей в
которых достигается с помощью реакций
фотодиссоциации.
Характерной особенностью газовой
среды является возможность получения
потоков газа с изменяющимися
термодинамическими параметрами. При этом возможно
возникновение инверсии населенностей.
Тепловая энергия нагретого газа при быст-

Гл. t.
Особенности и основные области применений газовых лазерое
ром охлаждении непосредственно
преобразуется в таких системах в энергию
монохроматического электромагнитного
излучения
Отмеченные выше методы создания
инверсных населенностей в газовых лазерах
получили интенсивное развитие в самое
последнее время. Поэтому в ч. 1
справочника добавлены главы, посвященные
соответствующим разработкам
Основные области применений газовых
лазеров. Разнообразию методов
возбуждения газовых лазеров и широкому
диапазону ллин волн их излучения соответствует
обширный круг разнообразных применений
лазеров этого типа. Особое место они
занимают при создании лазерных
стандартов частоты и длины, чему посвящена
гл. 10 справочника. '
Не останавливаясь на таких хорошо
известных применениях газовых лазеров,
как нивелирование в геодезии,
маркшейдерском и строительном деле, отметим
технологические применения лазеров.
Обработка твердых материалов, резание и
сварка во многих случаях оказываются
экономически более выгодными при лучевом
воздействии излучения мощных СО2-лазеров
непрерывного действия или имггульсно-
периодического действия, обладающих
высоким к. п. д. Большой интерес
представляет раскрой текстильных (тканых и
нетканых) материалов с помощью СО2-лазе-
ра в поточных линиях, управляемых ЭВМ.
Это позволяет без переналадки линии
гибко изменять фасон и конфигурацию
выкраиваемых изделий при максимальном
использовании материала. Перспективно
применение СО2-лазеров также для резки
листовых материалов в
крупномасштабных производствах непрерывного цикла
(бумажная, стеклоделательная
промышленность).
Интересным применением газовых
лазеров является оптическая связь,
телевидение и голография, пространственная
стабилизация систем с помощью лазерных
гироскопов и т. п. Газовые лазеры высокой
монохроматичности и направленности на
различных волнах видимого диапазона
необходимы для создания систем голографи-
ческой памяти с высокой скоростью
считывания и большой емкостью.
Необходимо специально отметить
спектроскопические применения газовых
лазеров и их использование для накачки
лазеров на красителях, имеющих высокую
монохроматичность и стабильность частоты
излучения при перестройке во всем
диапазоне видимого излучения.
Важной областью применения газовых
лазеров являются медицина и биология.
Луч СО2-лазера как бескровный нож
начинает находить применение в
хирургических операциях, причем даже на таких
органах, как печень. К настоящему
времени представляется многообещающим
использование коагулирующего действия
излучения аргоновых лазеров для остановки
кровотечений, в том числе внутренних
кровотечений, для чего с помощью*
волоконной оптики излучение без резекцию
вводят внутрь организма.
Большое значение имеют
экспериментальные исследования влияния длины
волны на микробиологические объекты.
Газовые лазеры обладают уникальными
возможностями для определения резонансных
кривых адсорбции бактерий. С их помощью
возможна стерилизация одного типа
бактерий и стимуляция роста другого типа в
бинарных бактериальных системах. Лазерное
воздействие может быть катализатором
микробактериального роиста.
К настоящему времени получены
обнадеживающие результаты по увеличению-
всхожести растений, семена которых под-
вэргались облучению газовыми лазерами*
по воздействию лазерного излучения на
системы кровообращения теплокровных
животных, по излечению некоторых
злокачественных новообразований. Механизм
этих воздействий пока неясен, но значение
этой области применений газовых лазеров-
трудно переоценить.
В химии газовые лазеры дают
возможность резонансного воздействия,
приводящего к синтезу, диссоциации, катализу.
Здесь особую роль играют лазеры
инфракрасного диапазона, частота излучения
которых совпадает с колебательными
частотами многих молекул. Большое значение
имеет возможность плавной перестройки
частоты излучения мощных молекулярных
лазеров, обладающих большим к. п. д.
Селективное возбуждение избранных
колебательных степеней свободы
молекул, отрыв колебательной температуры от
поступательной, возбуждение высших
колебаний молекул приводят к химическому
действию ИК лазерного излучения. Именна
газовые лазеры находят здесь наибольшее
применение.
Развитие техники газовых лазеров и
результаты исследований резонансного
взаимодействия мощного лазерного
излучения с веществом создали предпосылки
для решения такой важной проблемы, как
лазерное разделение изотопов. Уникальное
свойство лазерного излучения
воздействовать только на желаемый изотоп в их
природной смеси, а не на всю смесь в целом>
представляет громадное преимущество
лазерных методов разделения изотопов. В
силу своей специфики газовые лазеры
наилучшим образом обеспечивают
реализацию этих преимуществ. Подчеркнем, что
первые успехи в лазерном разделении
изотопов такого важного в энергетическом
отношении элемента, как уран, достигнуты
с помощью газовых лазеров.
О важности этой области применения
газовых лазеров свидетельствует то
обстоятельство, что в принципе возможна
лазерное разделение изотопов всех
элементов периодической таблицы Д. И.
Менделеева.
Важнейшей областью применения га-
9

4. I.
Газовые лазеры
зовых лазеров являются также
исследования по лазерному управляемому
термоядерному синтезу. Хотя первые
результаты в этой области получены, с помощью
твердотельных, главным образом неоди-
мовых, лазеров с высокой импульсной
энергией, повышение энергосъема и к. п. д.
СО2-, СО-, HF-, 1-лазеров, создание
мощных лазеров видимого и УФ диапазонов
делает перспективным применение газовых
лазеров в этой области исследований.
Применения лазеров коротковолнового
диапазона заслуживают более
детального обсуждения главным образом
благодаря их перспективности и относительной
молодости этой бурно развивающейся в
настоящее время области квантовой
электроники. Интерес к освоению коротковолнового
диапазона с помощью лазерного излучения
связан с тем, что в этой области спектра
лежат полосы поглощения и
фотоионизации большинства молекул.
Коротковолновые лазеры необходимы для любых
применений, связанных с возбуждением
электронных состояний и с фотоионизацией
атомов или молекул. При этом используется
относительно большая величина кванта
энергии коротковолновых лазеров. Малая
длина волны излучения X и возможность
фокусировки излучения на площадке с
характерным размером «А, представляют
интерес с точки зрения возможных
применений. Освоение диапазона коротких длин
волн, особенно в вакуумной
ультрафиолетовой (ВУФ) области спектра, началось
относительно недавно, и примерно до 1974 г.
основное внимание исследователей
уделялось созданию лазерных систем Поэтому
работы по применению коротковолновых
лазеров еще ждут своего развития
В спектроскопии коротковолновое
лазерное излучение применяется при
исследовании люминесценции и поглощения
атомов и молекул. Использование лазерных
«мпульсов ультрафиолетового излучения
малой длительности для возбуждения
люминесценции позволяет получать данные
о затухании люминесценции, временах
жизни электронных состояний,
динамических процессах в сложных молекулах.
При этом в некоторых случаях можно
получить разрешение во времени в пикосе-
кундном диапазоне. При лазерном
возбуждении спектры люминесценции имеют
упрощенную структуру. Это особенно важно
при анализе спектров сложных молекул.
Люминесценция веществ под
действием ультрафиолетового лазерного
излучения используется для детектирования
малых количеств атомов и молекул по
аналогии со схемами, разработанными для
лазеров видимого диапазона. Использование
лазеров в ультрафиолетовой области
спектра (УФ лазеров) существенно расширяет
область применения таких систем при
сохранении высокой чувствительности
детектирования 102—104 см~3.
С помощью УФ лазеров возможно
резкое увеличение числа атомов и молекул,
10
которые можно исследовать методами
нелинейной лазерной спектроскопии
высокого и сверхвысокого разрешения.
Другая крупная область применений
коротковолновых лазеров связана с
фотофизическими процессами и фотохимией. Сюда
включаются и задачи лазерного разделения
изотопов. Во-первых, коротковолновые
лазеры могут использоваться для
исследования механизма химических реакций. С этой
целью с помощью лазерного излучения
относительно легко получить атомы или
молекулы в определенном
электронно-возбужденном состоянии. С помощью лазерной
фотодиссоциации молекул можно получить
определенные радикалы, реакции которых
интересно исследовать. Используя
лазерный люминесцентный анализ, можно с
высокой чувствительностью проводить
регистрацию промежуточных и конечных
продуктов химических реакций
Второй аспект связан с разработкой ла-
зерно-химических технологических
процессов получения сверхчистых веществ.
УФ лазеры применяются в схемах
разделения изотопов с помощью
двухступенчатой фотоионизации. Существуют также
другие методы разделения изотопов, в
которых может быть использовано излучение
УФ лазеров
Помимо разделения изотопов лазерные
методы могут быть использованы для
выделения долгоживущих возбужденных
состояний ядер (изомеров) при создании
лазеров 7"Диапазона- Обладая высоким
квантом энергии, УФ лазеры весьма
перспективны для инициирования и управления
химическими реакциями.
Энергия квантов излучения ВУФ
лазеров достаточна для прямой фотоионизации
многих молекул. Использование этих
лазеров в схеме двухступенчатой фотоиони-.
зации молекул перспективно для
создания лазерных фотоионизационных
детекторов молекул с чувствительностью 103—
105 молекул/см~3. Излучение ВУФ лазеров
можно также использовать для резкого
увеличения чувствительности (примерно
на 3—4 порядка) фотоионизационных масс-
спектрометров.
УФ лазеры применяются в системах,
основанных на использовании рассеянного
излучения, интенсивность которого
пропорциональна v4, и, кроме того,
большинство веществ имеет полосы поглощения в УФ
области спектра, что также приводит к
увеличению интенсивности рассеянного
излучения благодаря резонансному характеру
рассеяния УФ лазеры используются в ли-
дарных системах дистанционного
детектирования примесей и определения
пространственного распределения загрязнений
в атмосфере. Использование УФ лазеров
перспективно для получения рассеянного
излучения на биологических объектах,
а также для создания систем связи с
помощью- лазерного излучения в области
спектра X = 270 нм в атмосфере и особенно
в космосе в связи с малой интенсивностью

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
фона солнечного излучения в УФ
диапазоне спектра.
Лазерное излучение в УФ диапазоне
перспективно для ■ получения плотной,
высокотемпературной плазмы. Наиболее
эффективно поглощение энергии лазерного
излучения происходит на частоте, близкой
к критической частоте плазмы шкр. Лазеры
ИК диапазона, например СО2-лазер,
выгодно использовать для нагрева плазмы
с концентрацией электронов не выше
1019 см-3. С помощью УФ лазеров можно
осуществлять эффективный нагрев
поверхности мишени и окружающей ее плазмы при
концентрации плазмы на три порядка-более
высокой (примерно 1022 см~3). Указанное
свойство ультрафиолетового лазерного
излучения может оказаться особенно
ценным при решении проблемы лазерного
инициирования термоядерных реакций. Для
этой цели пригодны мощные лазеры УФ
диапазона с относительно высоким к. п. д.
В качестве возможных кандидатов могут
служить эксимерные лазеры, лазер на
смеси N2 + Аг и Лазер на первой
отрицательной A—) системе полос NJ*.
Перспективы развития газовых
лазеров носят достаточно общий характер.
Их развитие будет идти по пути
дальнейшего расширения диапазона длин волн-
лазерного излучения, более плотного»
заполнения уже освоенного диапазона,
создания лазеров с плавной перестройкой
частоты излучения во все более и более
широких диапазонах, увеличения к. п. д.,
средней мощности и импульсной энергий
генерации.
В СССР широким фронтом ведутся
работы по созданию и применению газовых
лазеров. Нашей стране принадлежит
приоритет в создании газодинамических
лазеров, электроразрядных лазеров с
несамостоятельным разрядом, поддерживаемым-
внешним источником ионизации,
фотоионизационных лазеров, а также в таких
многообещающих областях применения газовых
лазеров, как лазерная фотохимия и
лазерное разделение изотопов.
Глава 2
ЛАЗЕРЫ НА НЕЙТРАЛЬНЫХ АТОМАХ
И. С. УИЛЛЕТТ (С. S. Willett)
Первое сообщение о получении
инверсии населенностей и'генерации в газовом,
разряде в смеси гелия с неоном появилось
в 1961 г. С тех пор генерация получена
более чем на 450 различных переходах между
уровнями нейтральных атомов 29
химических элементов510. Как видно из рис. 2.1, в
число последних входят представители всех
групп периодической системы элементов.
По способу возбуждения лазеры на
нейтральных газах разделяются на три группы:
1) лазеры, возбуждаемые' слабоиони-
зированным высокочастотным разрядом
или разрядом постоянного тока;
2) лазеры, возбуждаемые импульсным
разрядом с послесвечением;
3) лазеры, возбуждаемые разрядом
с крутым фронтом.
2.1. ВИДЫ РАЗРЯДОВ В ЛАЗЕРАХ
НА НЕЙТРАЛЬНЫХ АТОМАХ
Источником непрерывного лазерного
излучения в нейтральных газах чаще
всего является слабоионизированная
плазма в положительном столбе тлеющего
разряда. Плотность тока при тлею»
щем разряде поддерживается в пределах
100—200 мА/см2. Свойства плазмы поло*
жительного столба определяются
электрическим полем, направленным по оси
трубки. В стационарном однородном и
неслоистом положительном столбе
напряженность продольного электрического пол»
такова, что число возникающих
электронов и ионов точно компенсирует потери-
заряженных частиц при диффузии к
стенкам газоразрядной трубки. Температура
плазмы устанавливается на уровне,
обеспечивающем поддержание потока
положительных ионов и восполнение потерь
электронов на стенках. Теоретический
анализ процессов, происходящих в
положительном столбе разряда в чистых газах
[202] и газовых смесях [206], когда
объемная ионизация и столкновения электронов-
с атомами в метастабильном состоянии
несущественны, показывает, что средняя
электронная температура определяется
главным образом величиной произведения
давления газа р на внутренний диаметр
трубки D. При малых значениях pD
электронная температура высока, пр»
*} В дополнении, любезно присланном автором данной главы, приведены ссылки
на работы, в которых сообщается о получении генерации на переходах Ва, Sm, Eu, Tu
и Yb. С разрешения автора и в соответствии с этими данными в рис. 2.1 и табл. 2.2 и
2.3 внесены изменения. Таким образом, число химических элементов, на нейтральных
атомах которых получена генерация, равно 34. {Прим. перев.).
Ц

4. I.
Газовые лазеры
больших, наоборот, низка [203]. Условия
разряда в газе будут неизменны, если
поддерживать постоянным значение pD
(при постоянной концентрации электронов).
В слабоионизированной плазме
положительного столба концентрация электронов
прямо пропорциональна плотности тока.
Таким образом, величина pD имеет
первостепенное значение для определения
характеристик газового разряда. В
таблицах данной главы приведены значения
pDy являющиеся оптимальными для
получения инверсии населенностей на
большом числе переходов в различных газах
и газовых смесях.
видом и давлением газа, напряжением
пробоя, потерями энергии в разряде,
сопротивлением внешней цепи, а также формами
фронта и спада импульса тока.
Сведения, касающиеся деталей
импульсного возбуждения, приводятся в
таблицах лишь в тех случаях, где это
необходимо.
Импульсный разряд с крутым фронтом
применяется в основном для возбуждения
лазеров на самоограниченных переходах,
работающих в переходном режиме. Для
получения инверсной заселенности
длительность фронта разряда должна быть
соизмерима с излучательным временем
IA
У/А
Li
>/A
УУА
fa
У/А
Rb
Y/Ъ
Fr
п
Be
м9
Ж''
У/А
У/А
у/А
Ш
Rtt
ШВ
Sc
Y
Ltt
Ac
ШВ
Ti
lv
\
\
YB
V
Nb
Та
Ce
Th
Ш
Cr
Mo
W
Pr
Pa
To
Rb
Ш
U
/ A_
Fe
Ra
08
Pm
Np
Co
Rh
Ir
Ш
У/А
Pu
—\
Ni
Pd
Pt
У/А
Am
IB
y/A
У/А
Дд
S//A
'У/А
Gd
Cm
IB
У/А
y//^
У/А
Tb
Bk
ША
В
Al
Gtt
In
УА
У/А
Б9
Cf
ЛГА
УАА/
^/
Ce
У/А
< wy
'У/А
Ho
Es
YA
'//Aa
P
As
Sb
Bi
lv
Fm
таи
^
У/А
у/А
;S '
/^
Se
У/Уу
Po
Md
YEA
щ
y/A
У//у
У/А
'//A,
У/А
y/A
At
У//у
No
MB
Ш
{У/А
У/А
y//
y/A
У/А
У/А,
У/А
Rn
Lu
Lr
Рис. 2.1. Периодическая система элементов.
Штриховкой отмечены элементы, на нейтральных атомах которых получена генерация.
Об использовании импульсного
разряда с послесвечением для получения
генерации на переходах нейтральных атомов
было сообщено впервые в работе [133].
В результате лавинной ионизации
плотность тока при импульсном разряде может
достигать 300 А/см2. По окончании
импульсного разряда возникает
послесвечение, сопровождающее быструю термализа-
цию электронов, в которой преобладают
рекомбинационные и диссоциативно-ре-
комбинационные процессы, происходящие
с участием долгоживущих ионов и
возбужденных атомов. Как в чистых газах, так и
в газовых смесях эти процессы приводят
к импульсной генерации с высоким
коэффициентом усиления и большой пиковой
мощностью, но малой эквивалентной средней
мощностью генерации.
Условия в импульсном разряде или
послесвечении нельзя охарактеризовать
одним параметром pD. Они определяются
12
жизни верхнего лазерного уровня [5].
Максимальная плотность тока в импульсе
достигает сотен и тысяч А/см2. Условия
возбуждения атомов в таком разряде
зависят от величины рассеиваемой
мощности, от давления газа, напряжения пробоя
в газе, а также от формы и расположения
электродов. Поскольку время пробоя
столба газа в продольном направлении
довольно велико, при возбуждении
импульсным разрядом с крутым фронтом
многоэлектродные газоразрядные трубки
[8,84] имеют определенные преимущества
перед прямыми двухэлектродными.
2.2. СВОДНЫЕ ТАБЛИЦЫ
ЛАЗЕРНЫХ ПЕРЕХОДОВ
Лазерные переходы в табл. 2.1—2.8
сгруппированы по элементам,
расположенным в порядке возрастания атомного

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
Таблица 2.1
Лазерные
переходы между уровнями нейтральных атомов I группы
периодической системы элементов
К, мкм
0,4340
0,4861
1,8751
1,13822)
1,14042
1,2434
1,2523
3,20403'
7,18213'
€,510554
€,578213
0,627818
Переход
Условия получения генерации
Подгруппа А
Водород (рис. 2.2)
Линия у серии Бальмера
Линия ft серии Бальмера
Первая линия серии
Пашена, самая
интенсивная составляющая
тонкой структуры
перехода
В смеси с Ne, E/p~
= 140 В/см-мм рт-ст.1'
То же
В Не C,5 мм рт. ст.)
с примесью Н2,
оптимальное давление водорода 0,01
мм рт. ст., D = 7 мм
Натрий (рис. 2.4)
4s 251/2 — Зр 2Р1/2
4s 2S1/2—3 р 2Р3/2
В смеси паров Na @,001—
0,003 мм рт. ст.) с Н2, Не
или Ne A—10 мм рт. ст.),
оптимальное давление Н2
5 мм рт. ст., D=12 мм
То же
Калий (рис. 2.3)
5s2S1/2—4/72PJ 2
5s2Sl/2—4^2P3/2
В смеси паров К @,1 мм
рт. ст.) с Н2 C—5 мм рт.
ст.), £>=12 мм
То же
Цезий (рис. 2.5)
8р2р° — бс1Ю
1/ о/
В парах Cs при давлении,
соответствующем
температуре 175° С, D = 10 мм
То же
Подгруппа В
Медь (рис. 2.6)
4р2р° — 4s2 2D
з/ /
о
4p2^i/2—4 s2 2^г/2
В смеси паров Си (р>0,1
мм рт. ст.) с Не A—3 мм
рт. ст.), D= 10 мм
То же
Золото
6/?2Р°2 — 6 S2 2D3/2
В парах Аи при давлении,
соответствующем
температуре около 1500° С, D=10mm
Возбуждение
Импульсное
»
Импульсное
Импульсное

Непрерывное
У)
Импульсами
высокого
напряжения
с крутым
фронтом4)
То же
Импульсами
высокого
напряжения
с крутым
фронтом
Литература
[207]
[207]
[1,207]
[2-4]
[2-4]
D]
[41
[11-13]
[14,11—13]
[5-10]
[5—7, 10]
[9, 5, 10]
4> Е — продольный градиент напряжения, отнесенный к 1 мм рт. ст. давления смеси. (Прим.
пере в.)
-4> Селективное возбуждение верхнего лазерного уровня происходит в результате рекомбинации
ионов: Na+4-H--^Na'<4 s 8S1/2)-}-H.
3> Селективное возбуждение верхнего лазерного уровня производится оптической накачкой на
резонансном переходе 6 s 2S1/2— 8p ZP\ /2 излучением линии Не I 0,3888 мкм.
*J Коэффициент усиления для этой линии в импульсном режиме работы превышает 42 ДБ/м.
13

4. I.
Газовые лазеры
15,53
10,15
■III.» nnr* I i r
т
и
i
\Пашена
Серия
бальмера
I P
I !
\0J0257mkm
I I
I I I
СерияЛаимана
Рис.. 2.2. Лазерный переход с длиной волны
1,8751 мкм в серии Пашена атома водорода.
4 -
3 -
2sn
7S
■%
-0,7664 9мкм/
4/z zPi/z
—6p—
—5p—
/
/0,7699мкм
o-
Рис. 2.З. Лазерные переходы между уровнями
калия.
Рис. 2.5. Лазерные переходы с длинами волн
7,182 и 3,204 мкм в парах цезия при оптической
накачке.
14
I
_2 —6р— —5d
—5р— w
-Js
-4s
191404 мт
1J382MW
I /
/
/0,5896м
I /
JL
Рис. 2.4. Лазерные переходы между уровням»
натрия.
о\
Рис. 2.6. Самоограниченные лазерные переходы
с длинами волн 0,5105 и 0,5782 мкм в парах ме-
ди [5].
номера. Д#я идентифицированных лазерных
переходов приведены рассчитанные
значения длин волн в воздухе, взятые из
литературы. Длины волн в вакууме
выделены курсивом. В табл. 2.9 перечислены*
неидентифицированные лазерные переходы.
В соответствии с установившимся
правилом при обозначении перехода сначала
следует обозначение верхнего уровня, за-

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
Таблица 2.2
Лазерные переходы между уровнями нейтральных атомов II группы
периодической системы элементов
К мкм
Переход
Условия получения генерации
Возбуждение

Литература
5,5457
6,4567
1,13034>' 5)
!,5000*>* *>
1,90174>* 5>
2,15684)» 5)
2,3254
2,47584>
2,5515
2,9227б)
3,95785)
4,0069
4,67065>< в)
4,7156б)
4,7171
5,0309
5,47986Ь •>
5,5636б> i 6)
5,88995>. 6)
6,45465Ь6Ь7)
0,83908>
1,18698)
1,4330
1,6485
18 060A) —9 215B)
18 060A)-
30 237B)-
28 554A)-
13 515B)-
28 230@)-
13 515B)-
30237B)-
28 230@)-
25 704A)-
39 894B)-
13 515B)-
35 892A)-
-11395B)
-24 980C)
-23 919B)
-9 215B)
-24 192A)
-9 597C)
-26 816C)
-25 704 A)
-23 209@)
-37 774A)
-11395B)
-33 905A)
Подгруппа Л
Кальций
В смеси паров Са (при
минимальном давлении,
соответствующем температуре
460° С) с Не или Ne C мм
рт. ст.), в труоках малого
сечения \
Стронций
В смеси паров Sr (при
давлении, соответствующем
температуре выше 460° 6) с Не
или Ne C мм рт ст.), в
трубках малого сечения
В смеси паров Ва (при
давлениях 0,0002 — 0,8 мм
рт ст. соответствующих
температурам 500 — 850° С)
с Аг, Ne, Не илиН2A—Змм
рт. ст. в зависимости от
газа), D = 5—10 мм, длина
трубки 1 = 1 м
То же
Подгруппа В
Кадмий
В смеси Не B—20 мм рт. ст.)
и паров Cd (оптимальное
давление 0,02 — 2 мм рт. ст.),
D=12 мм
В смеси паров Cd @,03—
0,05 мм рт. ст.), с Не или
Ne @,5—1 мм рт. ст.),
£>=12 мм
То же, что для X =»
=. 0,8390 мкм
То же
Импульсами
высокого
напряжения
с крутым
фронтом1}
Импульсами
с крутым
фрОНТОМ2;
Импульсное
Импульсное
[151
\Щ
B191
219
219
219
219
219
219
219
219
219
219
219
219
219
219
219
219
219
[16]
[16]
[16]
15

4. I.
Газовые лазеры-
Продолжение табл. 2.2
К мкм
Переход
Условия получения генерации
Возбуждение

Литература
0,35459)
0,706510'
0,8677
1,11768
1,2222
1,2246
1,2545
1,2760
1,2981
1,3655
1,36755
1,5295
1,69202
1,69423
1,70733
1,71098
Возможно,
3p3
Ртуть (рис. 2.7)
В смеси паров Hg с Аг
В смеси паров Hg при
давлении несколько
тысячных мм рт. ст. с Аг, D = 5
мм
В смеси паров Hg @,001 мм
рт. ст.) с Не @,8—1,2 мм
рт. ст.), D= 15 мм
В смеси паров Hg @,09—
0,12 мм рт. ст.) с Не @,005—
0,05 мм рт. ст.)
В смеси паров Hg @,001 мм
рт. ст.) с Аг @,2ммрт. ст.),
£> = 5 мм
В смеси паров Hg с Аг,
D = 5 мм
В смеси паров Hg @,001 мм
рт ст.) с Не @,8—1,2 мм
рт. ст.), £>=15 мм
В смеси паров Hg @,001 мм
рт. ст.) с Аг @,2 мм рт. ст.),
D = 5 мм
В смеси паров Hg
@,001 мм рт. ст.) с Аг
@,8 мм рт ст.) или Не
A,2 мм рт. ст.), D=15 мм
В смеси паров Hg
@,001 мм рт. ст.) с Не @,8—
1,2 мм рт. ст.), D = 15 мм
В смеси паров Hg @,09—
0,12 мм рт. ст.) с Не @,005—
0,05 мм рт. ст.), D = 6mm
В смеси паров Hg @,09—
0,12 ммрт. ст.) с Не, Ne, Кг
или Аг @,1—1,0 мм рт. ст.),
£> = 6 мм
В смеси паров Hg @,09—
0,12 мм рт. ст.) с Не
@,005—0,05 мм рт. ст.),
D = 6 мм
То же
Импульсное
Непрерывное
Импульсное
A7)
\Щ
[19]
[19, 20J
[21, 12,
17)
[21, 12,
17]
[19}
[21, Щ
[19}
[20}
[22, 12,
19,
20,
23—27|
[19, 12,
20]
"V2-
16

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
Продолжение табл. 2,2
Л», мкм
1,73297
1,81296
3,34i»
3,93012>
5,880
6,490
Переход
7^ЧJ-7р1Р£
6p'3Fo__ 6d3Ds
6p'8F4—8s*Si
6d3D3—6p'3P£ или
5gG—5fF°
6P'ip°_7d3D2
9 s *S0—8 p!.P?
или
11 p3Pt — 10s3Si
Условия получения генерации
В смеси паров Hg @,09—
0,3 мм рт. ст.) с Не, Ne,
Кг или воздухом @,005—
0,1 мм рт. ст.), D = 6mm
То же
В смеси паров Hg @,3 мм
рт. ст.) с Кг @,25 мм рт. ст.),
D = 8 мм
То же
Возбуждение
Импульсное
Непрерывное
Импульсное
«
«

Литература
[19, 12,
20]
[22, 12„
19, 20,
23—26)
125, 20{
[25, Щ
[27, 20,
24, 25]
[27, 20„
24]
') Коэффициент усиления для этой линии в
импульсном режиме работы превышает 300 дБ/м.
2) Коэффициент усиления для этой линии
обычно равен 300 дБ/м.
3) Сведения о лазерных переходах между
уровнями Ва добавлены при переводе. В графе
«переход» приведены значения энергии
начального и конечного уровней лазерного перехода
(в см-1), а также величины полного момента
для этих уровней (в скобках). (Прим. перев.)
4) При температуре 760° С линии становятся
сверхизлучательными. Коэффициент усиления
для линии 1,5 мкм достигает 65 дБ/м, для
линии 1,13 мкм он равен 40 дБ/м.
5) Эта линия наблюдается также при разряде
в укороченной трубке (/=20 см).
6) Переход не идентифицирован, приведено
значение длины волны, измеренное в воздухе.
7) По-видимому, эта интенсивная линия
принадлежит Sr I, так как для возбуждения ее
достаточно присутствия очень небольшого
количества этого элемента.
8) Возможно, что эта линия принадлежит Cd
9) У аргона отсутствуют линии с длиной
волны около 0,3545 мкм. Возможно, что это линия
ртути, которая согласно таблицам [18] имеет
длину волны 0,354506 мкм.
10) Не исключено, что эта линия
принадлежит аргону, поскольку у ртути не
зарегистрировано линий с близкой длиной волны [18].
") Возможно, что эта линия принадлежит
криптону [20].
*-0 Длина волны указана в соответствии с
[20].
80\-
75V
70 V
и.
- 9s
- " 5,
8р 7d^^
о о —^ь—
оо /
- 88
о
7р
1
II
ё
\%WPzWz%
¥ 6р'
' 1 J/
1/ о
<^1J110mkm
^ 1,7073м/т
65Y
62
Рис. 2.7. Схема основных лазерных переходов*
между уровнями ртути [20].
Кружками обозначены нечетные состояния, гори-
зонтальными линиями — четные.
1?

. I.
Газовые лазеры
Лазерные переходы между уровнями нейтральных атомов III группы
периодической системы элементов
Таблица 2.3
к, мкм
Переход
Условия получения генерации
Возбуждение!

Литература
0,5350
3/2
Подгруппа А
Таллий
В смеси паров Т1 (более
0,01 мм рт ст.) с Ne или Не
при давлении в несколько
мм рт. ст., £> = 1,3; 2,0 или
3,0 мм

Импульсами с
крутым
фронтом
[28,
195,
208J
i,91202>'3)
2,04822)l
,6998
2,96632>
3,46542)
3,53612>'
4,13682)|
4,86562>
1,7596
2,5811
2,7174
4,3202
4,6935
5,0647
5,2811
5,4292
5,7706
5,9479
6,0576
32 568G)—28 865F)
Подгруппа В
Самарий1}
В смеси паров Sm
(оптимальное давление » 0,1 мм
рт. ст.) с Не, Ne или Аг
То же
19 763E/2)-
19 631 (9/2)-*
21 761 (9/2)-
21761 (9/2)-
21 605G/2)-
21 605G/2)-
21605G/2)-
21 444E/2)-
21444E/2)-
21444E/2)-
Импульсное
Европий1'
21762(9/2) —16 079A1/2)
-15 890E/2)
-15 952G/2)
-19447A1/2)
-19 631(9/2)
-19 631(9/2)
-19 712G/2)
-19 763E/2)
-19 712G/2)
-19 763E/2)
-19 794 C/2)
В смеси паров Ей
(оптимальное давление «0,1 мм
рт ст.) С' Не, Ne или Аг
То же
Импульсное
[218]
[218]
[218]
[218]
[218]
[218]
[218]
[218]
[218]
[218]
B18]
1218]
[218|
|218]
[218]
[218]
[218]
[218]
[218]
18

Гл. 2.
К мкм
Переход
Лазеры на нейтральных атомах
Продолжение табл.
Условия получения генерации
Возбуждение
2.3

Литература
1,30402K)
1,31002>
1,43402'
1 ,44852>
1,50002-3
1,63792)
1,67502<3
1,7319я'"
1,95842>
1,99422)
2,10702K)
2,38502K)
,0322
1,2548
1,4280
1,74545'
1,9830»»
2,0036
2,1181
Тулий1*
В смеси паров Ти при
давлениях, соответствующих
температурам выше 800° С,
с Не B,5 мм рт. ст.), Ne
22 902,16A3/2)—15270,99A5/2)
22 742,74 A3/2)—15270,99A5/2)
22 559,48A1/2)—15587,78A1/2)
26 368,36A1/2)—19466,59A3/2)
24 957,46A1/2)—18853,79A1/2)
24 957,46A1/2)—18990,39A1/2)
25 520 A1/2)—19 748 (9/2)
22 559,48A1/2)—17454,72A3/2)
22 468,20A1/2)—17454,72A3/2)
23941,05(9/2) — 19748,51 (9/2)
A,5 мм рт ст.)
@,8 мм рт. ст,)
То лее
или Аг
Импульсное
[217}
27 677B)—17 992A)
27 677B)—19 710 BL)
35 197B)—28 196B)
38 422A)—32 694A)
24 752B)—19 710 BL)
35 197B)—30 207C)
37 414A)—32 695A)
25 271C)—23 188B)
Иттербий^>
В смеси паров Yb при
давлениях, соответствующих
температурам выше 500° С,
g Не B,5 мм рт. ст.), Ne
A,5 мм рт. ст.) или Аг
@,8 мм рт. ст.)
То же
Импульсное
B17)
B17)
[217)
[217}
[217]
[217)
[217J
1218}
[217)
[217}
|217)
[217|
[218$
[2181
[218|
[218)
[218)
[218}
[218|
[218»
0 Сведения о лазерных переходах между уровнями Sm, Eu, Ти и Yb добавлены при переводе.
В графе «переход» приведены значения энергии начального и конечного уровней лазерного
перехода (в см-1), а также величины полного момента для этих уровней (в скобках). (Прим. перев.)
2) Приведено значение длины волны, измеренное в воздухе.
3) Трудно возбуждаемые линии; длина волны определена с меньшей точностью, чем для
других линий.
4) Уровень метастабилен.
5) Начиная с температуры 630° С линия становится сверхизлучательной.
6) Линия возбуждается только в смеси паров Yb с Не.

4. I.
Газовые лазеры
Таблица 2.4
Лазерные переходы между уровнями нейтральных атомов
IV группы периодической системы элементов
Переход
Условия получения генерации
Возбуждение

Литература
0,833515
0,94057
1,06831
1,06853
1,06912
1,45425
2,0645
3,4046
3,5155
5,5956
1,198418
1,203148
1,588402
20
3piD2—
—3s3P0
3sxP?
4p3P2
—5p3D3
4p3D2--4s3PJ
—4s3P°
5s3P°1—4p3D1
Подгруппа А
Углерод
В смеси С02 с NeD мь
рт. ст.), £>= 15 мм
Наблюдается в тех же ус
ловиях, что и линия 0,8335
мкм, а также в смеси СО и
Не B—16 мм рт. ст.)
Наблюдается в тех же
условиях, что и линия 0,8335
мкм, а также в смеси СО
@,05 мм рт. ст.) и Не B—
16 мм рт. ст.)
В смеси СО @,05 мм рт.
ст.) с Не B—16 мм рт. ст.)
В смеси СО2 или СО
@,0Гмм рт. ст.) с Не Bмм
рт. ст.), D = 5 мм
То же
В смеси СО @,02 мм рт
ст.) с Не A мм рт. ст.)
D=10 мм
То же
Импульсное
Непрерывное
[291
|29, 30]
[29, 30]
|30]
[32, 12,
29, 30,
33, 34]
[32 12,30,
33,34]
[33]
123]
[33]
[33, 12]
Кремний
В смеси SiCl4 @,03 или
0,04 мм рт ст.) с Ne
@,5 мм рт. ст.), D = 6 мм
То же
В смеси SiCl4 @,03 —
0,05 мм рт. ст.), с Ne
A—5ммрт. ст.), D = 6mm
Непрерывное
[35]
[35]
135]

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
Продолжение табл. 2.4
\, мкм
Переход
Условия получения генерации
Возбуждение
Литерату-
0,657903
Олово
Пары SnCl4 при
комнатной температуре, £> = 5,6мм
Импульсное
[36, 37]
0,363954
0,405779
0,406213
0,722902»
Свинец (рис. 2.8)
В смеси паров Pb2°8 при
температуре 800— 900° С с
Не, Ne или Аг, D = 2 мм1}
То же
Смесь паров РЬ @,2 —
2,0 мм рт. ст.I} и Не
C мм рт. ст.), £>=10 мм
Импульсом
высокого
напряжения
с крутым
фронтом
То же
138]
[38]
138]
[39, 5,
38—40]
*) Давление паров РЬ при различных температурах можно найти в работе R. E. Honig RCA
Review, 1957, v. 18, p. 195.
2) Коэффициент усиления, полученный на этой линии в импульсном режиме, равен 600 дБ/м [40].
h P0P1P2
— бр 7р woa^
I
I
0,7229 мкм
J
10^2170 тм
0^057мнм
■О, ЪбдЗмкм
Рис. 2.8. Самоограниченные лазерные переходы в
парах свинца.
21

4. I.
Лазерные переходы между уровнями нейтральных атомов
V группы периодической системы элементов
%, мкм
Переход
Условия получения генерации
Газовые лазеры
Таблица 2.S
Возбуждение

Литература
0,41203>
0,4321
0,4329
0,4525"
0,4750"
0,5440"
0,5500"
0,5540"
0,85940
0,86284
0,91876
0,93868
0,93928
1,34295
1,3585
1,45423
1,4577
3,7942
3,8154
>—3S2P
1/2
1/2
3/2
Подгруппа А
Азот
В смеси N2 и паров Hg
при давлении 0,001—0,02мм
рт. ст., D = 3 мм
Разряд с тета-пинчем в
азоте A мм рт. ст.), D =
= 25 мм
То же
В смеси N2 и паров Hg
при давлении 0,001—0,02 мм
рт. ст., D = 3 мм
То же
В смеси N2 с Не при
давлении около 4 мм рт. ст.,
D=15 мм
В смеси N2 @,2 — 0,7 мм
рт. ст.) с Не C мм рт. ст.)
или в чистом N2 @,15 мм
рт. ст.), D=15 Мм
В смеси N2 с Не при
давлении 4 мм рт. ст., D = 15 мм
В, смеси N2 или NO2
@,02—0,2 мм рт. ст.) с О2,
Н, Не или Ne @,01—0,1 мм
рт. ст.), D = 3 мм, а также
в смзси N2 с Не при
давлении 4 мм рт. ст., £>=15мм
То же
В смеси N2 @,15 мм рт. ст.)
с Не C,0 мм рт. ст.) или
в чистом N2 @,2 — 0,7 мм
рт. ст.), D = 15 мм (или
75 мм?)
В смеси NO или N2O
@,03 мм рт. ст.) с Не
B мм рт. ст.) или Ne A мм
рт. ст.), D = 5 мм
В чистом N2 @,2—0,7 мм
рт. ст.) или в смеси N2
@,15 мм рт. ст.) с Не (Змм
рт. ст.), D = 15 мм (или
75 мм?)
В смеси NO или N2O
@,03 мм рт. ст.) с Не Bмм
рт. ст.) или Ne A мм рт. ст.),
£> = 5 мм
В чистом N2 @,2—0,7мм
рт. ст.) или в смеси N2
@,15 мм рт. ст.) с Не (Змм
рт. ст.), £>= 15 мм (или 75 мм?)
В смеси N2 @,15 мм рт.
ст.) с Не C,0 мм рт. ст.)
или в чистом N2 @,2 —
0,7 мм рт. ст.), D = 15 мм
(или 75 мм?)
Непрерывное
Импульсное
Импульсное
Непрерывное
Импульсное
Непрерывное
Импульсное
[41]
[42]
[42]
[41]
41]
41
41
41
29
[43, 29, 30)
[29]
[43,29,30,
44, 45]
[43,29,30,
44, 45]
[43]
[43, 12,30,
33, 34]
[43]
[33, 34]
[43]
[43]
*) Точность измерения длин волн этих линий, а также их принадлежность спектру N1 вызы-»
вают сомнение.
22

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
Таблица 2.6
Лазерные переходы между уровнями нейтральных атомов
VI группы периодической системы элементов
Переход
Условия получения генерации
Возбуждение

Литература
0,4525* >
0,844628
0,844638
0,844672
0,844680
2)
0,882045
2,890
4,563
5,981
6,8161
6,858
6,8731
10,400
0,516032»
0,5219623>
1,0455
1,0636
0,54543>
О,564С3>
0,6350
.-3s1 Ц>2
4psP
7dsD°
3d*D°
—6p3P
3p
—5s3S°
3s '3D£—
s —4s'lD?
Подгруппа А
Кислород
В смеси паров Hg с N2,
содержащей О2 в качестве
примеси
В смеси О2 @,01—0,04 мм
рт. ст.) с Ne @,35 мм рт. ст.),
Аг, СО, СО2 или Не A,4 мм
рт. ст.), D = 7 мм; в смеси
паров Вг с Не или Ne,
содержащей О2 в качестве
примеси; в N2O и в чистом
О2 @,1—2 мм рт. ст.), £>=
= 10 мм [50]
В смеси СО2 с Ne при
давлении 4 мм рт. ст, D —
= 15 мм
В смеси О2 @,08 мм рт. ст.)
с Не или Ne @,5—1,0 мм
рт. ст.), D, по-видимому,
равно 5 или 7 мм
То же
»
В чистом О2, D=15 мм
(или 75 мм?)
В смеси О2 @,08 мм рт.
ст.) с Не или Ne @,5—1,0 мм
рт. ст.), Д по-видимому,
равно 5 или 7 мм
В чистом О2, D=15 мм
(или 75 мм?)
В смеси О2 @,08 мм рт. ст.)
с Не или Ne @,5—1,0 мм
рт. ст.), D, по-видимому,
равно 5 или 7 мм
Сера
В SO2 или SF6 @,015—
0,06 мм рт. ст.), D= 1,5—6 мм
То же
В SF6 @,03 мм рт. ст.)
или в смеси SF6 @,03 мм
рт. ст.) с Не B мм рт. ст.),
а также в смеси H2S с Не,
Ne или Аг, D=5 мм
То же
Теллур
В смеси паров Те при
температуре 125—250° С с Ne
@,1—0,25 мм рт. ст.), D=6mm
В смеси паров Те @,001—
0,002 мм рт. ст.) с Ne @,2 мм
рт. ст.), D = 3 мм
То же
Импульсное
Непрерывное
[41]
[46, 12,
29,31,34,
43, 48—
54, 209]
Импульсное
Непрерывное
Импульсное
Непрерывное
Импульсное
Непрерывное
Импульсное
Непрерывное
Импульсное
[29]
[55]
[55]
[55]
[43]
[55]
[43]
155]
[561
[56]
[34,33,57]
[34,33,57
[58]
[58]
[59]
!) Возможно, что эта линия принадлежит азоту; точность измерения длины волны вызывает
сомнение.
2) Генерация происходит на линиях триплета [48]. Четыре линии в генерации наблюдаются из-
за сильного доплеровского уширения линий (обусловленного возбуждением и диссоциацией
молекул кислорода) и поглощения на центральных частотах, в результате чего условия для усиления
появляются только на крыльях линий (см рис. 2.26).
3) Возможно, что эта линия принадлежит иону,
23

Ч. !.
Газовые лазеры
Таблица 2.7
Лазерные переходы между уровнями нейтральных атомов
VII группы периодической системы элементов
Л,
мкм
Переход
Условия получения генерации
Возбуждение

Литература
0,7024
0,7039
0,7129
0,945206
1,3863"
1,3893"
1,58697"
1,9755
2,0159»
2,4470*>
3,0672
0,84463)
2,28664>
2,35134>
2,83774)
0,9806)
Г,0306)
Подгруппа А
Атомарный фтор (рис: 2.9)
В потоке, в смеси CF4,
SF6 или C2F6 @,03—0,1 мм
рт. ст.) с Не B—10 мм рт.
ст.), 22 = 25 мм
То же
~3s2P
l/2
Импульсное
1/2
— 4p4D
'5/2
9/2"
?-4р4Р3/2
Атомарный хлор (рис. 2.10)
В смеси С12 @,010—0,080 мм
рт. ст.) с Не или Ne @,3—
3 мм рт. ст.), D = 6 mm, a
также в смеси фреона
@,001 мм рт. ст.) с Ne @,8 мм
рт. ст.), D==7 мм
В смеси НС1 @,3 мм рт. ст.)
с Не или Ne @,1 мм рт. ст.),
D = 14 мм
•То же /
В смеси CC12F2 (фреон) с
Не C,3 мм рт. ст.)
В парах НС1; в смеси
SiCl4 @,3 мм рт. ст.) с Не
или Ne @,1 мм рт. ст.), а
также в чистом С12 @,1 мм
рт. ст.), D = 6 мм
То же
2— 5s2P
3/2
Непрерывное
Импульсное
»
Непрерывное
В смеси НС1 @,3 мм рт. ст.)
с Не или Ne @,1 мм рт. ст.),
D=14 мм (импульсное
возбуждение)
В смеси С12 @,09 мм рт. ст.)
с Не A,5—7,2 мм рт. ст.),
D = 25 мм
В смеси С1г @,09 мм рт. ст.)
с Аг B,1 мм рт. ст.), D=25 мм2
Бром (рис. 2.11)
[194, 210]
[194, 210]
[194, 210]
[60—62]
[62]
162]
[62, 204]
[63, 12, 35,
62, 64, 65,
205]
[63, 12, 35,
62, 64, 65]
[62, 205]
1205]
*м. табл. 2.6, кислород
4d[3]7/2-5p[2]g/2
/
4d[3]7/2-5p[3]?/2
В парах
D=12 мм
То же
НВг
Иод^
В смеси
рт. ст.) с
рт. ст.), I
То же
В смеси
рт. ст.) с
рт. ст.), Z
@,Зммрт. ст).
паров Т2 @,1 мм
Не
(несколько мм
5 см
паров 12 @,1 мм
Не
(несколько мм
5 см
Непрерывное
»
Импульсное
»
Импульсное
[68]
[68]
[68]
[69]
[69]
[69]

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
Продолжение табл. 2.7
мкм
1,0606
1,3152
1,45427
2,59877
2,7572
3,0368
3,236
3,429е
4,858
4,862
5,497
6,720
6,902
9,016
Переход
Ърь 2Р\/2—5РЬ 2^3/2
7р[1]§,2-6«2]8/2
5^[2]3/2-6Р[Цз/2
(Ю2) bd [2]5/2—
5rf[2]3/2—вр[1]|/2
CР2) 5rf [2]5/2 —
CР2Nр[13°
(8PaMd[4]7/2-
/3D \ An Г Q1 ®
5d[l]3/2-6p[2]5/2
5d[4]9/2~6p[3]7/2
5rf[2]6/2—6р[113/я
6s[2]3/2 — 6p[l]3/2
5rf[3]7/2-6p[2]5/2
bd [3]7/2—-6p[2]5/2
Условия получения ренеоации
To же
В CF31 или СН31 при
давлении несколько десятков мм
рт. ст., D=7 мм
В парах HI @,3 мм рт. ст.),
LJ === 14 ММ
В смеси HI @,3 мм рт. ст.)
с Ne @,3 мм рт. ст.), D =
= 14 мм ,
В парах HI, D=12 мм
В смеси СН31, паров 12 или
CF3I с Не, Аг или Хе, D«=
= 50 мм
В парах HI или l2, D =
= 12 мм
В СН31, в парах 12, а также
в смеси CFSI и 12, />= 12 мм
В смеси СН81, CF312 или 12
с Не, Аг или Хе, £>=50 мм
То же
Возбуждение
»
Импульсное
фотолиз под
действием
вспышки)
Импульсное
Непрерывное
»
»
»

Литература
[69]
,70—73]
162)
162]
[68]
|741
[22, 64, 68]
[22, 64, 68,
74]
[74]
174]
[74]
174]
[74]
[74]
0,5 3410659
0,5420368
0,5470640
0,5481345
0,5516777
0,5537149
1,28997
1,32938
1,33179
1,36257
1,38638
1,39975
5/2-
3/2"
/2
^5/2
^1/2
9/2
7/2
?7/2
^1/2
^3/2
^1/2
Подгруппа В
Марганец (рис. 2.12)
В смеси паров Мп @,1—
0,2 мм рт. ст., что
соответствует температуре 1100—
1300° С) с Не или Ne A,0—
2,0 мм рт. ст.), £=Юмм10)
То же
Импульсами
высокого
напряжения
с крутым
фронтом
То же
Импульсами
с крутым
фронтом
То же
[66, 5, 671
166, 5, 67]
166, 67]
167, 5]
[66, 5, 67]
[66, 5, 67]
[66, 5, 67J
[66, 5, 67]
[66, 5, 67]
[66, 5, 67]
[66, 51
[66, 5]
Ь Идентификация линий дана по работе С. J. Humphrey. E. Paul, Jr. — «J. Opt, Soc. Am.»,
1959, v. 49, № 12, p. 1180—1187
2) Предполагается, что селективное возбуждение верхнего лазерного УРрвня происходит при
передаче энергии с верхнего 45-состояния Аг1 [205]. Заметим, что линии 1,589; 2.499: 2.535; 2М,г;
2,784; 3,801 и 10,604 мкм, возбуждаемые в непрерывном разряде в смесях Не — CCI?F2 и Не —
CBrF3, тоже, возможно, принадлежат СИ [65].
?> Как показано в [48], ряд линий, имеющих близкую длину волны, которые первоначально
приписывались Вг I, на самом деле принадлежат О I.
25

Ш,9Ъ7
OJOo9mkm —
1
10^731
0,7129
-Уз/г
Рис. 2.9.
SO ~
75
70
0
is
Zp Op
-
-
/
— 3/Z
-
r
| V V 2p
i/Z _
3/2 yr
/%9452м/гм
—
J *tp°
5/Z
1/2
3/Z~
i/Z
V
i/i
Ъ/2
3/2 /
Щ
2P
7,
4
_1/Z
71/2^5/2
/1,Ъ863мкм
/ =^
3d
5/2
— 7/2
J/2
-U/Z
HM
*) Значения энергии уровней, на основании которых-*
производилась идентификация переходов, взяты из
работ J. L. Tech.— «J. Res. Nat. Bur. Stand»., 1963, v.A67,
p. 505; L. Minnhagen. — «Arkiv Fysik.», 1962 v. 21„
p. 415; С. С. Kiess, С. Н. Corliss. —.,J. Res. Nat. Bur
Stand.», 1959, v. A63, p. 1.
Б) Везде, где нет специальной ссылки,
идентификация лазерных переходов йода дается по работе С. С.
Kiess, С. Н. Corliss. — «J. Res. Nat Bur Stand»
1959, v. A63, N 1; p. 1.
6) Возможно, что эта линия принадлежит иону I II,
7) Идентификация перехода дана по работе L M nv
nhagen. —«Arkiv hysik». 1962, v. 21, p. 415
8) Идентификация перехода дана по работе [64].
9) Генерация наблюдалась на шести компонентах
сверхтонкой структуры этой линии [67].
10) Идентификация переходов произведена на основе
результатов измерения длин волн линий спонтанного-
излучения Мп I. (М. A. Catalan, W. К Meggers, О.
Garcia- Riquelme. — «J. Res. Nat. Bur. Stand», 1964*
v. A68, p. 9—56)
Рис. 2.9. Лазерные переходы
между уровнями атомарного-
фтора U94J.
Рис. 2.10. Лазерные
переходы между уровнями
атомарного хлора [62].
Рис. 2.11. Лазерные
переходы (сплошные стрелки)
между уровнями атомарного-
брома.
Штриховыми линиями
указаны переходы, которым
соответствуют интенсивные
линии спонтанного излучения-
брома [681
Рис. 2.12. Самоограниченные-
лазерные переходы и схема
электронного возбуждения в-
парах марганца F6J.
Рис. 2.10.
го
75
i
Щ70
<*>
55
0
Z.,QQ7 a J
о
гт° 03/2 ^
Jfi1/2 "^^Й
"WvT" 0 1
//// /
" "// 1
it
*Р Х™
у<^-2,8Ъ77мкм
>^2,2866мкм
Щ/2
Рис. 2.11.
J=9IZ 7/Z 5/Z J/£ 1/2
Рис. 2.12~

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
Таблица 2.8
Лазерные переходы между уровнями нейтральных атомов
VIII группы периодической системы элементов
%,, мкм
Переход
Условия получения генерации
Возбуждение
Литература
Гелий (рис. 2.13)
1,8685
1,9548
2,0581315
2,0603
95,8
•216,3
[ f з/7 — з d 3D
4 р 3Р — 3 d 3D
21Р1 — 2 xSo
7 d 3D — 4 р 3Р
3р ipx — 3d XDX
АрхР — 4 dxD
%, мкм
Не @,4 мм рт. С
гг.), D =
= 6 мм
То же
Не B,7 мм рт. ст.), £> =
= 1,3 мм
Не (8,0 мм рт ст.), сле-
ды Аг и N|, D = 7 мм
Не @,5 мм рт. ст.), D =
= 75 мм (возбуждение
импульсное); Не @Л мм рт. ст.),
D==60 мм (возбуждение
непрерывное)
Не @,1 мм рт. ст.), D =
= 60 мм
Обозначение перехода
по Рака 1 по Пашену
Непрерывное
«
Импульсами
высокого напряжения
с крутым фронтом
Непрерывное
а
Условия получения генерации
и возбуждение
[75, 192]
[76 75, 77. 1921
* [28]
[78, 12, 79]
[80, 81]
[8Ц
Литера гура
Неон (рис. 2.14)
0,540056
О,58525
О,59393
Ю,594483
3p'[l/2]e-3s[3/2]
i— ls4
ls2
3s2-— 2p8
Самоограниченный
переход, возбуждение
импульсами высокого напряжения
с крутым фронтом. В
системе с продольным разрядом
Ne C мм рт. ст.), D — Ъ мм.
В системе с поперечным
разрядом [84] Ne C0—35 мм
рт. ст.), расстояние между
электродами 2,5—10 см
Самоограниченный
переход, импульсное
возбуждение смеси Не—Ne с
небольшой добавкой Аг для
дезактивации метастабильных 1 s-
состояний Ne, общее
давление A —200) • Ю-3 мм рт. ст.,
D = 3 мм
Непрерывное возбуждение
смеси Не—Ne E:1), pD =
= 3,6 мм рт ст. *мм.
Необходимо подавлять
сверхизлучатель ну ю линию 3,39 мкм
Cs2—Зр4) и интенсивную
линию 0,6328 мкм Cs2—2р4)-
Селективное возбуждение
состояния Ne 3S2
производится главным образом с
уровней Не 2 г80 при
передаче возбуждения,
происходящей с поглощением энергии
Самоограниченный
переход, возбуждение
импульсами высокого напряжения и
тока с крутым фронтом.
Ne (^0,3 мм рт. ст.), D =
= 5 мм, сила тока в
импульсе 120 А
[82, 5, 83,
84]
[85, 12]
[86, 12, 87]3>
[88, 82, 89,
90]
27

Ч. 1.
Газовые лазеры
Продолжение табл. 2.8
К мкм
Обозначение перехода
по Рака
I по Пашену
Условия получения генерации
и возбуждение
Литература
0,60461
5s'[l/2];-3p[3/2]i
0,61180
0,614309
0,62937
0,63282
3pl3/2]2—3s[3/2]?
5s' [1/21J—Зр' [3/2h
5s' [1/2]S—Зр' [3/2]а
0,63518
0,64011
5s'[l/2]?~3p[l/2]0
0,73048
5s'[l/2]J-3p[l/2]0
3 s2 — 2 p7
3s2-
2p6-
•2рб
3s2—2p5
3 S2—2p4
3s2 — 2p8
3 s2 — 2 p2
3 s9 — 2 Pi
Непрерывное возбуждение
смеси He—NeE: 1), pD =
= 3,6 мм рт. ст. «мм.
Необходимо подавлять
сверхизлучатель ну ю линию 3,39 мкм
и интенсивную линию 0,6328
мкм
То же
Самоограниченный
переход, возбуждение
импульсами высокого напряжения и
тока с крутым фронтом. Ne
(^0,3 мм рт ст.), D = 5 мм,
сила тока в импульсе 120 А
Непрерывное возбуждение
смеси Не—Ne E: 1), pD =
= 3,6 мм рт. ст.«мм.
Необходимо подавлять сверхиз-
лучательную линию 3,39 мкм
и интенсивную линию 0,6328
мкм
Самая интенсивная среди
3s2—2р линий. Непрерывное
возбуждение смеси Не—Ne
E: 1), pD = 3,6 мм рт.ст.х
Хмм. Соотношение
компонентов и давление зависят
от диаметра разрядной
трубки {102]. Селективное
возбуждение уровня Ne 3s2
производится главным образом
с уровня Не 2 х50 при
передаче возбуждения,
происходящей с поглощением
энергии, а также в результате
столкновений первого рода
[94,97]
Возбуждение непрерывное
при условиях, аналогичных
условиям возбуждения линии
0,6328 мкм. Необходимо
подавлять генерацию на
линиях 3,39 и 0,6328 мкм
Возбуждение непрерывное
при условиях, аналогичных
условиям возбуждения линии
0,6328 мкм. Линия 0,6328 мкм
подавляется с помощью
призмы или нестабильного
оптического резонатора при
силе тока, превышающей
оптимальную для ее
возбуждения
Возбуждение непрерывное
при условиях, аналогичных
условиям возбуждения
линии 0,6328 мкм. Необходимо
подавлять линии 3,39 и 0,6328
мкм
|86, 12]
[91, 12, 86,
87]3>
[88, 82, 89,
90]
[91, 86]
[92, 12, 86,
91-115]
[вб]
[91, 86,
113, 114,
186, 193]
(86]
28

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
Продолжение табл. 2.8
X, мкм
Обозначение перехода
по Рака | по Пашену
Условия получения генерации
и возбуждение
Литература
0,88653
0,89886
0,9486
0,9665
1,0295
1,0621
4s'[1/2]?— Зр[1/2Ь
4s/[l/2]g—3p|l/2]i
4s[3/2]J-3p[l/21i
4s[3/2]S-3p[l/2]1
4s'[l/2i;-3p[5/2]a
4s41/2];-3p[3/2]1
1,0798
1,0844
1,1143
4s'[l/2]S-3pf3/2]1
4s'[l/2]J-3p[3/2]2
4s[3/2]J-3p[5/2]2
1,1177
1,1390
1,1409
1,15228
4s[3/2]2°-3/7[5/2]3
4s[3/2]£-3p[5/2]2
4s'[l/2]?-3p'[3/2]:
4s'[l/2]?-3p'[3/2]2
2 s2 — 2 p10
2s3-
2s4-
2s6-
2 s2 — 2 p8
2 s2 — 2 p-j
2s3-
2s,-
2s,-
2p,
2A,
2pg
2sB-
2s,-:
2s2—:
2s2-
Возбуждение непрерывное
в газоразрядных трубках
очень большой длины
То же
Импульсное возбуждение
смеси Ne—Н2 в
газоразрядных трубках с полым
катодом. Необходимо подавлять
генерацию на других линиях
2s—2р
То же
Возбуждение непрерывное
в газоразрядных трубках
очень большой длины
Непрерывное возбуждение
смеси Ne @,15 мм рт. ст.)
с Не (общее давление 2,8 мм
рт. ст.), D = 5—10 мм.
Даже при подавлении
генерации на других переходах
коэффициент усиления на этой
линии составляет всего
несколько десятых процента
Непрерывное возбуждение.
Смесь He — Ne A0 : 1), pD =
= 7—14 мм рт. ст. мм
То же
Возбуждение непрерывное
в условиях, аналогичных
условиям возбуждения линии
1,0798 мкм. Наблюдается
также в трубках с полым
катодом при разряде в
чистом Ne и в смеси Ne—Н2,
водород участвует в
дезактивации метастабильных
состояний Ne I s
То же
Возбуждение непрерывное
в условиях, аналогичных
условиям возбуждения
линии 1,0798 мкм
Возбуждение непрерывное
в условиях, аналогичных
условиям возбуждения
линии 1,1143 мкм
Самая интенсивная среди
2s—2р линий. Непрерывное
возбуждение смеси Не—Ne
A0 : 1). pD— 11 мм рт.ст. мм.
Селективное возбуждение
уровней Ne 2s производится
главным образом с
метастабильных уровней Не 2351
при передаче возбуждения,
происходящей с поглощением
энергии, и в результате
столкновений первого рода [97,99].
[115, 116,
200]
[115, 116}
[117, 118f
]117, 118,
200]
[115, 116,
200]
[119, 12,
115, 116,
120, 121]
[122, 47,
99, 116]
122, 47,99,
116, 121]
[122,47, 99,
116—118,
123—127]
[128, 12,93,
116—118,
120, 123, 125,
127, 200]
[122, 47, 93,
116—118]
[93, 47,
116—118]
128, 12,47,
93, 97, 99,.
123, 134,
191, 200]

«4. I.
Газовые лазеры
Продолжение табл. 2.8
К мкм
Обозначение перехода
по Рака
по Пашену
Условия получения генерации
в возбуждение
Литература
1,15250
4s[3/2]J—3/?[3/2h
1,1602
1,1614
1,1767
4s'[l/2]f
4s[l/21S-3/7/[3/2]1
1,1789
4,1985
1,2066
1,2460
4,2586
1,2594
1,2689
1,2767
1,2887
1,2912
4s[3/2]?-3p[3/2]2
4s'[l/2]g—Зр'
4 s [3/2]S—3 p [3/2]2
4s[3/21J—3p'
5f[9/2]4>5-3d[7/2]°4
4sC/2]°1-3p'[3/2]2
4s[3/2]f-3p[l/2]0
4s[3/2]°2-3/>'[3/2]]
А с fQ/91° Q «/ П /Oi
4s[3/2]S-3p'[3/2]2
s4 — 2p7
2s2—2p3
2 s3—2 p6
2s2 — 2p2
2s4-2pe
2ss-2p8,
2s5 —2p6
5 1/—3^
2s4—2p4
2s4—2p3
2s5-2p6
2s4-2p2
2s6-2p4
Наблюдается также в трубке
счполым катодом в чистом Ne
и в смесях Ne — Н2 и Ne —О2
Возбуждение непрерывное,
тлеющий разряд в чистом
Ne, оптимальное значение^ pD
менее 0,5 мм рт. ст.-мм.
Гелий подавляет генерацию.
Наблюдается также в
трубках с полым катодом как
в чистом Ne, так и в смеси
Ne—Н2
Непрерывное возбуждение
смеси Не—Ne
То же
Возбуждение непрерывное
при условиях, аналогичных
условиям возбуждения линии
1,0798 мкм. Наблюдается
также в трубках с полым
катодом в чистом Ne и в
смесях Ne—Н2 и Ne—О2
Возбуждение непрерывное.
Наблюдается в очень
длинных газоразрядных трубках,
а также в трубках с полым
катодом в смеси Ne—Н2
Возбуждение непрерывное,
смесь Не—Ne
Возбуждение непрерывное,
тлеющий , разряд в смеси
Не—Ne в трубках с полым
катодом
Возбуждение непрерывное.
Наблюдается в очень
длинных трубках, а также в
трубках с полым катодом в
смеси Ne—Н2
Возбуждение импульсное.
Оптическая накачка
гелиевой лампой. Смеси Ne @,2 мм
рт. ст.) с Не C—4 мм рт.
ст.), D = 5,2 мм
Возбуждение импульсное.
Смесь N1 — Н2 в трубке с
полым катодом
Возбуждение непрерывное
при условиях, аналогичных
условиям возбуждения
линии 1,2460 мкм
То же
Возбуждение непрерывное.
Смесь Не—Ne в трубках
очень большой длины
Возбуждение непрерывное
в условиях, аналогичных
условиям возбуждения линии
1,2460 мкм
[130,12,77,
116, 117,
123, 125,
127, 128,
130, 134]
[93,47, 116,
120, 128]
[128,6,47,
93, 116,
124, 133]
[122, 93,
116—118,
123—126,
185, 200]
[115—118,
127, 200]
[128,47,93,
116, 124]
[128, 47,
116—118,
120, 123,
124, 133,
185]
[115—118]
[136]
[117, 118]
[76,80, 116,
117, 125,
129, 135]
[116, 1171
[115]
. [115, 80,
116, 117J

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
Продолжение табл. 2.8-
Обозначение перехода
по Рака | по Пашену
Условия получения генерации
и возбуждение
Литература
1,3912
1,4276
1,4304
1,4321
1,4330
1,4346
1,4368
1,5231
1,6405
1,7161
1,8210
1,82534)
1,8281
1,8287
1,8809
1,8408
1,8596
1,8602
1,9574
4s[3/2]S-3p«[l/2h
—3p'[l/2]o
4s[3/2]?-3p'[l/2]0
p'[l/2h-4
4/[5/2]а, з—3[/]§
4/[9/2]4,6-3d[7/2]4°
4 f [9/2}4—3 d [7/2]?
4/[5/2]2-3d[3/2]J
4p'[3/2]2-4s'[3/2]S
1,9577
2,0350
4 sB — 3 p9
2s4 — 2Pl
3 pi — 2 s4
4 у з ^
4/f—3dj'
4 У — 3 d4
4y — 3d3
4K —3d2
4 2 — 3 d'{
±Z — 3d{
3p4~2s6
3 p2 — 2 s2
Возбуждение импульсное.
Смесь Ne —H2 в трубках
с полым катодом
Возбуждение непрерывное
То же
«
Возбуждение непрерывное
в условиях, аналогичных
условиям возбуждения линии
1,0798 мкм
Возбуждение импульсное.
Оптическая накачка гелиевой
лампой. Смесь Ne @,2 мм
рт. ст.) с Не C — 4 мм рт.
ст.), D = 5,2 мм
Возбуждение непрерывное
в условиях, аналогичных
условиям возбуждения линии
1,2887 мкм
То же
Возбуждение непрерывное
Непрерывное возбуждение
смеси Не—Ne A0 : 1 или
100: 1), pD^8 мм рт ст.Х
Хмм
Непрерывное возбуждение
смеси Не—Ne A0: 1), pD^
^8 мм рт. ст.-мм
То же
Непрерывное возбуждение
смеси Не—Ne A00 : 1),
pD^8 мм рт. ст.-мм
Возбуждение непрерывное
в условиях, аналогичных
условиям возбуждения линии
1,8281 мкм
То же
Непрерывное возбуждение
смеси Не—Ne. Генерация
происходит благодаря
каскадным переходам,
соответствующим линии 3,39 мкм
Cs2—Зр4). Наблюдается
также в чистом Ne в
трубках длиной 10 м при р =
= 0,01—0,05 мм рт. ст.,
£>=10 мм
Возбуждение непрерывное,
смесь Не—Ne. Генерация
происходит благодаря
каскадным переходам с
населенных 3s-ypoBHefi неона
Возбуждение непрерывное
в условиях, аналогичных
условиям возбуждения линии
1,9574 мкм
[117, 118}
[137]
137
137
137
137
137
[122, 47,
93, 116,
138, 185}
[136]
[115, 116}
[116]
[139, 136,,
140, 141}
[139, 136^
140, 141]
[139, 136,
141]
[139, 136,
141, 185]
[139, 136,
141]
[139, 138.
141]
[135, 12,
116, 129,.
142]
[116, 12,
143]
[144, 12, 76,
116, 125,
129, 142,
143, 145,
185]
31

4. I.
Газовые лазеры
Продолжение табл. 2.8
X, мкм
Обозначение перехода
по Рака | по Пашену
Условия получения генерации
и возбуждение
Литература
2,0356
2,Ю19
2,1041
4p'[l/2]i-4s[3/2];
V [5/2]!-4p[3/21,4s"-3p,(?)
1-2 s2
2,1708
2,326
2,37
2,3951
4p[l/2]0-4s[3/21J
4 p [5/218-4 s [3/2I
Отнесена к переходу,
соответствующему
следующей линии [147]
4p'[3/2|2-4s[l/2]?
2,8956
2,42
2,4226
2,4250
2,5400
2,5524
2,7582
4р' [1/2U —4s[l/21f
5s'[l/2]J-4p[l/2h
4d[3/2]°-4p[5/2]2
4d[l/2]J-4p[3/2]2
4p[l/2]r-4s[3/2]S
4d[3/2]Z-4p[l/2]0
3p2—2s4
3 —2s4
3p8 — 2s5
3p4 — 2s2
3s2-
—2s2
Зрю
г—3p8
5-2 s2
o—2s5
Возбуждение непрерывное
в условиях, аналогичных
условиям возбуждения линии
1,9577 мкм
Возбуждение непрерывное.
Наблюдается в очень
длинных трубках
Возбуждение непрерывное
в условиях, аналогичных
условиям возбуждения линии
1,9577 мкм. Наблюдается
также в чистом Ne B50 X
Х10-3 мм рт. ст.) в трубке
длиной 8 м, D=10 мм [441
Возбуждение непрерывное,
чистый Ne @,05 мм рт. ст.)
Гелий подавляет генерацию,
селективно заселяя нижний
лазерный уровень
Непрерывное возбуждение
чистого Ne или смеси Не—
Ne в трубках очень большой
длины
Возбуждение непрерывное
Непрерывное возбуждение
чистого неона или смеси
Не—Ne. Генерация
происходит благодаря каскадным
переходам, соответствующим
сверхизлучательной линии
3,39 мкм Cs2—3/?4)
Непрерывное возбуждение
смеси Не—Ne E:1, общее
давление 0,6 мм рт. ст.)
D = 8 мм
Непрерывное возбуждение
смеси Не —N1 A3: 1, общее
давление 0,86 мм рт. ст.),
длинная трубка, £> = 22 мм
Возбуждение непрерывное,
чистый Ne @,15 мм рт ст.)
D = 15mm
Непрерывное возбуждение
смеси Не—Ne, каскадные
переходы с заселенных Зр-
уровней Ne
Непрерывное возбуждение
смеси Ne @,01 — 0,2 мм рт.
ст.) с Не @,00—1,0 мм рт.
ст.), D=10 мм
Непрерывное возбуждение
чистого Ne или смеси Не—
Ne, длинная трубка, D =
= 10 мм
Непрерывное возбуждение
смеси Ne @,01—0,2 мм рт.
ст.) и Не @,00—1,0 мм рт.
ст.), Z>= 10 мм
[116, 12,
125, 129,
145]
[12, 116]
[135, 12,
116, 125,
129, 144J
[12, 116,
125, 135]
1П6]
[138, 147]
[138, 116,
129, 142,
146—149]
[129, 12,
148, 149,
185]
Г150]
[151, 12]
[116, 129]
[152, 145]
[116]
[152, 651
32

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
_ Продолжение табл. 2.8
"К, мкм
Обозначение перехода
по Рака по Пашену
Условия получения генерации
и возбуждение
Литература
2,7826
2,864
2,9456
2,9676
2,9813
8,0268
3,0726
3,3182
3,3342
8,3362
3,3813
3,Ш0
3,3903
5s[3/2]I-4p[5/2]3
7s'[l/2]o —5/?'
7s'[l/2JS-5p/
3,3913
3,4481
3,5845
8,7746
3,9817
4,2183
5,4048
5,6667
7,3228
2 Зак. 1956
5S41/21S-4PI3/21!
'[3/2]°—4p'[3/2]2
s[3/2]J-4pf —
2—4/7'[3/2h
4d[3/2J°-4/7/[l/211
5s'[l/2]°-4pfl/2|0
5s[3/2]J—4
5s'[l/21?'-4/7/f3/2]2
5s[3/21f—
5s [3/2Ц-4 p[3/2]2
4/?/[l/2]0 —3d[3/2]J
5s[3/2]|-' "-
5s'[l/2]f-
6s [3/2]? — I
3s3 —
4s;
3s4—
3s2 —
3s4 —
3s2
3s6
5s3
5s3
3 s2
— 3
3s2 — с
3s4 —2
3 s,-
3s4-
3 ^6
3d2
3
Непрерывное возбуждение
смеси Ne @,01—0,2 мм рт.
ст.) и Не @,00—1,0 мм рт.
ст.), D=10 мм
То же
Непрерывное возбуждение
смеси Не—Ne A2: 1, общее
давление 0,^65 мм рт. ст.),
D=10 мм. Необходимо
подавлять сверхизлунательную
линию 3,39 мкм
Непрерывное возбуждение
смеси Ne @,01—0,2 мм рт.
ст.) с Не @,00—1,0 мм рт.
ст.), D = lO мм
То же
Непрерывное возбуждение
смеси Не — Ne E: 1), pD<=*
= 3,6 мм рт. ст.»мм.
Селективное возбуждение
состояния Ne 3s2 производится
главным образом с уровней
Не 2 1S0 при передаче
возбуждения, происходящей с
поглощением энергии, а
также в результате
столкновений первого рода [97, 99]
То же (линия обладает
очень большим усилением)
Непрерывное возбуждение
смеси Ne @,01—0,2 мм рт.
ст.) с Не @,00—1,0 мм рт.
ст.), £>=10 мм
То же
Возбуждение непрерывное
в условиях, аналогичных
условиям возбуждения линии
3,0720 мкм
Непрерывное возбуждение
смеси Ne @,01—0,2 мм рт.
ст.) и Не @,00—1,0 мм рт.
ст.), D=10 мм
То же
[152, 12,
145]
[152]
[152, 12,
145]
[152, 145]
[152, 145]
A52, 12,
145]
Ц531
[152, 129,
141, 145,
151]
[152, 141,
145, 151]
[152, 141,
145, 1511
[152, 145J
[152, 145]
[145, 141,
148, 1511
[154, 47, 79,
90, 91, 93,
95, 105, 109,
138, 145,
148]
[152, б, 141,
145, 151}
[145, 12,
141, 151]
[145, 141J
[152, 145]
11531
[173, 141,
145, 151]
[145, 151,
152)
[145, 151,
152]
33

4. I.
Газовые лазеры
Продолжение табл. 2 S
К, мкм
7,4211
7,4237
7,4799
7,4994
7,5313
7,6163
7,6461
7,6510
7,6925
7,7015
7,7407
7,7655
7,7815
7,8368
8,0088
8,0621
8,3370
8,8413
9,0533 или
9,0896
10,0637
10,981
11,861
11,902
12,835
13,759Ъ)
14,930
16,638
16,668
16,893
16,947
17,158
17,189
17,804
17,841
17,888
18,396
20,480
21,752
Обозначение перехода
по Рака
6s'[l/2l5-5p'[l/2h
или
6S41/2JS-5P4 3/2J!
5?'[l/2h-4d[3/2]2
4р[3/2]2-Зр[5/2]£
6s[3/2]2-5p[5/2b
6s[3/2]J—5p[3/2I
4Р [3/2U-3d [5/2]2
5/77 [3/2]х 4d [5/2]2
4p[5/2]2-3d[7/2]f
4р' [3/2]2 3rf'[5/2]2
4p'[3/2]2-3d'[5/2]l
4p[5/2]2-3dp/2]!o
is [3/2]°-5 p[3/2)i
6s[3/2]°-5p[3/2]2
4 , r3y2] —3d'[5/2]2
4p[5/2]3-3d[7/2]l
4/>'[5/2]2-3d[5/2p
6s [3/2]? 5/? [l/2]0
4p[l/2]1-3d[l/2]1°
4/?[l/2]i-3d[3/2]|
5jt?[l/2]1—5s7 [1/2]q
5p[l/2]0-4d[3/2]J
5p[l/2]0-4d'[3/2]J
7s'[l/2]J-6p'[3/2]2
или
4d' [3/2]з — 4 / [5/2]3
5p[3/2]2 — 4d[5/2]
5/?[3/2]2--4d[5/2:
5p[3/2]1-4d[5/2
5p[5/2]2—4d[7/2]
О
2
о
3
о
2
о
3
5РЧЗ/212 — 4^'[5/2]з
5p'[3/2]2-4d;[3/2]|
5pr [3/2]^ — 4d'[5/2]2
5 jt? [5/2]3 — 4 d [7/2]^
5/>[5/2]2-4d[5/2]l
6p[l/210-5d[l/2]J
6p[l/2]0—5d[3/2]
J
по Пашену
4s3—4/72(?)
или
4s3—4р6
4 /?2—4 d3
3 /7g —3 С?х
4s5—4ps
4s4—4p7
3p7 —3dx
4 p5 4 dx
3/78 — 3d4
3p4 з S;L
3/?4—3 5Г
3p8—3d3
3 p2—3 si
4s5—4p7
. 4s6 — 4/?6
3^5 — 3 s;"'
3/79 —3d^
зЙ-ld?
4s4—4p3
3pio —3d3
4/?io—3s5
4 /?3—4 d2
4 pj —4 Si
5s2—5p4
или
4sJ-1-4p
—
4. p6 — 4^1
4p6—4 d^
4/?7 — 4d'{
4p8 — 4d4
4p4 —4sJ*
4p4—4sJ
4p2-4si;
4p9 —4d(
4p8-4d;'
5p3—bdb
5p8-5d2
Условия получения генерации
и возбуждение
Непрерывное возбуждение
смеси Ne @,01-— 0,2 мм рт.
ст.) и Не @,00—1,0 мм рт.
ст.), £>=10 мм
То же
«
Непрерывное возбуждение
смеси Ne @,15 мм рт. ст.)
с Не @,3 мм рт. ст.), D =
1 с ....
— ю мм
Непрерывное возбуждение
смеси Ne @,01—0,2 мм рт.
ст.) и Не @,00—1,0 мм рт.
ст.), D = 10 мм
То же
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
Литература
[145, 152}
[152, 145}
[152, 141,
145, 151,
155]
[152, 12,
141]
[151, 12}
[152, 141,
145, 151]
[152]
[141, 145Г
151]
[152]
[141, 145,
151]
[152]
[141, 151]
[152, 145]
[152, 141,
145, 151]
[152, 141,
145, 151]
[152, 141,
145, 151]
[152, 145}
[152, 145}
[152, 141,
145, 151]
1152, 145}
[152, 141,
145 151]
11451
[152]
[152, 145}
[141, 145}
[152, 145}
[145]
[152, 145}
[145]
[141, 145}
[152, 141,
145]
[141, 145}
[145J
[141, 145[
[141, 145]
[152, 141,
1451
[152, 141-
145]
[141, 145,
152]
[141, 145}
34

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
Продолжение табл. 2.8
Л., мкм
22,836
25,423
28,053
31,553
3U928
32,016
32,516
33,824 или
33,837
34,552
34,679
35,602
31,231
41,741
50,705
52,425
53,486
54,019
54,117
55,537
57,355
68,329
72,108
85,010
86,962
88,471
89,859
93,02
Обозначение перехода
по Рака
5p[l/2h-4d[3/21S
6р'[1/21,-5d' I3/21J
6p[3/2],-5d[l/21S
6р [3/21,-5 d[5/2H
6р [3/21,-5d[5/2]S
6p[5/2]3-5d[7/2Jl
6/?'[3/2
6р'[3/2
6р [5/2]
6р'[1/2
6 р [5/2
,-5d'[5/2Jl
!-5d'[S/2]S
3 — 5d [7/2]J
!—5d'[3/2]|
,-5d[5/21?
IP
7р'
6р
7рР'
1/2
1/2]
1/2
3/2
1/2
o-6d[3/2K
0-6 d'[3/21?
i-5d[3/2)S
2—6 d [3/2]2
!-6d'[3/21S
.7p[3/21,-6d[5/21S
7pl3/2h—6d[5/21S
7 р [5/21,-6 d [7/2JS
7p'[3/2h-6d'[6/2]|
7p[5/2]3-6d[7/2]J
7pll/2J1-6d[3/2JS
8p'[l/21e-7d'[3/2i;
8p[3/21,-7d[5/2K
8p'[3/212-7d[5/2J|
8p[3/2h-7d[5/2]S
8p[5/2]s —7d[7/2]§
по Пашену
4 Рю — 4 d3
5 Pi —5 si
5p7 — bd6
5 pc -— 5 d-t
5 Pi —5 u-j
5 pa —— 5 d&
5p4—5s'i'
5p6 — 5s'{"
5 p9 — 5 dl
6p3 — 6(^2
6 рг—5 s^
5 p1Q—5^g
6p6 —6d3
6p2—6s'i
q Pfi — 6<i(
6 p7 — 6 d'{
6 p8—6 ^4
6p5 — 6si'r
6 рю—6 d%
7 Pi — 7s{
7p6 —7^{
7p4 — 7Si"
7 P9—7 rf|
7 pg — 7 c?4
—
Условия получения генерации
и возбуждение
Непрерывное возбуждение
смеси Ne,.@,01-—0,2 мм рт.
ст.) и Не @,00—1,0 мм рт.
ст.), £>=10 мм
То же
«
Возбуждение непрерывное,
чистый Ne @,05 мм рт. ст.),
D = 21 мм
Непрерывное возбуждение
смеси Ne @,01—0,2 мм рт.
ст.) с Не @,00—1,0 мм рт.
ст.), D=10 мм
То же
«
Непрерывное возбуждение,
чистый Ne @,05 мм рт. ст.),
D = 21 мм
То же
«
«
Непрерывное возбуждение,
чистый Ne @,02 мм рт. ст.),
D = 47 мм
Непрерывное возбуждение
в условиях, аналогичных
условиям возбуждения линии
34,679 мкм
Непрерывное возбуждение
смеси Ne @,05 мм рт. ст.)
с Не @,1 мм рт. ст.), £> =
= 21 мм
То же
Непрерывное возбуждение
в условиях, аналогичных
условиям возбуждения линии
52,425 мкм
Непрерывное возбуждение
смеси Ne @,03 мм рт. ст.)
с Не @,07 мм рт. ct.),D =
= 21 мм
Непрерывное возбуждение,
чистый Ne @,035 мм рт. ст.),
£) = 34 мм
Непрерывное возбуждение
в условиях, аналогичных
условиям возбуждения линий
54,425 мкм
Непрерывное возбуждение
в условиях, аналогичных
условиям возбуждения линии
68,329 мкм
То же
«
«
Возбуждение непрерывное,
чистый Ne @,01 мм рт. ст.),
£) = 47 мм
Литература
[141, 1451
[141, 145]
[141, 1451
[145]
A56, 157]
11411
[145]
[145]
[145]
[156, 1571
[156, 6, 157]
[156, 157]
[156, 157]
[156, 158]
[158]
[156, 1571
[156, 157]
[156, 1571
[1581
[156, 157]
[155, 121
[158]
[155, 12]
1158]
[158, 12]
[158]
[158]
35

Ч. 1.
Газовые лазеоьь
Продолжение табл. 2.8
\ мкм
106,07
124 У52 или
124,7Ь
126 J
132,8
Обозначение перехода
по Ракя
10„Ц/2]„_9«[3/2П
9p[3/2]j— 8d[5/2]S
9р[3/2]2—8d[5/2]|
—
—
по Пашену
9 р3—9 d2
—
—
—
Условия получения ренерации
и возбуждение
Возбуждение непрерывное,
чистый Ne @,01 мм рт. ст.),
D = 47 мм
То же
Литература
[158, 12)
11581
[158]
[158]
0,706721
0,7503
0,8780е
1,0935
1,217
1,2139628
1,240275
1,270221
1,289
1,3472
1,4093640
1,618
1,694058
1,791437
1,8167
2,0616
2,0986
2J33
Аргон (рис. 2,
4 р> [3/2]2 — 4 s [3/2]2С 2 р8 — 1
p'[l/2]0-4s'[l/2]J
3d[5/2]|-4p[5/2]3
id' [3/2]?-4р'[3/2],
[/]Jp[/h
d'[3/2]f-4p'[l/2h
3d[5/2]J-4p[5/2]2
£-5р[3/2]2
3d[3/2tf-4p[l/2i0
5s[3/2]|_4p'[3/2]2
3d[3/2]f-4p[3/2]2
3d[l/2i;-4p[3/2b
или
3d[l/2]c0 —4p[3/2h
3d[7/2]°-4p[5/2]3
3d[3/2]°-4p'[3/2]
J —4p[l/2]0
3d[l/2]J-4p/[3/2]:
2 Pi— 1 s2
2p7
2p2
2p8
3 —3p6
3 — 2p6
или
d6—2p7
i— 2p9
6 —2p4
15)
Самоограниченный
переход. Возбуждение
импульсами высокого напряжения и
тока с крутым фронтом
Самоограниченный
переход. Наблюдается при
разряде в *смеси Аг — Ne (He)
при очень низких
давлениях Аг
Возбуждение импульсное
Аг [A—20).10-зМмрт.ст.],
~ = 2,7 —4,0 мм
Возбуждение импульсное
Возбуждение импульсное,
смесь Аг—Не (р>200ммрт.
ст.), D = ll мм
Сверхизлучательная
линия. Возбуждение
импульсное, Аг @,03 мм рт. ст.),
^ = 3 мм
То же
Возбуждение импульсное
при условиях, аналогичных
условиям возбуждения
линии 1,21 мкм
Возбуждение
непрерывное, Аг @,25 мм рт. ст.),
£> = 2,2 мм
Сверхизлучательная
линия. Возбуждение
импульсное, Аг @,04 мм рт. ст.),
D = 7 мм
Возбуждение
непрерывное, Аг @,05 мм рт. ст.),
D — 7 мм
Возбуждение
непрерывное, Аг B,5 мм рт. ст.),
D = 7 мм
Возбуждение
непрерывное, Аг @,035 мм рт. ст.),
D = 7 мм
Возбуждение непрерывное
Возбуждение
непрерывное, Аг @,035 мм рт. ст.),
£) = 7 мм
Возбуждение
непрерывное, Аг @,012 мм рт. ст.)
Возбуждение непрерыв
ное, Аг @,01—0,05 мм рт
ст.), D=10 мм
(89)
[85}
[163}
A63]
[120}
[164]
[1641
[164—166)
[120]
11671
1126}
[78, 471
[78, 47, 126}
[78, 12, 47,
165, 166]
[77]'
[47, 781
[146, 12, 77}
1152]
36

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
Продолжение табл. 2.8
К, мкм
2,1534
2,204410)
или
2,2083
2,313320
2,397310'
2,5014
2,5494
2,5512
2,5634
2,5668
2,6843
2,7364
2,8202
2,8783
2,8843
2,9280
2,9796
3,0462
3,0996
3,1333
3,1346
4,7330
4,9160
4,9213
5,1216
5,1218
5,4680
5,4694
5,8477
5,8666
6,0531
6,9429
6,9448
7,2166
7,8003
или
7,8023
7,8063
12,141
или
10 1ИА
1J, Ми
15,037
или
15,042
26,944
Обозначение перехода
по Рака
3d[3/2]?-4p'[l/2h
3d [1/2]? — 4p'[3/2]i
или
3d [1/2]°— 4р/[3/2]2
3d [l/2]f — 4p'[l/2h
3d[l/2]°, — 4p'[l/2]i
6d' [3/2]? — 6p[l/2h
5p[5/3]3-3d[7/2]l
5p[l/2]0-5s[3/2]5
6d'[3/2]c-6p[5/2]3
Ър' [l/2]0 — bs'[\/2]l
5p[3/2h-3d|5/2]?o
5p'[3/2h-5s'[l/2]°
или
5 p
Ър
Ър
Ър
Ър
5 р
о р
3/2
5/2
3/2]
1/2
5/2
5/2:
5/2
o-5 s [3/2]°
3-5s[3/2]£
2~3d[5/2]J
o-3d[3/2bc
2-5s[3/2](
2-3d[5/2]|
3-3d[5/2]§
5р [l/2]i — 5 s [3/21°
Ър
id
бр
bd
[3/2
1/2]
3/2
5/2
[5/2
7/2
)i-4d[b/2]$
!~3d43/2]|
!-4П7/2]32
3-4d[7/2]3
°-4/[9/2b
5d[7/2]4°~4/[9/2]5
или
5d[7/2]4c-4f[9/2]4
6p[l/2]0-6s[3/2]i
4d [1/2]° 5p [5/2]2
4 d [3/2]c 5 p' [3/2]i
6p' [1/2JJ 6s' [1/2]]°
6p [l/2]i 6 s [3/2]°
4/[3/2]2 —4d[3/2]g
или
4f[3/2]i-4d[3/2]c2
4d'[3/2]°-4/[3/2]1,2
5d'[3/2]£-5/[5/2]3
4d'[
3/2]
2°-4/[5/2]3
по Пашену
Zd3-2p2
3d6 — 2 p4
или
3 d§ — 2 p3
3 d§ — 2 pa
3 d6 — 2 p2
6 s, —4pl0
3 p9 — з d4
3p6 —2 s4
3 pj — 2 S2
3 p7 — 3 d\
3p2 — 3 s!
3p4 — 2s3
или
3p6 —2s4
3p9-2s5
Зр6-3^
3 p5 — 3 d2
3 p8 — 2 s4
3p8 — 3d-L
3p9 —3di
3plo-2s5(?)
4 p3 — 4 d\
3pio — 3si
4 p3 —4 Si
5dJ —4 U
4p9 —4d4
5d4— 4 V
5d4 —4V
или
5d4 — 4 V
4 p5 — 3 s4
4 db — 3 p8
4 d2 — 3 p4
4 p2 — 3 s2
4pJ0 —3s5
4^2__^d3
или
4^-4^
4s2 —4p2
4s{— 4X
5sJ — ЪУ
4sl —4У
Условия получения генерации
и возбуждение
Возбуждение
непрерывное, Аг @,018 мм рт. ст.)
Возбуждение
непрерывное, Аг @,01 — 0,05 мм рт.
ct.),D=10 мм
То же
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
«
Возбуждение
непрерывное, Аг @,05 мм рт. ст.),
D=15 мм
То же
«
Возбуждение
непрерывное, Аг @,01—0,05 мм рт.
ст.), D= 10 мм
То же
«
«
Возбуждение
непрерывное, Аг @,05 мм рт. ст.),
D = 10 мм
Возбуждение непрерывное
Возбуждение
непрерывное, Аг @,01—0,05 мм рт.
ст.), £>=10 мм
То же
Возбуждение
непрерывное, Аг @,05 мм рт. ст.),
£>=10 мм
То же
Литература
[146, 77}
[152, 145,
205,
213—215]
[145, 126,
152]
[152, 145,
165, 205,
213—215]
[152, 145|
152]
145
152
1451
[152, 1451
[152, 145
[145, 152
[145]
152, 145]
152, 145
152, 145
152, 145
152, 145
[145]
[152]
[152]
[152, 145]
|145]
[152, 145]
[141]
[141, 145]
[141, 145]
[152]
[152, 145]
[152, 145]
[145]
[141, 145]
[145]
[152]
[152, 141,
145]
[141, 145]
[
141
, 145]
37

Ч. 1.
Газовые лазеры
Продолжение табл. 2.8
А,,, мкм
Обозначение перехода
по Рака 1 по Пашену
Условия получения генерации
и возбуждения
Литература
Криптон (рис. 2.16)
0,3050
0,8104365
0,8589
1,1457481
1,3177412
1,3622416
1,4426793
1,4765471
1,6853498
1,689677
1,694
1,784
1,819
1,921
2,1171
2,1902532
2,42587
2,523385
5p[5/2]2-5s[3/2]?
6s[3/2]? —5
6s[3/2]J-5p[5/2]2
4d[3/2]J—5/>[5/2]a
6s[3/2JJ —5p[3/2h
6s[3/2]°-5p[3/2]2
4d[l/2]J-5p[l/2h
4d[5/2]?
4d[l/2]°0
5p[3/2]1
5p[l/2]1
4<i'[5/2]?-5p'[3/2]2
8s[3/2]?-6p[5/2]2
4d[3/2]°-5p[3/2]1
-5p[3/2]2
•5p[3/2]2
2p8—
2s4 — 2plo
2s4 —2p8
2s4—2p7
2s4-2p8
3d4-2 p9
3 d5 — 2 pl0
3 d'{ — 2 p7
3^6-2 p10
3sr-2p2
3d3 —2 p7
3rf3-2p6
Разряд в Кг при низком
давлении. Возможно, что
эта линия принадлежит
какой-либо примеси
Генерация в переходном
режиме. Возбуждение
импульсами высокого
напряжения и тока с крутым
фронтом @,1 мм рт. ст.), D =
= 3 мм, сила тока в
импульсе 1000 А
Возбуждение импульсное,
Кг 1A—20). 10-» мм рт. ст.],
D = 2,7—4,0 мм
Сверхизлучательная
линия. Возбуждение
импульсное, Кг @,04 мм рт. ст.),
D = 7 мм
Сиерхизлучательная
линия. Возбуждение
импульсное, Кг @,06 мм рт. ст.),
£> = 7 мм
Сверхизлучательная
линия. Возбуждение
импульсное, Кг @,03 мм рт. ст.),
£> = 7 мм
Сверхизлучательная
линия. Возбуждение
импульсное, Кг @,08 мм рт. ст.),
D = 7 мм
Сверхизлучательная
линия. Возбуждение
импульсное, Кг @,2 мм рт. ст.),
D — 1 мм
Сверхизлучательная
линия. Возбуждение
импульсное, Кг @,07 мм рт. ст.),
£> = 7 мм
Сверхизлучательная
линия. Возбуждение
импульсное, Кг @,08 мм рт. ст.),
D = 7 мм
Возбуждение
непрерывное, Кг @,05 мм рт. ст.),
D = 7 мм
Возбуждение
непрерывное, Кг @,07 мм рт. ст.),
D = 7 мм
То же
Возбуждение
непрерывное, Кг @,035 мм рт. ст.),
D = 7 мм
То же
Возбуждение непрерывное
Сверхизлучательная
линия. Возбуждение
непрерывное, Кг A,0 мм рт. ст.),
£> = 7 мм
[85, 12,
168]
[90 89, 126]
[163]
[126]
[126]
[126]
[126]
[126]
[126]
[78, 47
[78,
[78,
[78,
[78,
[47, 78
,126)
47]
47]
47]
47]
i. 12,
151]
[78, 15
151,
[146,
[173,
126,
145,
!, 47,
169]
77]
47,
141,
151]
38

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
А,, мкм
2,6267
2,6288
2,8618
или
2,8655
2,9845
2,9878
3,0536
3,0672
3,1515
3,3409
3,3419
3,4680
3,4883{
3,4895^
4,8748
4,3767
4,8773
4,8832
5,3000
или
5,3019
5,5700
5,5863
5,630Ь
7,0581
Обозначение перехода
по Рака
4*[I/2,8-5p[3/2]i
7р [3/212-4d'[5/2];
6/?l5/2]2—6 s [3/2]°'
или
6/7[5/2]3-6s[3/2]I
6р' [1/2]! — 5d [5/2]г
6/?' [3/2]j — 6s'.[l/2]J
6/?' [3/2]x — 5d[5/2]£
6/?[l/2]i —6s[3/2]2
6/7' [l/2]0 — 5d[3/2]J
6p[l/2]i-6s[3/2]°
4d[l/2]?-5/7[l/2]0
7s[3/2]J —6/?tl/2]!
7s[3/2]f-6/7'[l/2]1
5d[3/2]f-6/?'[l/2]i
5d[3/2]°—6/?[3/2]2
7sC/21^ —6p[3/2]2
4d[3/2]i—5/?' [3/2]2
5d[5/2]|-6p[5/2]3
или
5d [3/2]з — 6p [5/2]2
5d[7/2]^ — 6/?[5/2]2
6d[7/2]^—4/|9/2]5
6d[3/2]? — 4n5/2]3
4/[7/2]3>4-5d[7/2]°
по Пашену
j
3d6 —2p7
4p6—3s?"(?)
3/78—2s5
или
3/?9 —2s6
3/?3-4di
3/74—2s3
3/74-4d;
3 /7io—2 s6
3px-4d2
3/7i0 — 2s4
3^6 — 2/?5
3s4—3p10
3s5—3/73
4d2—3/73
4 d2—3 /76
3s5 —3/76
3d2 —2/74
4dJ[ —3p9
или
4d3r- 3p8
4d4 —3ps
5d4—4G
5d3 — 4T
4 IF— 4d4
Продолжение
Условия получения генерации
и возбуждение
Возбуждение
непрерывное, Кг @,02 мм рт. ст.),
£>=10 мм
Возбуждение
непрерывное, Кг @,03 мм рт. ст.),
D = 5 мм
Возбуждение
непрерывное, Кг @,02 мм рт. ст-),
£) = 10 мм
То же
Возбуждение
непрерывное, Кг @,03 мм рт. ст.),
£>=15 мм
Возбуждение
непрерывное, Кг @,02 мм рт. ст.),
D=10 мм
Возбуждение
непрерывное, Кг @,03 мм рт. ст.),
D = 15 мм
Возбуждение
непрерывное, Кг @,02 мм рт. ст.),
D=10 мм
Возбуждение
непрерывное, Кг @,03 мм рт. ст.),
D=15 мм
Возбуждение
непрерывное, Кг @,02 мм рт. ст.),
D = 10 мм
То же
«
Возбуждение
непрерывное, Кг @,03 мм рт. ст.),
D = 15 мм
То же
Возбуждение
непрерывное, Кг @,02 мм рт. ст.),
D=10 мм
То же
Возбуждение непрерывное
Возбуждение
непрерывное, Кг @,02 мм рт. ст.),
D = 10 мм
То же
Возбуждение
непрерывное, Кг @,03 мм рт. ст.),
D== 15 мм
То же
Возбуждение
непрерывное, Кг @,02 мм рт. ст.),
D=10 мм
табл. 2.8
Литература
[152, 145]
[145]
[152, 126,
145]
[152, 145]
[145]
[145, 152}
[141, 145,
151]
[152, 145]
[1451
[152, 151]
[152, 145]
[152, 145]
[145]
[145, 141,
151]
{ П521
[152, 145]
[145]
[152, 141,
145]
1152, 12,
145]
[145, 141
1511
[145, 141,
151]
[152, 145]
Ксенон (рис. 2.17)
0,840919
6р [3/2]!-6 s [3/2];
Сверхизлучательная линия.
Генерация ъ импульсном
режиме, возбуждение
импульсами высокого напряжения и
тока с крутым фронтом, Хе
@,04мм рт. ст.), D = 7 мм
[163, 126]
39

Ч, 1.
Газовые лазеры
Продолжение табл. 2.8
К мкм
0,904545
0,97997
1,0634
1,0950
1,365701
1,605327
1,732578
2,026229
2,3200
2,4825
2,6276
2,651093
2,6608
Обозначение перехода
по Рака
6p[5/212-6s[3/21°
6p|l/2h-6s[3/2]S
—
7s[3/21? —6p [5/2]2
7 s [3/2]°— 6/?[3/212
5d[3/2]?-6p[5/212
5d[3/2K — 6p[3/2]1
5d [5/2]§ — 6 p [5/2]2
5d[5/2]o-6p[5/2]3
5d[5/2]|-6p[5/2]2
5d[3/2]J-6p[l/2]0
bd' [3/2]? — 6/?'[l/2]
по Пашену
2 p9 — 1 s6
2 pl0 — l sB
—
2s4 — 2p9
2s4 — 2 pe
3d2 — 2 pr,
3 d2— 2 /?7
3d;— 2p9
3di— 2p8
3dJ — 2 p9
3 ^2 __ 2 p5
3 s,' — 2 pi
Условия получения генерации
и возбуждение
Сверхизлучательная
линия. Генерация в
импульсном режиме, возбуждение
импульсами высокого
напряжения и тока с крутым
фронтом, Хе @,12 мм рт.
ст.), D = 7 мм
Возбуждение импульсное,
Хе @,2—0,4 мм рт. ст.)
Возбуждение импульсное,
Хе(A— 20)-Ю-3 ммрт. ст.),
D = 2,7 — 4,0 мм
То же
Сверхизлучательная
линия. Возбуждение
импульсное, Хе @,04 мм рт. ст.),
D — 7 мм
Сверхизлучательная
линия. Возбуждение
импульсное, Хе @,1 мм рт. ст.),
D = 7 мм
Сверхизлучательная
линия. Импульсное
возбуждение, Хе @,15 мм рт. ст.),
D = 7 мм. Непрерывное
возбуждение Хе @,03—0,1 мм
рт. ст.), D = 4 или 7 мм
Линия сверхизлучательная
даже в коротких разрядных
трубках. В трубке с
внутренним диаметром 5 мм
усиление превышает 45 дБ/м.
Возбуждение непрерывное,
Хе (тысячные доли мм рт. ст.)
или смесь Не—Хе A00: 1,
полное давление ^ 10 мм
рт. ст.), D = 5 мм. Во
избежание катафоретического
эффекта в последнем случае
необходимо применять
высокочастотное возбуждение.
Затруднения вызывает
уменьшение давления
ксенона в разряде [178, 180]
Возбуждение
непрерывное, Хе @,01—0,04 мм рт.
ст.), добавляется также
Не (^1 мм рт. ст.), D==7 мм
Возбуждение
непрерывное, Хе @,03—0,1 мм рт.
ст.), D = 4 или 7 мм
Возбуждение непрерывное
в условиях, аналогичных
условиям возбуждения линии
2,3200 мкм
То же
Литература
[90, 126]
[901
11631
[163]
A261
Ц261
[170, 126,
177]
[78, 12, 47,
126,
169—177,
185]
[173, 141,
169, 177,
1851
[170, 177]
[173, 141,
169, 177,
179]
[173, 126,
169, 170,
174, 177,
1 OS I
looj
[141, 169]
40

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
X, мкм
3,1078
3,27459
3,3676
3,4345
3,5080
3,6219
3,6518
3,6798
3,6859
3,8697
3 %у8950
3,9966
4,1527
4,5393
4,6109
5,3568
5,5754
6,384
Обозначение перехода
по рака
5d[5/2H —6р[3/2Ь
bd [3/2]^ — 6р [1/2]!
5<2[5/2]£—6р [3/2]х
7^[5/2]2-7sC/2]J
5d[7/2]|-6p[5/2]2
5d' [3/2Ц —7р [3/2]2
7р[1/2Ь—7s[3/2]^
5d [1/21? бр[1/2Ь
5d|5/2] = -6/7[3/2]2
od'[5/2]l-6p'\3/2}2
Sd [7/2Ц—6 p[5/2]3
5d[l/21Jj —6p[l/2l!
5d'[5/2]*—7/? [3/2]!
^5d[3/2]|~-6pp/212
3d [1/2]J — 6p [5/2]2
5d[7/2]°-6/?[5/2]3
8p[3/2]2-8s[3/2}°
по Пашену
Zd._2pi
3 d%—2 piQ
3d'{--2 p?
3/?9 — 2s4
3d4 —2p9
3 s^ ■—о p$
о PlO """" ^ ^5
3 4_2p10
3 d'{ — 2 p6
3 sj' — 2 /?3
3d6 —2p10
3S" 3^^
3^ 2/?g
3 s"" 2 no
3 i5 — 2 /?9
3d4—2 /?8
4/?6—3 sb
Продолжение
Условия получения генерации
и возбуждение
Возбуждение непрерывное
в условиях, аналогичных
условиям возбуждения линии
2,3200 мкм
Возбуждение
непрерывное. Высокочастотный
разряд в смеси Не— Хе B50 : 1),
общее давление около 0,4
мм рт. ст.), £> = 11 мм
Возбуждение
непрерывное. Смесь Хе @,01—0,04
мм рт. ст.) с Не (до 1 мм
рт. ст.), D = 7 мм
То же
Линия сверхизлучательная
даже в коротких разрядных
трубках, в трубке
диаметром 2,6 мм коэффициент
усиления превышает 70 дБ/м
[177]. Непрерывное
возбуждение, в чистом Хе (от
тысячных до сотых долей мм
рт. ст.) и в смеси с Не (до
^10 мм рт. ст.), D = 5 мм
Затруднения вызывает
уменьшение давления
ксенона в процессе работы [178,
180]
Возбуждение
непрерывное. Смесь Хе @,01—0,04
мм рт. ст.) с Не (до 1 мм
рт. ст.), D = 7 мм
Хе @,02 мм рт. ст.), £> =
= 7 мм
Возбуждение
непрерывное. Смесь Хе @,01 —0,04 мм
рт. ст.) с Не (до 1 мм рт.
ст.), D = 7 мм
То же
«
«
«
Возбуждение
непрерывное Смесь Хе @,01 мм рт.
ст.) с Не @,01 мм рт. ст.),
D=10 мм. Необходимо
подавлять генерацию на линии.
3,508 мкм
Возбуждение
непрерывное. Смесь Хе @,01—0,04
мм рт. ст.) с Не (до 1 мм
рт. ст.), D = 7 мм
Возбуждение
непрерывное, Хе (сотые доли мм рт.
ст.), D = 4 или 8 мм
габл
. 2.8
Литература
[173, 141,
169, 174,
177, 179,
185]
[169, 77,
146, 177,
179, 185]
[173, 141,
169, 174,
177, 185|
[141, 12,
145]
[173, 47,
141, 151,
169, 174,
175,
177—183,
1851
[141]
fl451
[173, 141,
1791
[173, 141,
174, 177]
[141, 179]
[173, 141,
177]
[171, 141,
174, 175]
[141, 179]
[153, 179]
141]
1531
[173, 47,
141, 151,
174, 179]
[177]
41

4. I.
Газовый лазеры
X, мкм
7,3167
8,191
9,0065
9,7029
11,299
12,266
12,917
18,506
75,5778
Обозначение перехода
по Рака
5d[3/2]J — 6р[3/2}1
8 р [l/2h -8 s [3/21J
5^ [3/2]?— 6/?[3/2]2
5d [1/2]?—6 /7 [3/2]!
8 р [3/2]f—5d' [3/2]2
или
5 d' [5/2]3°-4f[9/2]4
bd [1/2]о—6р [3/2J!
5rf[l/2]J—-6рC/2|2
6/?' [3/2]х—5*/[1/2)£
по Пашен у
Зс/з—2р7
4 Pio—3 S4
2<t9 — 2p9
3 tfg—2 р7
4p7 — 3s'i"
или
3s\' —M
3(/6—2р7
3of5—2 р6
3sJ" — MJ
2 рь — 3 of 5
Продолжение
Условия получения генерации
и возбуждение
Возбуждение непрерывное в
условиях, аналогичных условиям
возбуждения линии 5,5754 мкм
Возбуждение непрерывное в
условиях, аналогичных условиям
возбуждения линии 6,384 мкм
Возбуждение непрерывноев
условиях, аналогичных условиям
возбуждения линии 5,5754 мкм
То же
а
«
«
Возбуждение непрерывное.
Смесь Не—Хе A00 : 1, давление
Хе 35-10~~3 мм рт. ст.) или смесь
Кг—Хе C:1, давление Хе A5 —
20) • 10-3ммрт. ст.), D = 6 мм
; табл. 2,8
Литература
[173, 141,
174, 177,
179]
[177]
[173, 12,
141, 174,
179]
[173, 141]
[141, 1451
[173, 141]
[173, 141]
[141, 145]
[184)
днергщэд
') Самоограниченный переход.
2) Азот и аргон участвуют в дезактивации мет а стабильного состояния Не 235Ь с которого при
столкновениях второго рода происходит заселение нижнего лазерного состояния 4рьР.
3) Обычно генерация на переходах между уровнями Ne 3s2 и 2р наблюдается в смеси Не—Ne.
Однако в работе [87] сообщено о получении генерации на линиях 0,59393 и 0,61180 мкм в чистом Ne.
Учитывая применявшийся в этой работе способ возбуждения и факт отсутствия генерации на линии 0,6328 мкм,
можно предположить, что указанные линии на самом деле соответствуют самоограниченным
переходам 0;5944 и 0,6143 мкм.
4) Линия наблюдалась авторами работы fl2], однако об этом, кажется, нигде не упоминалось.
5) Наиболее вероятно, что именно этот переход соответствует линии 13,8 мкм [145]; селективное
возбуждение состояния Ne 5s2 происходит при передаче возбуждения с уровня 2рхРх атомов Не (98].
Замечание. Селективное возбуждение уровней
Ne, 5s2, 3s2 и 2s2-6 происходит при передаче
возбуждения соответственно с уровней Не'Рь Не*2 lS9
и He*23Sb Зависимость коэффициента усиления
от величины 1/£> (при условиях разряда,
оптимальных для возбуждения генерации на
переходах с уровней Ne 3s2 и 2s2 в смеси Не — Ne)
обусловлена тем, что населенность этих уровней
следует за концентрацией атомов Не* в
состояниях 2 'So и 2 3St, которая зависит от указанного
отношения, а также тем, что населенность нижних
лазерных уровней, меньшая населенности верхних
состояний, тоже зависит от этого отношения.
Зависимость коэффициента усиления от величины
1/D есть зависимость от давления. Вопреки
утверждениям, встречающимся в ряде обзороз и
монографий [211, 212], она не связана с
увеличением вероятности распада метастабильных
состояний Ne Is в трубках малого диаметра. То же
самое следует из анализа результатов Уайта и
Гордона [95] (см. [159]). Аналогичная зависимость
коэффициента усиления от величины 1/D
существует для линий 0,4416 и 0,3250 мкм, генерация на
которых получена в ионном лазере на смеси
Не — Cd. Верхние уровни этих лазерных
переходов селективно возбуждаются при переносе
энергии с метастабильных уровней Не (реакция Пен-
нига) [160, 162].
6) Возможно, что эта линия принадлежит Аг II
и соответствует переходу с длиной волны
0,87718 мкм.
7) Возможно, что это линия 1,21396 мкм, при-
"надлежащая Аг I.
8) Неидентифицированные линии генерации
1,222; 1,2246 и 1,276 мкм, которые наблюдаются
в смеси Аг — Hg [21], были помещены в табл. 2.2,
ртуть.
Рис. 2.13. Лазерные переходы между уровнями 9> Возможно, что это линия 1,27022 мкм, при-
гелия. надлежащая Аг I.
Переход 21/)i—-2!S0 B,058 мкм) является самоогра- 10) Условия возбуждения улучшаются при до-
ниченным. бавлении хлора в смесь аргона с гелием [205].
42

П. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
Рис. 2.14. Лазерные переходы между уровнями
неона.
Рис. 2.15. Лазерные переходы между уровнями
аргона.
Исходное состояние иона
95
90
85
80
Число подуровней
1 1 // 6
" 7s' Г/
I Ss—
- 8s —
-
-
—
-
аница ионе
9р
8р —
3,6мт
6ру*£-
/
OfitHMKM
U 8 U 8
1зации
8d
'/^^^
Sd
%2мкм
М _ _
Z-13MKM
5f
^ Jff
18}5мкм
90Y
Рис. 2.16. Лазерные переходы между уровнями Рис. 2.17. Группы наблюдаемых лазерных
перекриптона, ходов между уровнями ксенона.
43;

4. I.
Газовые лазеры
Таблица 2.9
Неидентифицированные лазерные переходы, наблюдаемые при
возбуждении нейтральных атомов
К, мкм
0,247718
0,269182
0,274139
0,304970
0,335004
0,34836
0,3545
0,364546
0,366920
0,3760
0,380327
0,397293
0,46453
0,465040
0,4750
0,4764
0,495410
О,521У62
0,5440
0,5500
0,5540
0,5690
0,58525
0,595573
0,6350
0,7065
0,75035
Ю,8390
Вероятный
источник
Хе
Хе
Кг
—
Хе
Хе
Hg или Аг
Хе
Хе
—
Хе
Хе
—
N, Hg или О
Аг (или Hg II)
S
О
О
О (II ?)
Ne
О или Хе
Те
Hg или Аг
Аг
Cd (II ?)
Условия получения генерации
В Хе при давлении 0,001—0,1 мм
рт. ст., £> = 4 мм
То же
В Кг при давлении 0,001—0,1 мм
рт. ст., D = 4 мм
В Кг при низком давлении.
По-видимому, линия принадлежит какой-
либо примеси
В Хе при давлении 0,001—0,1 мм
рт ст., D = 4 мм
В Хе предпочтительно при
давлениях, превышающих те, при которых
возбуждаются линии Хе II
В смеси паров Hg с Аг при низком
давлении
В Хе при давлении 0,001—0,1 мм
рт. ст., D = 4 мм
То же
В Хе при низком давлении По-
видимому, линия принадлежит какой-
либо примеси
В Хе при давлении 0,001—0,1 мм
рт. ст., D = 4 мм
То же
В Аг при низком давлении, линия
слабая
В Хе
В смеси паров Hg с N2 при
давлении A—20)-Ю-3 мм рт. ст., £> = 3мм
В смеси паров Hg с Аг (давление
Аг 0,1 мм рт. ст.), D = 6 мм
В Хе
В SO2 или SFe
В смеси паров Hg g N
То же
»
В СО при давлении A1 — 20)Х
XlO-3 мм рт ст., D = 3 мы
В смеси Ne—Аг, наличие Аг
обязательно Возможно, что генерация
происходит на самоограниченном
переходе Ne 2pi—ls2, которому
соответствует линия с длиной волны
0,5852488 мкм
В воздухе или Хе
В смеси паров Те с Ne
В смеси паров Hg с Аг при низком
давлении, D = 3 мм
В смеси Аг—Ne при низких
давлениях, возможно, что эта линия
соответствует переходу Аг 2рх—2s2
с длиной волны 0,7503867 мкм
В смеси паров. Cd с Не
Возбуждение
Импульсное
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
Непрерывное
Импульсное

Литература
AE81
[168]
[168]
[85, 168]
[187,168]
1851
117]
|168]
[168]
185]
|168]
A681
[188, 85]
[85]
DЦ
127]
|85
56
41
41
41
Dlj
lb'5]
[85]
[189]
A7|
|85]
[16]
44

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
Д., мкм
'0,8408
0,8569
0,882045
•0,980
,01
1,06
1,065
1,0935
1,0950
1,1869
1 222
1,2246
1,2545
1,2760
1,2981
1,3655
1,45423
1,977
2,021
2,499
5,535
2,602
0 7Q/1
Z,/o4
.3,7942
3,801
3,8154
10,604
14,78
15,04
15,08
15,41
15,47
•18,21
21,46
22,54
22,71
23,68
23,86
54,92
25,12
56,27
30,69
31,47
^31,92
32,13
126,10
Л32,80
Вероятный
источник
Хе
Хе
О
1
I
I
S
Аг
Хе
Cd (II ?)
Hg
Hg
Hg
Hg
Hg
Hg
N
Cl
Cl
—
N
—
N
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
Ne
Ne
Продолжение
Условия получения генерации
В Хе при давлении A—20)-10~3мм
рт. ст., О =2,7—4 мм
То же
В смесях Не—N или Ne—СО2
при давлении 4 мм рт. ст., 0 = 15 мм
В смеси паров I е Не
То же
»
В чистом SF6, а также в смеси с Не
В Аг при давлении A—20) • 10~3 мм
рт. ст., 0 = 2,7—4,0 мм
В Хе при давлении A—20)-10-3 мм
рт. ст., 0 = 2,7—4,0 мм
В смеси паров Cd с Ne или Не,
О = 12 мм
В смеси паров Hg с Аг
То же
В смеси паров Hg с Не, О =15 мм
В смеси паров Hg с Аг
В смеси паров Hg с Не
То же
В смеси N2 с Не
В смеси СС12 F2 с Не при давлении
3,3 мм рт. ст
То же
»
В смеси N2 с Не
В смеси CCI2F2 с Не при
давлении 3,3 мм рт. ст.
В смеси N2 с Не
В смеси CBrFs с Не при давлении
2,8 мм рт. ст
В NH4 при давлении 0,5—1,0 мм
рт. ст , 0= 10 см
То же
»
»
»
»
»
>
>>
,>
,>
»
»
В чистом Ne при давлении 0,01 мм
рт. ст., О = 47 мм
То же
Возбуждение
Импульсное
»
»
Непрерывное
Импульсное
»
»
»
Непрерывное
»
»
Импульсное
Непрерывное
Импульсное
Непрерывное
Импульсное
»
»
»
»
»
»
»
»
Непрерывное
табл.
2.9

Литература
|1631
[163]
[291
[69)
[69]
|691
[33, 57]
[163|
[1631
[16]
[21, 171
[21, 171
[19]
[21, 171
19]
19]
43]
65]
65
65
65
65;
[43
[бь;
[43]
[651
|190]
[190
190
190
190
190
190
190
190
[190
[190
190
190
190
190
190
190
190]
158]
[158]
45

4. I.
Газовые лазеры
тем нижнего. Перечисление литературных
источников начинается с работы, в которой
впервые сообщалось о получении
генерации на данной волне. Приведенные ссылки
не исчерпывают всей литературы по
данному переходу и даны не обязательно на
работы, посвященные лазерным системам.
Основной целью, которая ставилась при
отборе цитируемой литературы, было
получение информации о физических процессах,
приводящих к селективному возбуждению
верхнего состояния, участвующего в
генерации на данной волне.
Во всех случаях, когда это не
оговорено специально, обозначение уровней
энергии дается в соответствии с
монографией Ch. E. Moore. Atomic Energy Levels,
V. I, II, III. NBS Circular 467. U. S.
Government Printing Office, 1949, 1952, 1958.
В таблицах и тексте использованы
следующие обозначения:
Л' — возбужденное состояние атома А;
Л* — метастабильное состояние атома А;
АЕ^ — энергия связи двух атомов;
о — нечетное состояние атома.
2.3. МЕХАНИЗМЫ СЕЛЕКТИВНОГО
ВОЗБУЖДЕНИЯ
Передача возбуждения
{атом — атом)
Передача энергии от одного
возбужденного атома к другому осуществляется
в результате так называемого
«столкновения второго рода». Процесс передачи
происходит по схеме
Л' + В ц± А + В' ± АЕ^ B.1)
где А^оо—разность потенциальных энергий
возбужденных состояний Л' и В' при
бесконечном удалении атомов друг от друга;
состояния А и В чаще всего основные.
Если состояние А' метастабильно (Л*),
а состояние В' может распадаться излуча-
тельиым путем, то процесс передачи идет
в прямом направлении. Эксперименты
показали, что вероятность передачи
энергии возбуждения в результате
столкновения второго рода определяются по
крайней мере четырьмя следующими факторами:
1) величиной АЕ^; 2) условием сохранения
спина (правило спинов Вигнера);; 3)
размером взаимодействующих атомов и 4) их
относительной скоростью, которая
определяется температурой газа (Гг) в разряде
и массой атомов.
Теоретическое значение эффективного
сечения при резонансном столкновении
на два порядка превышает величину,
которая реализуется4в газовой кинетике.
При АЕ^ -» 0,1 эВ эффективное сечение
пооцесса становится пренебрежимо малым
198].
Сохранение суммарного спина'при
столкновении второго рода является
предпочтительным. Из двух процессов
B.2 а)
B.2 6)
процесс B.2а) более вероятен.
Большую информацию о роли четырех
указанных факторов можно получить при
изучении передачи энергии между тремя
парами возбужденных уровней в лазере
на смеси Не—Ne. Схема уровней Не и Ne,
участвующих в этом процессе, показана
на рис. 2.18. У Не это состояния 2рхР£,
2sxSo и 2s?Sv Состояния 25^0 и 2s*St ме-
тастабильны (He*21«S0 и 23S1). Они
активно передают энергию атомам Ne,
возбуждая состояния 5s и 4s (или 3s и 2s в
обозначениях Пашена).
Более детально относительное
расположение уровней Heis21S0, 2352 и уровней
Ne показано на рис. 2.19 и 2.20. Первый
из них иллюстрирует процесс передачи
энергии с уровня Не 21«S0 на 3s-ypoBHH Ne.
Передача происходит с поглощением
энергии, причем возбуждается
преимущественно уровень 3s2
Не* 2i5o (t|)+Nei So (
+ Ne3s2(t П—
I) — H&S0 (T I)+
oo C86 cm-1), B.3)
поскольку при этом выполняется условие
сохранения спина. Разница в энергии
состояний A£TO = 386 см (»2 kT)
покрывается за счет кинетической энергии атомов
в газовом разряде.
Процесс передачи энергии между мета-
стабильным состоянием Не*236'1 и 2s
состояниями Ne иллюстрируется рисунком
2.20. В отличие от предыдущего случая все
четыре уровня Ne 2s возбуждаются более
равномерно. Процесс протекает по схеме
He *23SA (|
->He150(t 1)+Ne2s2,3f4>5 +
+ AEOO C13-1247 см-1) B.4)
и носит экзотермический характер
(АЕ^ > 0), т. е. не требует притока
энергии из резервуара кинетической энергии
газа. Состояние Ne 2s5 возбуждается
несмотря на то, что для него АЕ^ равно
1247 см-
т. е. превышает величину
800 см* @,1 эВ), для которой вероятность
передачи энергии обычно уже считается
пренебрежимо малой. Условие
сохранения спина выполняется при передаче
энергии на состояния Ne 2s3,4,5-
В работе [99J*} было экспериментально
показано, что эффективное сечение (а) про-
*> Эта ссылка содержит лишь краткое изложение результатов. В более полном виде
материал докладывался на 20-й конференции по газовой динамике, Сан-Франциско,
октябрь 1967 в.
46

170
<65
\155
150
135
Геми
Число подуровней 2 2
ffem
3s'
Рис. 2.18. Группы лазерных переходов, наблюдаемых в смеси Не— Ne
Показано совпадение уровней неона с уровнями гелия 23Sb 21Sq, 5?Рьм н 2lPt. (Схема
представляет собой видоизмененный рисунок из работы [141J.)
Рис. .19. Совпадение уровней энергии адетаста-
бального состояния ^6*2^ с 35-уровняаш Ne.
рис. 2.20. Совпадение уровней энергии метаста-
бнльного состояния He*23Si с 25-уровнями Ns.
47

4. I.
Газовые лазеры
Рис. 2.21. Температурная зависимость
эффективного сечения передачи энергии с метастабильного
уровня Не 2lS0 на уровень Ne 3s2.
цесса передачи энергии с уровней Не*
2150 и Не* 23Sf атомам Ne, находящимся-
в основном состоянии, подчиняется
соотношению •
о = о0 exp (—EJkT). B.5>
Экспериментальные результаты,
подтверждающие этот закон, приведены на
рис. 2.21 и 2.22. Величина Еа в B.5>
имеет смысл энергии активации (или
энергии диссоциации), так что ЕаФ Л£то.
Выполнение соотношения B.5) говорит о том,
что потенциалы взаимодействия между
атомами в состояниях He*23Sj и Ne150,
а также Не*2150 и Ne1*S0 имеют формы,,
которые показаны соответственно на
рис. 2.23, а и б. Таким образом, форма
потенциалов в окрестности значения
относительной координаты атомов,
соответствующего моменту столкновения, во
многом определяет вероятность передачи
энергии.
Рис. 2.22. Температурная зависимость
эффективного сечения передач" энергии с метастабильного
уровня Не 23£| на 2s-уровни No
Jfcc
■*£
°о О
Расстояние меж^/ ядрами
а) Ю
Рис. 2.23. Возможные формы зависимости
потенциальной энергии взаимодействия от
межъядерного расстояния, объясняющие существование
энергии активации в процессе передачи энергии
между атомами Не и Ne при экзотермическом
(а) и эндотермическом (б) характерах реакции
B.1).
48
Передача возбуждения
от атома к молекуле с последующей
диссоциацией молекулы
Процесс передачи энергии происходит
по схеме
B.6а>
М + АВ
энергия,
B.6б>
где М' — атом в возбужденном (обычно
метастабильном М*) состоянии. В
результате взаимодействия между атомом М'
и молекулой А В последняя претерпевает
вертикальный переход из основного
состояния в разлетное состояние (А В)' (см.
рис. 2.24). Таких состояний с энергиями,
близкими М'> может быть несколько. По
этой причине, а также потому, что в
столкновении участвует более двух атомов,
условие совпадения энергии соответствующих
состояний может выполняться не столь
строго, как при передаче энергии между
атомами. Излишек потенциальной энергии
переходит в кинетическую энергию одного
из атомов А' или В', появившихся в
результате диссоциации.
Передача энергии описанного типа
имеет место в лазере на смеси Ne—О2. Процесс
протекает по схеме
Ne* + O,-Ne1S0 + O +
4- О' (Зр3Р) + кинет, энергия B.7)
и приводит к селективному возбуждению»
триплетного состояния атомарного
кислорода Зр 3Р и к инверсии населенностей
между ним и состоянием О I З^Я? (см,
рис. 2.25).

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
В лазере на смеси Аг—02 передача
энергии может происходить двумя путями
B.8 а)
B.8 6)
Последующие столкновения атомов О I
в состояниях 21S0 и 21D2 с электронами
приводят к появлению инверсной
населенности между состояниями О I Зр3Р и Z^S0
112, 46].
В смеси паров Вг2 с Не или Ne,
содержащей в качестве примеси кислород,
наблюдается генерация на четырех длинах
волн, лежащих в интервале, который
соответствует излучательному переходу
с триплета О I Зр3Р0,2,1 на уровень
bs^SJ, и близких к линии'излучения Вг I
0,844655 мкм (рис. 2.26). Генерация в этом
случае происходит на частотах,
смещенных от центров линий, которые
соответствуют переходам Ър'6Р2 —- 3s*Sl и Зр3Рх —
3<rSi. Возникновению генерации на
центральных частотах этих переходов
препятствует сильное поглощение, однако
вследствие значительного уширения обеих
линий коэффициент усиления на частотах,
смещенных от их центров, достигает
необходимой величины. Уширение этих линий,
более чем в пять раз превышающее вели»
чину, определяемую температурой газа
Атом
-Я--Л4Ч
I
О
Молекула
Расстояние меж&у
Рис. 2.24. Схема потенциальных кривых
различных состояний двухатомной молекулы,
иллюстрирующая появление возбужденных атомов в
результате передачи энергии и перехода молекулы
в разлетное состояние.
Штриховыми линиями показано несколько таких
состояний. Они могут иметь общий предел
диссоциации, М'-метастабильное состояние.
в разряде, объясняется большой
кинетической энергией, которую получают атомы
О I, возбуждаемые в состояние Ъръ? в
результате диссоциации молекулы О2 [49].
_ Лазерный
+ переход
Диффузия
o;z цз
Расстояние между ядрами, нм
Рис. 2.2 5 * Кривые потенциальной энергии различых состояний молекулы кислорода и некоторые
возбужденные состояния атомов Ne и Аг в лазерах на смесях Ne—Ог и Аг—О2, работающих на
длине волны 0,8446 мкм.
На схеме показаны основные пути возбуждения атомов OI [46].
49

я. т.
Газовые лазеры
шммр*г* 0,07см />
ч.
г~~ ■
г
ij
0,10 см-7
с. '
—7 Линии /^-~
^ |/генерации
* i
\ 7
\J
<—
j
/
1
\ /
V/
ч
V
4?ис. 2.26. Спектр генерации на линиях
кислородного триплета с длинами волн около 0,8446 мкм,
наблюдаемых в смесях Аг—Вг2 и Аг—Ог [48J.
На рисунке показаны линии спонтанного
излучения OI на переходе *Px—bS\ A), BrI на дли-
«е волны Х=844,655 нм B), О1 на переходе
зр2_з5ОC) и OI на переходе 3P(r-3S°D>.
Оптическая накачка
Если центр интенсивной линии
излучения в пределах доплеровской полуширины
совпадает с резонансным переходом,
селективное возбуждение соответствующего
резонансного состояния можно
осуществлять с помощью оптической накачки.
Этот способ возбуждения показан на
рис. 2.5: для возбуждения генерации
в парах Cs используется оптическая накач-
жа линией гелия 0,3888 мкм, соответствую-
Рис. 2.27. Перекрытие контуров линии
0,3888506 мкм и линии Не f 0,3888 мкм,
соответствующей переходу 33Р2—33St [13].
1 — сверхтонкая структура линии цезия; 2 —
контур линии спонтанного излучения Не I на длине
волны 388,8 нм.
щей переходу 33Р2 — 335Х. Перекрытие
линии спонтанного излучения Не I с
резонансной линией Cs 0,3888506 мкм
Fs25l/2 — 8p2Pi/2) показано на рис. 2.27.
Селективное возбуждение состояния 8Р1/2
приводит к появлению инверсии населен-
ностей между ним и уровнями 8S1/2 и
Инверсия населенностей может быть
получена при оптической накачке и с
достаточно заселенных возбужденных уровней
[136].
Возбуждение электронным ударом
Если возбужденное состояние связано
с основным хорошо разрешенным
оптическим переходом, то из борновского при-
Граница ионизации
(npM(n+Z)d
(npf ОсноЗ/юе состояние
Рис. 2.28. Обобщенная схема уровней лазера на благородном газе (Ne, Ar, Кг, Хе).
Стрелками указаны основные переходы накачки [12j.
50

Гя 2
Лазеры на нейтральных атомах
ближения теории столкновений [198], ко-
борое пренебрегает возможностью
электронного обмена, следует, что оно может
быть селективно возбуждено в результате
неупругих столкновений с электронами.
В благородных газах процесс возбуждения
из основного состояния происходит по схеме
6. „-, кинет. -
^энергия'
(прM+е
B.9 а)
B.9 б)
где т = п Н- 1; п + 2 и т. д. и п = 2 для
Ne, 3 для Аг, 4 для Кг и 5 для Хе. При
значениях pD, достаточно высоких для того,
чтобы на частоте резонансного перехода
имело место пленение излучения, но еще не
было передачи энергии другим
конфигурациям при столкновениях, излучательный
распад возбужденных состояний возможен
лишь в результате лазерных переходов,
показанных на рис. 2.28 [12J. Применение
описанного способа возбуждения в системе,
в которой возможен излучательный распад
нижнего лазерного состояния с достаточно
коротким временем жизни, может привести
к непрерывной генерации.
Селективное возбуждение электронным
ударом используется в ряде газовых
лазеров на самоограниченных переходах. Такие
лазерные системы с высоким
коэффициентом усиления и малой длительностью
генерации осуществлены на нейтральных атомах
РЬ, Си, Аи, Са, Sr и Мп, а также
благородных газах Не, Ne, Аг, Кг и Хе. Схема
уровней лазера на самоограниченном
переходе показана на рис. 2.29. Верхний
уровень 1 возбуждается электронным ударом
с основного состояния, нижний лазерный
уровень 2 метастабилеи (или квазимета-
стабилен). В такой системе населенность
нижнего уровня возрастает быстро- и
создание инверсной населенности между
лазерными уровнями возможно лишь на
время, более короткое, чем эффективное излу-
чательное время жизни верхнего лазерного
уровня [5].
На рис. 2.30 преставлена схема
уровней лазера на парах свинца. В
благородных газах, у которых самоограниченным
является р—s-переход, селективное
возбуждение р-состояний происходит как
при каскадных переходах с более
высоких уровней, так и электронным ударом
с основного уровня. На схеме,
представленной на рис. 2.31, показаны
самоограниченные переходы между уровнями Ne.
Возбуждение в результате
каскадных переходов
Уровни, имеющие ту же четность, что и
основное состояние, прямым электронным
ударом не возбуждаются. Они могут быть
♦ т
Диффузия на стенки;
дезактивация
при столкновениях
\ \ т
$ о/ fr 6
О оно Зное состояние атома
Рис. 2.29. Обобщенная схема уровней лазера на-
самоограниченном переходе.
X
0-
Резонансной'
линия
Рис. 2.30. Уровни энергии атома РЬ,
принимающие участие в генерации на самоограниченном'
переходе с длиной волны 0,7229 мкм.
Возбуждение осуществляется преимущественна
электронным ударом.
ионизации
'аснадные
переходы
с s-состояний
0,585Ъмнм
Основное состояние
Рис. 2.31. Уровни энергии Ne, принимающие
участие в генерации на самоограничеиных
переходах.
Возбуждение 2р1-ю-состояний Ne возможно
также двухступенчатым путем через состояния 15.
51

Ч. 1.
Газовые лазеры
возбуждены в результате каскадных
лазерных переходов. Так в Не—Ne-лазере
каскадное возбуждение происходит в
результате интенсивных s—р-переходов с
населенного 3$2-состояния на Зр-состояния
неона. Это позволяет получить генерацию
в результате столкновения с электроном
1bb
150
<
He
Ne
СВерхиглучательная линия
J, 39/3 мкм Интенсивная
ф74мкм^
1,2912 мкм ><\
1,2689мкм-^\
Л %
Tj/^tpc
M3*fs 2,№0мхм
\\u5ZZmkm
Л1 Zpf
Рис. 2.32. Каскадные лазерные переходы между
уровнями Ne Ър—Is и 2s—2р, возникающие в
результате селективного заселения состояний 3s* и
3s5 переходами, соответствующими интенсивным
линиям 3,3913 и 3,3342 мкм.
на переходах Ne Ър—2s с длиной волны
около 2 мкм. В свою очередь, заселение
25-состояний Ne приводит к инверсии на-
селенностей между ними и 2р-состояниями
и к генерации с длиной волны 1,2 мкм
(рис. 2.32).
Нейтрализация зарядов
(ион-ионная рекомбинация)
Процесс нейтрализации зарядов
происходит по схеме
А +В +
кинет,
энергия,
кинет.
B.10 а)
энергия. B.1 Об)
Избыток энергии порядка Г эВ
превращается в кинетическую энергию одного
из атомов. Для данной пары ионов А+ и
В~ процесс идет предпочтительно по
одному из двух указанных путей [198].
Возбуждение при нейтрализации
зарядов реализуется в лазере на смеси
натрия с водородом. Процесс возбуждения
протекает по схеме
Na+ 4 Н- -» Naf Ds) 4 H. B.11)
Участвующие в этой реакции ионы Н~
появляются при диссоциации молекулы Н2
52
н
н~
4Н ,
4Н+-
B.12а)
B.126)
*-е~- B.13в)
Полагают, что при разряде в газе
при давлении, превышающем несколько
мм рт. ст., в актах ионной рекомбинации
принимают участие по три частицы [199].
Процессы ионной рекомбинации
используются для селективного возбуждения
некоторых лазеров, генерация которых
наблюдается в послесвечении разрядов
высокого давления.
Селективное возбуждение лазера на
чистом кислороде [53] происходит в
результате электрон-ионной рекомбинации
Г + О+ ^ О' (Зр) 4 0+ кинет, энергия,
B.13)
е~ 4 Of -> О' (Зр) 4 02 4- кинет,
энергия. B.14)
Процессы электрон-ионной
рекомбинации, по-видимому, ответственны также
за селективное возбуждение и
возникновение генерации в послесвечении при
импульсном разряде высокого давления в смесях
благородных газов. Те же процессы
приводят к возбуждению импульсной
генерации в смесях Не—-Ne и Не—Аг [120]:
(HeNe)+ 4 е- -» Не' 4 Ne' Bs), B.15)
(HeAr)++e~ -^ He' 4 Аг' Cd', 3d1). B.16)
Атомы Не, находящиеся в состоянии 2bSb
участвуют в образовании молекулярных
ионов (HeNe)+ и (НеАг)+.
Фотодиссоциация молекул
Использование широких молекулярных
полос поглощения позволяет увеличить
долю излучения накачки, поглощаемую
газом. Люминесценция атомов,
появляющихся в результате диссоциации, происходит
в узких линиях, характерных для
спонтанного излучения атомов. Как и при
диссоциации, происходящей в результате
обмена энергией с атомом, при
фотодиссоциации двухатомной молекулы один
из атомов обычно оказывается в основном,
а другой — в возбужденном состоянии:
А В -+- hv -*> А' 4 В •+- кинет, энергия.
B.17)
Фотодиссоциация может быть вызвана
лишь квантами с энергией, большей 3 эВ
Примером возбуждения атомов при
фотодиссоциации молекул является
импульсный фотолиз молекул СН31 и CF3I. Реакция
идет по схеме
СХ31 4 hv -* Г BPi/2) 4 СХ3, B.18)

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
где Х=Н или F. Первое возбужденное
состояние атомарного йода разрушается
излучательными переходами, которым
соответствует линия с длиной волны 1,315 мкм
[70-72]:
Г BPi/2)-*H2P^/2)+uv0. BЛ9)
2.4. ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ
ЛАЗЕРОВ НА НЕЙТРАЛЬНЫХ АТОМАХ
Линия генерации 0,6328 мкм
гелий-неонового лазера
Выходная мощность генерации гелий-
неонового лазера на линии 0,6328 мкм
зависит от условий, в которых происходит
газовый разряд: от давления газа,
внутреннего диаметра трубки, отношения
парциальных давлений компонентов смеси,
величины тока (т. е. плотности электронов)
и температуры газа. Для получения
максимальной выходной мощности на линии
0,6%328 мкм небходимо подавлять сверх-
излучательную линию 3,39 мкм,
соответствующую переходу 3s2 — Зр4- Это
может быть сделано либо с помощью зеркал
с избирательной отражающей
способностью, либо путем создания
неоднородного по длине трубки магнитного поля.
О влиянии общего давления газа,
относительного состава смеси и внутреннего
диаметра трубки на выходную мощность
излучения с длиной волны 0,6328 мкм в
условиях, исключающих генерацию на линии
3,39 мкм, можно судить по данным,
представленным на рис. 2.33 [102]. Эти данные
получены в резонаторах, образованных
сферическим зеркалом и призмой с
высоким коэффициентом отражения.
Параметры зеркал и резонаторов приведены
в габл. 2.10.
Таблица 2.10
Параметры резонаторов и зеркал
на длину волны 0,6328 мкм
Внутренний
диаметр
трубки, мм
1,5
3,0
5,0
8,'J
Радиус
кривизны
зеркала, м
0,5
2
10

Пропускание
зеркала %
1,1
1,0
1,0
1,1
Длина

резонатора, см
22
70
80
215
Сведения о влиянии коэффициента
усиления, величины потерь в резонаторе,
оптимального коэффициента пропускания
зеркала и формы резонатора на выходную
мощность генерации можно найти в
работах [106, 107].
На рис. 2.34 показаны зависимости
оптимальной величины pD от D при
различных относительных составах смеси.
Из этих данных следует, что максимальное
значение выходной мощности генерации
на волне 0,6328 мкм получается в среднем
при значении pD = 3,6 мм рт. ст.-мм
близком к тому, которое было указано в ра
и
1,6
12
0,8
°*
' l/Ух1
' ' Л
a)
/ г ъ ь 5
р,мм ргл.ст.
б)
Рис. 2.33. Зависимости выходной мощности Ръых
или нормированной величины Рвых/Ш от общего
давления газа р при различных составах смеси
Не—Ne и следующих условиях возбуждения [102]:
а — /=12,5 см, £>=1,5 мм; б — /=55 см, D=3 мм;
в — при /=65 см, D=5 мм (/ — длина столба
плазмы;' D — внутренний диаметр трубки).
боте [106].. На рис. 2.35 показано
соотношение между оптимальным отношением
давлений Не и Ne в смеси и величиной
внутреннего диаметра трубки. Заметим,
что все данные на рис. 2.33—2.35
относятся к смесям, содержащим изотоп 4Не.
Замещение его изотопом 3Не приводит к
увеличению выходной мощности генерации
на 25%.
Изменение оптимальной силы тока
в разряде в зависимости от внутреннего
диаметра трубки показано на рис. 2.36,
который представляет собой несколько
видоизмененный рисунок из работы [102].
53

4. I.
Газовые лазепы
Кривая 2 соответствует случаю, когда
генерация на линии 3,39 мкм подавлена. При
этом /опт линейно зависит от D. Кривая /
= 0,6328 мкм) от условий разряда имеют
вид более сложный, чем выражение B.21)
[108].
Рис. 2.34. Зависимости оптимального значения
pD от внутреннего диаметра трубки D при
различных относительных составах смеси Не— Ne.
Штриховой линией показана найденная
экспериментально величина (/?£>) опт=*3,6 мм рт. ст.,
соответствующая максимальной выходной мощности
генерации на волне 0,6328 мкм [102].
7 Д,мм
Рис. 2.35. Зависимость оптимального отношения
давлений компонентов смеси Не—Ne от
внутреннего диаметра трубки [102].
(в работе [102] она не приведена)
описывается уравнением
/одт= 3,5+ 1,5 D2
B.20)
и относится к случаю, когда генерация
на волне 3,39 мкм не подавлена [196].
При оптимальных условиях генерации
и постоянном значении pD максимальный
коэффициент усиления Gm обратно
пропорционален £>, так как населенность
верхнего лазерного уровня Не 21S0
пропорциональна давлению р и, следовательно,
обратно пропорциональна D [94,159].
Для смеси Ые-Ne, взятых в
отношении 5 : 1, в услови-ях, когда генерация
на линии 3,39 мкм подавлена и ток
разряда имеет оптимальную величину,
определяемую уравнением B.20), максимальный
коэффициент усиления равен [150]
Л, мм
Рис. 2.36. Зависимость оптимального тока /опт в
разряде от внутреннего диаметра трубки О при
различных отношениях давления Не и Ne:
I — генерация на линии 3,39 мкм не подавлена;
2 — подавлена.
Влияние переходов Ne 3s2 — Зр4 на
генерацию на волне 0,6328 мкм может быть
ослаблено наложением магнитного поля,
направленного вдоль активной зоны
разряда, которое вызовет зеемановское
расщепление линии 3,39 мкм [105, 109].
Изменения выходных мощностей излучения
на линиях 0,6328 и 3,39 мкм в зависимости
от величины магнитного поля показаны
на рис. 2.37. При использовании
слабого магнитного поля наряду с
селективной призмой можно получить увеличение
мощности излучения на волне 0,6328 мкм
на 50% по сравнению со значениями,
приведенными на рис. 2.33 [102].
Мощность излучения на волне
0,6328 мкм зависит также от температуры
газа в активной зоне разряда [104, ПО].
Это следует из данных, представленных
О 90 180 170 ЪВО
Gm = 3,0 » Ю-2 IID [%], B.21)
где I и D измеряются в сантиметрах. Если
генерация на волне 3,39 мкм не
подавлена, то зависимости однопроходного (<j0)
и максимального (Gm) коэффициентов
усиления для перехода Ne 3s2 -* 2p4 (X =
54
Рис. 2.37. Зависимости выходной мощности
излучения Ne на волнах 3,39 мкм (кривые / и 2) и
0,6328 мкм (кривые 3 к 4) от величины
магнитной индукции поля.
Сравнивать надлежит кривые / и 3, 2 и 4. Для
первой пары мощность высокочастотного
возбуждения была больше, чем для второй. Условия
работы лазера: возбуждение высокочастотным
разрядом; отношение давлений компонентов смеси
Не—Ne=7:l, общее давление 0,8 мм рт. ст.
D=4 мм [105].

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
на рис. 2.38. Изменение выходной
мощности в зависимости от температуры стенок
газоразрядной трубки является следст-
1Л 1,5 2,0 2,5 5,0
Число атомо8 Ns, *1015см~ъ
Рис. 2.38. Зависимость выходной мощности
Не—Ne-лазера от числа атомов Ne (в см-) при
следующих температурах стенки газоразрядной
трубки:
I) 293, 2) 425, 3) 483. 4) 640 и 5) 780 К. Условия
работы лазера: возбуждение разрядом
постоянного тока 70 мА; отношение давлений компонентов
смеси 8 : I, D=8 мм Ц04].
вием влияния температуры газа на
эффекты соударений и диффузии частиц в гелий-
неоновом лазере.
Линии генерации 3,5 и 2,02 мкм
ксенонового и гелий-ксенонового
лазеров
Ряд ^переходов между состояниями Ы
и 6р нейтрального атома ксенона обладает
большим усилением. Особенно велико оно
у двух переходов Ы [7/2]§ — 6р [3/2]!,
X = 3,50 мкм ич Ы [3/2]? — бр [3/2]ь
% — 2,026 мкм. Получение генерации на
этих переходах представляет особый
интерес потому, что соответствующие им длины
волн попадают в области минимумов
атмосферного поглощения. Несмотря на
высокое усиление выходная мощность генера-
Рис. 2.39. Схема уровней Не и Хе, на которой
указаны два сверхизлучательных лазерных 5d—бр-
перехода, соответствующих линиям 3.5 и
2,026 мкм.
ции на указанных переходах невелика и
не превышает 1 мВт [177, 183].
Высокое усиление на переходах
ксенона как в чистом Хе, так и в смеси с Не
достигается при возбуждении атомов
электронным ударом с основного уровня.
Нижайшее метастабильное состояние Не 23SX
лежит значительно выше уровней энергии
нейтрального Хе (см. рис. 2.39), поэтому
прямой передачи энергии возбуждения
от Не к Хе не происходит. Возможно, что
возбуждаемые в разряде атомы Не
участвуют в каком-либо непрямом процессе
заселения 5<2-состояний, а также в реакции
Пеннига
Не*
(НеХе)+ -» Не
-. B.22а)
Хе+, B.226)
благодаря которой увеличение
концентрации электронов не сопровождается
понижением температуры электронного газа,
что могло бы иметь место из-за добавления
значительного количества Не (примерно
10—40 мм рт. ст. . мм).
Инверсия населенностей возникает
между состояниями 5d и 6р, чему
способствует отношение их времен жизни.
Время жизни состояний bd почти в 30 раз
превышает время жизни состояний 6р,
так что при одинаковой скорости
возбуждения инверсия достигается легко [175,
201].
На волне 3,5 мкм при разряде в чистом
Хе (внутренний диаметр трубки 7 мм)
был получен коэффициент усиления
^ 105 м-1, а в смеси Хе—Не » 10б м-1
[181, 182]. На волне 2,026 мкм получен
коэффициент усиления, превышающий
2 - 102 м-1 (радиочастотный разряд в
смеси Хе—Не, диаметр трубки 7 мм) [171].
Похоже, что в получении столь высокого
коэффициента усиления на волне 2,026 мкм
гелий играет важную роль, которая не
ограничивается содействием возбуждению
атомов ксенона соударениями первого рода
путем увеличения концентрации
электронов.
На рис. 2.40 представлены зависимости
выходной мощности излучения лазера на
волне 3,5 мкм от силы постоянного тока,
возбуждающего разряд в чистом Хе, при
различных давлениях газа. Зависимость
выходной мощности излучения на той же
волне от давления при высокочастотном
разряде в смеси Не—Хе показана на
рис. 2.41. Использование
высокочастотного разряда для возбуждения генерации
в смеси Не—Хе или применение постоянной
прокачки газа является предпочтительным,
поскольку при разряде постоянного тока
возникает сильный катафоретический
эффект. Из-за быстрого уменьшения давления
газа при разряде как в чистом ксеноне,
так и в смеси Не—Хе давление его должно
контролироваться [180].
Условия возбуждения линий ксенона
3,5 и 2,026 мкм, обладающих большим
усилением, представлены в табл. 2.11.
55

4. I.
Газовые лазеры
Таблица 2.11
Условия работы ксенонового лазера
X, мкм
3,507
2,026
S
S
<о,оз
<30
<13
^15
^20
^35
Состав
смеси
(Не Хе)
Чистый
Хе
200:1
60:1
100:1
500:1
25:1
Возбуждение
Постоянным
током

Высокочастотное
»

Высокочастотное
То же
»

Литература
A80,
181]
11741
[1811
[171]
[178]
[173]
Для линии излучения 3,5 мкм в чистом
ксеноне оптимальной величины давления
в интервале A0—150) » 103 мм рт. ст.
не существует. Коэффициент оптического
усиления с уменьшением давления
монотонно возрастает. Давление ксенона и
диаметр газоразрядной трубки связаны
между собой соотношением
pDn = С,
B.23)
где п « 3,2 ± 0,2; С — константа,
зависящая от величины коэффициента усиления
[177, 183].
40 80 120 160
Разрядный ток,мА
Рис. 2.40. Зависимости выходной мощности
излучения ксенонового лазера на волне 3:5 мкм от
силы разрядного тока при различных давлениях
газа:
I) 5, 2) 12, 3) 19, 4) 28 и 5) 52* 1Q-3 мм рт. ст.,
D=6 мм [180].
Для трубок большого диаметра (D ^>
^ 7 мм) коэффициент усиления
обратно пропорционален D. При D ^ 3 мм
коэффициент усиления изменяется как
D~ny где п > 1 для р (Хе) > 0,05 мм рт. ст.
и п < 1 для р (Хе) < 0,05 мм рт. ст.
Коэффициент усиления на волне 2,026 мкм
в смеси Не—Хе при изменении D в
интервале 3—5 мм уменьшается
пропорционально MD [171].
По соотношению времен жизни
верхнего и нижнего состояний и относитель-
56
р, ммрт.ст.
Рис. 2.41. Зависимость выходкой мощности
излучения на волне 3,5 мкм лазера на смеси Не—Хе
B00 : 1) от общего давления газа р.
За единицу Явых принята выходная мощность
лазера при р=2,5 мм рт. ст. Условия работы
лазера: возбуждение высокочастотным разрядом
30 МГц, 100 Вт, £=12 мм [174].
ным значениям вероятностей двух
переходов с длинами волн 5,5754 и 3,8697 мкм
можно ожидать получения на них таких же
коэффициентов усиления, как и для линий
3,5 и 2,02 мкм [178]. В работе [216]
сообщено о.достижении высокого усиления на
первой из этих линий одновременно с
линией 3,5 мкм. Коэффициент усиления был
пропорционален 1/D.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Bockasten KM Lundholm T.t Andra-
de О. Laser lines in atomic and molecular
hydrogen. — «J. Opt. Soc. Am.», 1966, v. 56,
№ 9, p. 1260—1261.
2. Тибилов А. С, Шухтин А. М.
Генерация излучения на линиях Na. — «Оптика и
спектроскопия», 1966, т. 21, № 1, с. 122—
124.
3. Погорелый П. А., Тибилов А. С. О
механизме генерации излучения в смеси Na—
Нг. — «Оптика и спектроскопия», 1968,
т. 25, № 4, с. 542—549.
4. Тибилов А. С, Шухтин А. Л/1.
Исследование генерации излучения в смеси Na—
Н2. — «Оптика и спектроскопия», 1968,
т. 25, № 3, с. 409—416.
5. Walter W. Т., Solimene N., Piltch M.,
Gould G. Efficient pulsed gas discharge
lasers. — «IEEE J.», 1966, v. QE-2, № 9,
p. 474—479.
6. Walter W. Т., Solimene N., Piltch M.,
Gould G. Pulsed-laser action in atomic
copper vapor. — «Bull. Am. Phys. Soc.», 1966,
v. 11, jSfe 1, p. 113.
7. Walter W. T. 40 kw pulsed copper
laser. — «Bull/Am. Phys. Soc», 1967, v. 12,
№ 1, p. 90.
8. Leonard D. A. A theoretical
description of the 5106 A pulsed copper vapor
laser. — «IEEE J.», 1967, v. QE-3, № 9,
p. 380—381.
9. Walter W. T. Metal vapor lasers. —
«IEEE J.», 1968, v. QE-4, № 5, p. 355—356.
10. Asmus J. F., Moncur N. K* Pulse
broadening in a MHD copper vapor laser. —

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
«Appl. Phys. Lett.», 1968, v. 13, № 11,
p. 384—385.
11. Jacobs S., Rabinowitz P., Gould G.
Coherent light amplification in optically
pumped Cs vapor. — «Phys. Rev. Lett.», 1961,
v. 7, № 11, p. 415—417.
12. Bennett W. R., Jr. Inversion
mechanisms in gas lasers. — «Appl. Optics» (suppl.
on chemical lasers), 1965, p. 3—33.
13. Rabinowitz P., Jacobs S. The
optically pumped cesium laser. —'• In: Quantum
Electronics III. Eds. P. Grivet and N. Bio-
embergen. New York, Columbia University
Press, 1964, p. 489—498.
14. Rabinowitz P., Jacobs S., Gould G.
Continuously optically pumped Cs laser. —
«Appl. Optics», 1962, v. I, JSfe 4, p. 513—5i6.
15 Deech J. S., Sanders J. H. New self-
terminating laser transitions in calcium and
strontium. — «IEEE J.», 1968, v. QE-4, №7,
p. 474.
16. Тибилов А. С. Генерация в смеси
He—Cd и Ne—Cd. — «Оптика и
спектроскопия», 1965, т. 19, № 5, с. 833—834.
17. Хэрд X. Г., Питерсон Дж. Лазер на
смеси паров ртути с инертным газом,
излучающий в видимой и УФ областях. —
ТИИЭР,. 1964, т. 52, JMb 9, с. 1125—1126.
18. Harrison G. R. Wavelength Tables.
The Technology Press, MIT, John Wiley, Inc.,
New York, 1939.
1 19. Bloom A. LM Bell W. E., Lopez F. O.
Laser spectroscopy of a pulsed
mercury-helium discharge. — «Phys. Rev.», 1964, v. 135,
№ 3, p. A578—A579.
20. Bockasten KM Garavaglia M., Len-
gyel B. AM Lundholm T. Laser lines in
Hg I. — «J. Opt. Soc. Am.», 1965, v. 55, №9,
p. 1051—1053.
21. Хэрд X. Г., Маков Г., Питерсон Дж.
Генерация в смесях ртути с инертным
газом. — ТИИЭР, 1964, т. 52, № 4, с. 442.
22. Rigden J. DM White A. D. Optical ma-
ser action in iodine and mercury
discharges. — «Nature», 1963, v. 198, № 4882,
p.-774.
23. Paananen R. A.t Tang C. L., Horri-
gan P. A., Statz H. Optical maser action in
He—Hg rf discharges. — «J. Appl. Phys.»,
1963, v. 34, JMb 10, p. 3148—3149.
24. Armand M., Martinot-Lagarde P.
Effect laser sur la vapeur de mercure dans
un melange He—Hg. — «Compt. Rend.»,
1964, v. 258, № 3, p. 867—868.
25. Doyle W. M. Use of time resolution
in identifying laser transitions in mercury
rare gas discharge. — «J. Appl. Phys.», 1964,
v. 35, № 4, p. 1348—1349.
26. Бетеров И. М., Клементьев В. М.,
Чеботаев В. П. Изотопическая структура
линии генерации 1,5295 мкм ртути. —
«Оптика и спектроскопия», 1968, т. 25, № 4,
с. 477—480.
27. Convert G., Armand M.,
Martinot-Lagarde P. Effect laser dans des melanges
mercure-gas rares. — «Compt. Rend.», 1964,
v. 258, № 12, p. 3259—3260.
28. Исаев А. А., Ищенко П. И., Пет-
раш Г. Г. Сверхсветимость на переходах,
оканчивающихся на метастабильных
уровнях Не и Т1. — «Письма в ЖЭТФ», 1967,
т. 6, № 5, с. 619—622.
29. Туницкий Л. Н., Черкасов Е. М.
Новые линии генерации в спектрах N1 и CI.—
ЖТФ, 1968, т. 38, № 12, с. 2111—2113.
30. Atkinson J. В., Sanders J. H. Laser
action in С and N following dissociative
excitation transfer. — «J. Phys. В (Atomic
and Mol. Phys.)», 1968, v. 1, N 6, p. 1171—
1179.
31. Туницкий Л. Нм Черкасов Е. М. Об
одной возможности изменения частоты
газового ОКГ. — ЖТФ, 1967, т. 37, № И,
с. 2038—2040.
32. Boot H. A. HM Clunie D. M. Pulsed
gaseous maser. — «Nature», 1963, v. 197,
№ 4863, p. 173—174.
33. Patel С. К. Н., McFarlane R. A.,
Faust W. L. Further infra-red spectroscopy
using stimulated emission techniques. — In:
Quantum Electronics III. Eds. P. Grivet and
N. Bloembergen. New York, Columbia
University Press, 1964, p. 561—572.
34. Patel С. К. N.. McFarlane R. A.,
Faust W. L. Optical maser action in C, N,
O, S and Br on dissociation of diatomic and
polyatomic molecules. — «Phys. Rev.», 1964,
v. 133, № 5A, p. 1244—1248.
35. Shimazu M., Suzaki Y. Laser
oscillations in silicon tetrachloride vapor. — «Ja-
. pan J. Appl. Phys.», 1965, v. 4, № 10, p. 819.
36. Cooper H. G., Cheo P. K. Laser
transitions in В II, Br II and Sn. — «IEEE J.»,
1966, v. QE-2, № 12, p. 785.
37. Kapp У. Ч., Гроу Р. У. Новая линия
генерации олова, наблюдаемая в парах
хлорида олова. — ТИИЭР, 1967, т. 55, № 7,
с. 142.
38. Исаев А. А., Петраш Г. Г. Новые
линии генерации и сверхсветимости на парах
свинца. «Письма в ЖЭТФ», 1969, т. 10,
№ 4, с. 188—192.
39. Fowles G. R., Silfvast W. Т. High
gain laser transition in lead vapor. — «Appl.
Phys. Lett.», 1965, v. 6, № 12, p. 236—237.
40. Silfvast W. TM Deech J. S. Six db/cm
single pass gain at 7229 A in lead vapor. —
«Appl. Phys. Lett.», 1967, v. 11, № 3, p. 97—
99.
41. Хэрд X. Г., Питерсон Дж. Лазерные
переходы в видимой области спектра в
ионизированном кислороде, азоте и окиси
углерода. — ТИИЭР, 1964, т. 52, № 10,
с. 1357.
42. Hitt J. S., Haswell W. Т. Stimulated
emission in the theta pinch discharge. —
«IEEE J.», 1966, v. QE-2, № 12, p. XIII.
43. McFarlane R. A. Stimulated emission
spectroscopy of some diatomic molecules. —
In: Physics of Quantum Electronics. Eds.
P. L. Kelley, B. Lax, P. E. Tannenwald. New
York, McGraw-Hill, 1966, p. 655—663.
44. Janney G. M. New infrared laser
oscillations in atomic nitrogen. — «IEEE J.»,
1967, v. QE-3, № 3, p. 133.
45. Janney G. M. Correction to near
infrared laser oscillations in atomic nitro-
57

4. I.
Газовые лазеры
gen. — «IEEE J.», 1967, v. QE-3, № 7,
p. 339.
46. Bennett W. RM Jr., Faust W. L.f
McFarlane R. A., Patel С. К. N.
Dissociative excitation transfer and optical maser
oscillation in Ne—O2 and Ar—O2 rf
discharges. — «Phys. Rev. Lett.», 1962, v. 8, № 12,
p. 470—473.
47. Беннет В. Газовые лазеры. Пер. с
англ. М., .«Мир», 1964.
48. Tunitskii L. N.. Cherkasov E. M.
Interaction of oscillation lines in Ar—Br2
laser. — «J. Opt. Soc. Am.», 1966, v. 56, № 12,
p. 1783—1784.
49. Раутиан С. Г., Рубин П. Л. О
некоторых особенностях газовых квантовых
генераторов на смесях кислорода с
благородными газами. — «Оптика и
спектроскопия», 1965, т. 18, № 2, с. 326—328.
50. Туницкий Л. Н., Черкасов Е. М.
Импульсный режим генерации в лазере на
смеси аргон—кислород. — «Оптика и
спектроскопия», 1969, т. 26, № 4, с. 630—634.
51. Feld M. S., Feldman В. J., Javan A.
Frequency shifts of the fine structure
oscillations of the 8446 A atomic oxigen laser. —
«Bull. Am. Phys. Soc», 1967, v. 12, № 1,
p. 15.
52. Туницкий Л. Н., Черкасов Е. М.
Исследования механизма генерации в
квантовых генераторах на смесях кислорода с
инертными газами. — «Оптика и
спектроскопия», 1967, т. 23, № 2, с. 287—293.
53. Туницкий Л. Н., Черкасов Е. М. ОКГ
на чистом кислороде. — ЖТФ, 1968, т. 38,
№ 7, с. 1200—1202.
54. Колпакова И. В., Редько Т. П.
Некоторые замечания о механизме работы
газового лазера на смеси Ne с кислородом. —
«Оптика и спектроскопия», 1967, т. 23, № 4,
с. 646—648.
55. Flynn G. W., Feld М. S.,
Feldman В. J. New infrared-laser transition and
^-values in atomic oxygen. — «Bull. Am.
Phys. Soc», 1967, v. 12, № 1, p. 15.
56. Cooper H. GM Cheo P. K. Ion laser
oscillations in sulphur. — In: Physics of
Quantum Electronics. Eds. P. L. Kelly,
B. Lax, P. E. Tannewald. New York,
McGraw-Hill, 1966, p. 690—697.
57. Martinelli R. U., Gerritsen H. J.
Laser action in sulphur using hydrogen
sulphide. — «J. Appl. Phys.», 1966, v. 37, № I,
p. 444_445.
58. Webb С. E. New pulsed laser
transitions in Tell. — «IEEE J.», 1968, v. QE-4,
№ 6, p. 426—427.
59. Bell W. E., Bloom A. L., Goldsbo-
rough J. P. New laser transitions in
antimony and tellurium. —- «IEEE J.», 1966,
v. QE-2, № 6, p. 154.
60. Паананен Р. А., Хорригэн Ф. А.
Лазер на смесях Ne—Cl2 и Не—Cl2,
излучающий в ближней ИК области. — ТИИЭР,
1962, т. 52, № Ю, с. 1360—1361.
61. Shimazu M., Suzaki Y. Laser
oscillation in the mixtures of freon and rare
gases. — «Japan J. Appl. Phys.», 1965, v. 4,
№ 5, p. 381—382.
85
62. Jarrett S. M., Nunez J., Gould G.
Laser oscillation in atomic Cl in HC1 and
HI gas discharges. — «Appl. Phys. Lett.»,
1966, v. 8, N2 6, p. 150—151.
63. Paananen R. A., Tang C. L.t Horri-
gan F. A. Laser action in CU and He—Ci2.—
«Appl. Phys. Lett.», 1963, v. 3, № 9, p. 154—
155.
64. Bockasten K. On the classification of
laser lines in chlorine and iodine. — «Appl.
Phys. Lett.», 1964, v. 4, № 7, p. 118—119.
65. Trusty G. L., Yin P. KM Koozekana-
ni S. K. Observed laser lines in freon-helium
mixtures. — «IEEE J.», 1967, v. QE-3, N2 8,
p. 368.
66. Piltch M., Walter W. TM Soiimene N.,
Gould G., Bennett W. R., Jr. Pulsed laser
transitions in manganese vapor. — «Appl.
Phys. Lett.», 1965, v. 7, N2 11, p. 309—310.
67. Silfast W. Т., Fowles G. R. Laser
action on several hyperfine transitions in
Mn I. — «J. Opt. Soc. Am.», 1966, v. 56, №6,
p. 832—833.
68. Jarrett S. M., Nunez N., Gould G.
Infra-red laser oscillation in HBr and HI
gas discharges. — «Appl. Phys. Lett.», 1965,
v. 7, № 11, p. 294—296.
69. Дженсен Р. Ч., Фоулс Г. Р. Новые
лазерные переходы в смесях йода с
инертными газами. — ТИИЭР, 1964, т. 52, N2 11,
с. 1456.
70. Kasper J. V., Pimental G. С. Atomic
photodissociation laser. — «Appl. Phys.
Lett.», 1964, v. 5, № 11, p. 231—233.
71. Pollack M. A. Pressure dependence of
the iodine photodissociation laser peak
output. — «Appl. Phys. Lett.», 1966, v. 8, № 2,
p. 36—38. ,
72. O'Brien D. E., Bowen J. R. Kinetic-
model for the iodine photodissociation
laser. — «J. Appl. Phys.», 1969, v. 40, N2 12,
p. 4767—4769.
73. Залесский В. Ю., Венедиктов А. А.
О механизме срыва генерации на переходе
йода 52Pi/2—52Р3/2. — ЖЭТФ, 1968, т. 55,
N° 6, с. 2088—2094.
74. Kim H., Paananen R., Haust P.
Iodine infrared laser. — «IEEE J.», 1968, v. QE-4,
№ 5, p. 385—386; Kim H. H.; Paananen R. A.,
Hanst P. L., Deutsch T. F. Iodine infrared
laser — «IEEE J.», 1968, v. QE-4, № 11,
p. 908.
75. Abram R. L., Wolga G. L. Near
infrared laser transitions in pure helium. —
«IEEE J.», 1967, v. QE-3, N2 8, p. 368.
76. Cagnard R.f der Agobian R.,
Otto J. ,L., Echard R. L'emission stimulee de
quelque transitions infrarouges de ГпёНшп
et du neon. — «Compt. Rend.», 1963, v. 257,
N2 5, p. 1044—1047.
77. Der Agobian R., Otto J. L.,
Cagnard R., Echard R. Emission stimulee de
nouvelles transitions infrarouges dans lcs
gaz rares. — «J. Phys. Rad.», 1964, v. 25,
N2 10, p.. 887—897.
78. Patel С. К. N., Bennett W. R., Jr.,
Faust W. L., McFarlane R. A. Infrared spect-
roscopy using stumulated emission techni-

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
ques. — «Phys. Pev. Lett.», 1962, v. 9, № 3,
p. 102—104.
79. Bennett W. R., Jr.. Kindlman P. J.
Collision cross sections and optical maser
cosiderations {or helium. — «Bull. Am. Phys.
Soc», 1963, v. 8, № 1, p. 87.
80. Mathias L. E. S.t Crocker A.,
Wills M. S. Pulsed laser emission from
helium at 95 microns. — «IEEE J.», 1967,
v. QE-3, № 4, p. 170.
81. Levine J. S., Javan A. Far infra-red
continuous wave oscillation in pure
helium. — «Appl. Phys. Lett.», 1969, v. 14,
№ 11, p. 348—350.
82. Clunie D. M., Thorn R. S. A., Tre-
zise К. Е. Asymmetric visible super-radiant
emission from a pulsed neon discharge. —
«Phys. Lett.», 1965, v. 14, № 1, p. 28—29.
83. Leonard D. A., Neal R. AM Gerry E. T.
Observation of a super-radiant
self-terminating green laser transition in neon. — «Appl.
Phys. Lett.», 1965, v. 7, № 6, p. 175.
84. Leonard D. A. The 5401 A pulsed neon
laser. — «IEEE J.», 1967, v. QE-3, № 3,
p. 133—135.
85. Bridges W. В., Chester A. N. Visible
and uv laser oscillation at 118 wavelengths
in" ionized neon, argon, krypton, xenon,
oxygen and other gases. — «Appl. Optics», 1965,
v. 4, № 5, p. 573—580.
86. White A. D., Rigden J. D. The effect
of super-radiance at 3,39 microns on the
visible transitions in the He—Ne maser. —
«Appl. Phys. Lett.», 1963, v. 2, № 11, p. 211—
212.
87. Хзрд X. Гм Питерсон Дж. Сверхиз-
лучательиые лазерные переходы в желтой
и оранжевой областях спектра в чистом
неоне. — ТИИЭР, 1964, т. 52, № 10,
с. 1356—1357.
88. Rosenberger D. Laser-ubergange und
superstrahlung bei 6143 A in einer gepulsten
Neon-entladungen. — «Phys. Lett.», 1964,
v. 13, № 3, p. 228—229.
89. Ericsson K. G., Lidholt L. R. Super-
radiant transitions in argon, krypton and
xenon. — «IEEE J.», 1967, v. QE-3, № 2,
p. 94.
90. Rosenberger D. Superstrahlung in
gepulsten argon-, krypton- und xenon-entla-
dungen. — «Phys. Lett.», 1965, v. 14, JMb 1,
p, 32.
91. Bloom A. L. Observation of new
visible gas laser transition by removal of
dominance. — «Appl. Phys. Lett.», 1963, v. 2,
№ 5, p. 101—102.
92. White A. D., Rigden J. D. Continuous
gas maser operation in the visible. — «Proc.
IRE», 1962, v. 50, № 7, p. 1697.
93. Ригден Дж. Д., Уайт А. Д.
Взаимодействие переходов ОКХ на смеси гелий—
неон в видимой и ИК частях спектра. —
ТИИЭР, 1963, т. 51, № 6, с. 953—954; см.
также в кн.: Quantum Electronics III. Eds.
P. Grivet, N. Bloembergen. New York,
Columbia University Press, 1964, p. 499—505.
94. White A. D., Gordon E. I. Excitation-
mechanism and current dependence of
population inversion in He—Ne lasers. —
«Appl. Phys. Lett.», 1963, v. 3, № 11,
p. 197—199'
95. Gordon E. I., White A. D. Similarity
lows for the effect of pressure and discharge
diameter on gain of He—Ne lasers. — «Appl.
Phys. Lett.», 1963, v. 3, № 11, p. 199—201.
96. Labuda E. F., Gordon E. I.
Microwave determination of average electron energy
and density in He—Ne discharges. — «J.
Appl. Phys.», 1964, v. 35, j\!b 5, p. 1647—
1648.
97. Young R. T.t Jr., Willett С S., Mau-
pin R. T. The effect of helium on
population inversion in the He—Ne laser. — «J.
Appi. Phys.», 1970, v. 41, № 7, p. 2936—
2941.
98. Willett C. S., Young R. Т., Jr.
Additional excitation transfer between helium
atoms and neon in He—Ne laser
discharges. — «J. Appl. Phys.», 1972, v. 43, № 2,
p. 725.
99. Jones C. R.f Robertson W. W.
Temperature dependence of reaction of the helium
metastable atom. — «Bull. Am. Phys. Soc.»,
1968, v. 13, № 2, p. 198.
100. Королев Ф. Al, Одинцов А. И., Ми-
цай В. Н. Исследование некоторых
характеристик гелий-неонового лазера. — «Оптика
и спектроскопия», 1965, т. 19, № 1, с. 71—
77.
101. Suzuki N. Vacuum UV measurements
of helium-neon laser discharge. — «Japan
J. Appl. Phys.», 1965, v. 4, JVfe 4, p. 285—
291.
102. Филд Р. Л. Рабочие параметры
гелий-неоновых лазеров с накачкой
постоянным током. — «Приборы для научных
исследований», 1967, т. 38, № 12, с. 26—29,.
103. Suzuki N. Spectroscopy of He—Ne
laser discharges. — «Japan J. Appl. Phys.»,
1965, v. 4, Supplement 1 (Proceedings of
the Conference on Photographic and Spectro-
scopic Optics, 1964), p. 642—647.
104. Гончугов Г. А., Ермаков Г. А., Ми-
хенко Г. А., Проценко Е. Д. К вопросу
о температурных эффектах в Не—Ne
лазере. — «Оптика и спектроскопия», 1966,
т. 20, №6, с. 1083—1085.
105. Алексеева А. Н., Гордеев Д. В.-
Влияние продольного магнитного поля на
мощность излучения газового лазера на
гелии и неоне. — «Оптика и спектроскопия»,
1967, т. 23, № 6, с. 954—962.
106. Smith P. W. The output power of
a 6328 A He—Ne gas laser. — «IEEE J.»,
1966, v. QE-2, № 3, p. 62—68.
107. Smith P. W. On the optimum
geometry of a 6328 A laser oscilator. — «IEEE
J.», 1966, v. QE-2, № 4, p. 77—79.
108. Herziger G., Holzapfel W., Seeiig W.
Verstarkung einer He—Ne-gasentladung fur
die laser wellenlange 6328 A. — «Z. fur Phy-
sik», 1966, v. 189, № 4, p. 385—400.
109. Bell W. E., Bloom A. L. Zeeman
effect at 3,39 microns in a He—Ne laser. —
«Appl. Optics», 1964, v. 3, № 3, p. 413—415.
110. Белоусова И. № , Данилов О. Б.,
Елькина И. А., Киселев В. М.
Исследование причин влияния температуры газа на
59

4. I.
Газовые лазеры
мощность генерации Не—Ne лазера на
волне 6328 А. — «Оптика и спектроскопия»,
1969, т. 26, № 1, с. 87—91.
111. Аллен Л., Джонс Д. Основы
физики газовых лазеров. Пер. с англ. М.,
«Наука», 1970.
112. Bloom A. L. Gas lasers. New York,
J. Wiley, Inc., 1968, p. 52—59.
113. Уайт А. Д. Аномальные свойства
газового лазера. работающего на А,=
= 6402,84 А. — ТИИЭР, 1964, т. 54, JS!b 6,
с. 765—766.
114. Bloom A. L., Hardwick D. L.
Operation of the He—Ne lasers in the forbidden
resonator region. — «Phys. Lett.», 1966,
v. 20, № 4, p. 373—374.
115. Zitter R. N. 2s—2p and 3p—3s neon
transitions in a very long laser. — «Bull.
Am. Phys. Soc.», 1964, v. 9, № 4, p. 500.
116. Zitter R. N. 2s—2p and 3p—2s
transitions of neon in a laser ten meters long.—
«J. Appl. Phys.», 1964, v. 35, № 10, p. 3070—
3071.
117. Чеботаев В. П., Василенко Л. С.
Исследование ОКХ на смеси Ne—Н2 при
больших токах разряда. — ЖЭТФ, 1965,
т. 48, № 3, с. 779—781.
118. Афанасьева В. Л., Лукин А. В., Му-
стафин К. С. Определение функции
распределения электронов по энергиям в разряде
с полым катодом в смеси гелия с неоном.—
ЖТФ, 1966, т. 36, № 3, с. 526—532.
119. Макклур Р., Пизо Р., Шифф М.,
Заровин Ч. Б. Генерация на длине волны
1,06 мкм в лазере на Не—Ne. — ТИИЭР,
1964, т. 52, № 7, с. 908.
120. Штырков Е. И., Суббес Э. В. О
характеристиках импульсной генерации в
смесях Не и Аг. — «Оптика и спектроскопия»,
1966, т. 21, № 2, с. 245—246.
121. Itzkan I., Pincus G. 1,0621 ц Не—
Ne gas laser. — «Appl. Optics», 1966, v. 5,
№ 2, p. 349
122. McFariane R. A., Patel С. К. N.,
Bennett W. R., Jr., Faust W. L. New helium-
neon optical maser transitions. — «Proc.
IRE», 1962, v. 50, № 10, p. 2111—2112.
123. Чеботаев В. П., Показов В. В.
Работа ОКГ на смеси Не—Ne с разрядом в
полом катоде. — «Радиотехника и
электроника», 1965, т. 10, № 5, с. 958—960.
124. Петраш Г. Г., Князев И. Н.
Исследование импульсной генерации лазера на
смеси Не—Ne. — ЖЭТФ, 1963, т. 45, № 4,
с. 833—839.
125 Der Agobian R., Otto J. L.f Cag-
nard R., Echard R. Cascades de transitions
stimulees dans le neon pur. — «Compt.
Rend.», 1964, v. 259, № 2, p. 323—326.
126. Andrade O., Gallardo M., Bocka-
sten K. High-gain laser lines in noble
gases. — «Appl. Phys. Lett.», 1967, v. 11, № 3,
p. 99—100.
127. Чеботаев В. П. О влиянии
водорода и кислорода на работу ОКГ на неоне.—
«Радиотехника и электроника», 1965, т. 10,
№ 2, с. 374—376.
128. Javan A., Bennett W. R., Нег-
riott D. R. Population inversion and conti-
60
nuous optical maser oscillation in a gas
discharge containing < a He—Ne mixture. —
«Phys Rev. Lett.», 1961, v. 6, № 3, p. 106—
110.
129 Der Agobian R., Cagnard R.,
Echard RM Otto J. L. Nouvelle cascade de
transitions stimulee du neon. — «Compt.
Rend.», 1964, v. 258, JMb 14, p. 3661—3663.
130. Беннетт У. Р., мл., Кнутсон Дж. У.,
мл Одновременная лазерная генерация на
дублете неона 1,1523 мкм. — ТИИЭР, 1964,
т. 52, № 7, с. 920—921.
131. Patel С. К. N. Optical power output
in He—Ne and pure Ne maser. — «J. Appl.
Phys.», 1962, v. 33, .№ 11, p. 3194—3195.
132. Чеботаев В. П. Об одном режиме
работы ОКГ на смеси Не—Ne. —
«Радиотехника и электроника», 1965, т. 10, № 2,
с. 372—374.
133. Boot Н. А. Н., Clunie D. М.,
Thorn R. S. A. Pulsed laser operation in a
high-pressure helium—neon mixture. —
«Nature», 1963, v. 198, № 4882, p. 773—774.
134. Smith J. Optical maser action in' the
negative glow region of a cold cathode glow
discharge. — «J. Appi. Phys.», 1964, v. 35,
№ 3, p. 723—724.
135. Der Agobian R., Otto J. L., Echard R.,
Cagnard R. Emission stimulee de nouvelles
transitions infrarouges du neon. — «Compt.
Rend.», 1963, v. 257, № 22, p 3344—3847.
136. Лисицын В. Н., Федченко А. И.,
Чеботаев В. П. Генерация на высоких
переходах неона при оптической накачке Не—
Ne-разряда светом гелиевой лампы. —
«Оптика и спектроскопия», 1969, т. 27, № 2,
с. 299—306.
137. Blau E. J., Hochheimer В. F., Mas-
sey J. Т., Schulz A. G. Identification of
lasing energy levels by spectroscopic
techniques. — «J. Appl. Phys.», 1963, v. 34,
№ 3, p. 703.
138. Gires FM Mayer H., Pailette M. Sur
quelques transitions presentant l'effet laser
dans le melange helium—neon. — «Compt.
Rend.», 1963, v. 256, № 16, p. 3438—3439.
139. Макфарлан Р. А., Фауст В. Л., Пей-
тэл Ч. К. Н. Работа газового генератора
света на переходах f—d в неоне. —ТИИЭР,
1963, т. 51, № 3, с. 497.
140. Лисицын В, Н., Чеботаев В. П.
Генерация на переходах 4f—3d неона при
оптической накачке гелиевой лампой разряда
в смеси Не—Ne. — «Оптика и
спектроскопия», 1966, т. 20, № 6, с. 1087—1088.
141. McFariane R. A., Faust W. L.,
Patel С. К. N.f Garrett С. G. В. Gas maser
operation at wavelengths out to 28 microns. —
In: Quantum Electronics III. Eds. P. Grivet,
N. Bloembergen. New York, Columbia
University Press, 1964, p. 573—586.
142. Rosenberger D. Oscillation of three
3p—2s transitions in a He—Ne laser. —
«Phys. Lett.», 1964, v. 9, № 1, p. 29—31.
143. Bennett W. R., Jr., Pawilkowski A. T.
Additional cascade laser transitions in He—
Ne mixtures. — «Bull. Am. Phys. Soc», 1964,
v. 9, № 4, p. 500.

Гл. 2.
Лазеры на нейтральных атомах
144. Smiley V. N., New He—Ne and Ne
laser lines in the infra-red. — «Appl. Phys.
Lett.», 1964, v. 4, Mb 7, p. 123—124.
145. Faust W. U McFartane R. A.,
Pate! C. K. N.t Garrett С G. B. Noble gas
optical maser lines at wavelengths between
2 and 35 microns. — «Phys. Rev.», 1964,
v. 133, № 6A, p. 1476—1478.
146. Otto J. L., Cagnard RM Echard R.,
der Agobian R. Emission stimulee de nou-
velles transition infrarouges dans les gaz
rares. — «Compt. Rend.», 1964, v. 258, № 10,
p. 2779—2780.
147. Grudzinski R., Pailette M. RM Be-
crelle J. Etude des transitions laser comp-
lees dans un melange helium—neon. —
«Compt. Rend.», 1964, v. 258, № 5, p. 1452—
1454.
148. Bergman K., Demtroder W. A new
cascade laser transition in He—Ne
mixture. - «Phys. Lett.», 1969, v. 29A, № 2,
p. 94—95.
149. Gerritsen H. J., Goedertier P. V.
A gaseous (He—Ne) cascade laser. — «Appl.
Phys. Lett.», 1964, v. 4, № i, p. 20—21.
150. Smiley V. N. A long gas phase
optical maser cell. — In: Quantum electronics
111, Eds. P. Grivet, N. Bloembergen. New
York, Columbia University Press, 1964,
p. 587—591.
151. McMuIlin P. GM Precise wavelength
measurement of infrared optical maser
lines. • -= «Appl. Optics», 1964, v. 3, № 5,
p. 641—642.
*52. Pate! С. К. N., McFarlane R. A.,
Faust W. L. Further infrared spectroscopy
using stimulated emission techniques. — In:
Quantum Electronics III. Eds. P. Grivet,
N Bloembergen. New York, Columbia
University Press, 1964, p. 561—572.
153. Brunet H., Laures P. New infrared
gas laser transitions by removal of
dominance. — «Phys. Lett.», 1964, v. 12, № 2,
p. 106-107.
154. Bloom A. L., Bell W. L., Rem-
pel R. S. Laser action at 3,39 microns in
a helium—neon mixture. — «Appl. Optics»,
1963, v. 2, № 3, p. 317—318
155. Макфарлан Р. А., Фауст В. Л., Пей-
тэл Ч. К. Н., Гарретт Ч. Г. В. Линии
газового мазера на неоне при А,=68,329 мк и
Ь=85,047 мк. — ТИИЭР, 1964, т. 52, № 3,
с. 341.
156. Patel С. К. NM McFarlane R. A.,
Garrett С. G. В. Laser action up to 57,355
microns in gaseous discharges (Ne, He—
Ne). — «Appl. Phys. Lett.», 1964, v. 4, № 1,
p. 18—19.
157. Pate! С. К. N., McFarlane R. A.,
Garrett C. G. B. Optical-maser action up to
57,355 microns in neon. — «Bull. Am. Phys.
Soc», 1964, v. 9, № 1, p. 65.
158. Пейтэл Ч. К. Н., Фауст В. Л.,
Макфарлан Р. А., Гарретт Ч. Г. В.
Непрерывная оптикомазерная генерация на длинах
волн вплоть до 133 мк в разрядах неона.—
ТИИЭР, 1964, т. 52, № 6, с. 756—757.
159. Labuda E. F. Ph. D. Dissertation,
Polytechnic Institute of Brooklyn, New York,
1967.
160. Silfvast W. T. Efficient CW laser
oscillation at 4415 A in Cd (II). — «AppL
Phys. Lett.», 1968, v. 13, № 5, p. 169—171.
161. Silfvast W. T. New cw metal-vapor
transitions in Cd, Sn and Zn. — «Appl.
Phys. Lett.», 1969, v. 15, № l, p. 23—25
162. Goldsborough J. P. Stable long life
cw excitation of helium—cadmium lasers by
dc cataphoresis. — «Appl. Phys. Lett.», 1969,
v. 15, № 6, p. 159—161.
163. Sinclair D. С Near-infrared
oscillations in pulsed noble—gas—ion lasers. —
«J. Opt. Soc. Am.», 1965, v. 55, № 5, p. 571.
164. Bockasten K., Lundholm Т., Andra-
de O. New near infrared laser lines in
argon I. — «Phys. Lett.», 1966, v. 22, № 2_
p. 145—146.
165. Brisbane A. D. High gain pulsed
laser. — «Nature», 1967, v. 214, № 5083, p. 75.
166. Bockasten K., Andrade O.
Identification of high" gain laser lines in argon. —
«Nature», 1967, v. 215, № 5099, p. 382.
167. Horrigan F. A., Koozekanani S. H.,
Paananen R. A. Infrared laser action and
lifetimes in argon II. — «Appl. Phys. Lett.»,
1965, v. 6, № 3, p. 41—43.
168. Cheo P. K.t Cooper H. G.
Ultraviolet ion laser transitions between 2300 A and
4000 A. — «J. Appl. Phys.», 1965, v. 36, № 6,
p. 1862—1865.
169. Waiter W. Т., Jarrett J. M. Strong
3,27 microns oscillation in xenon. — «Appl.
Optics», 1964, v. 3, № 6, p. 780—790.
170. Courville G. E., Walsh P. J., Was-
ko J. H. Laser action in Xe in two distinct
current regions of ac and dc discharges. —
«J. Appl. Phys.», 1964, v. 35, № 8, p. 2547—
2548.
171. Patel С. К. N., Faust W. L.t
McFarlane R. A. High gain gaseous (Xe—He)
optical maser. — «Appl. Phys. Lett.», 1962„
v. 1, № 4, p. 84—85.
172. Patel C. K. N., McFarlane R. A-
Faust W. L. High gain medium for gaseous
optical masers. — In: Quantum Electronics
III. Eds. P. Grivet, N. Bloembergen. New
York, Columbia University Press, 1964,
p. 507—514.
173. Faust W. L., McFarlane R. A.,
Patel С. К. N., Garrett C. G. B. Gas maser
spectroscopy in the infrared. — «Appl. Phys.
Lett.», 1962, v. 1, № 4, p. 85—88.
174. Кузнецов А. А., Маш Д. И.
Условия работы ОКГ на смеси Не—Хе в
средней ИК области. — «Радиотехника и
электроника», 1965, т. 10, № 2, с. 376—378.
175. Москаленко В. Ф., Остапченко Е. П.„
Пугнин В. И. О механизме создания
инверсии населенностей уровней Хе в
положительном столбе смеси Не—Хе. — «Оптика
и спектроскопия», 1967, т. 23, № 1, с. 177—
178.
176. Smiley V. N., Lewis A. L.,
Forbes D. К. Gain and bandwidth narrowing
in a regenerative He—Xe laser amplifier. —
«J. Opt. Soc. Am.», 1965, v. 55, № 11,
p. 1552—1553.
61

ч. i.
Газовые лазеры
177. Clark Р. О., Hubach R. A., Wa-
<Ia J. Y. Investigation of the dc—excited
xenon laser. — «Final Report JPL Contract
№ 950803», Hughes Research labs., 1965.
178. Willett C. S., Gleason T. J., Kru-
ger J. S. He опубликовано, 1970.
179. Liberman L. Sur la structure hyper-
fine de quelques raies laser infrarouges de
xenon 129. — «Compt. Rend.», 1968, v. 266,
№ 4B, p. 236—239.
180. Armstrong D. R. A method for the
control of gas pressure in the xenon
laser. _ «ШЕЕ J.», 1968, v. QE-4, № 11,
p. 968—969.
181. Bridges W. B. High optical gain at
3,5 microns in pure xenon. — «Appl. Phys.
Lett.», 1963, v. 3, № 3, p. 45—47.
182. Paananen R. A., Bobroff D L. Very
high gain gaseous (Xe—He) optical maser
at 3,5 microns. —. «Appl. Phys. Lett.», 1963,
v. 2, № 5, p. 99—100.
183. Clark P. O. Investigation of the
operating characteristics of the 3,5 microns
xenon laser. — «IEEE J.», 1965, v. QE-1, № 3,
p. 109—113.
184. Петров Ю. Н., Прохоров А. М.
Квантовый генератор на 75 мкм. —
«Письма в ЖЭТФ», 1965, т. 1, № 1, с. 39—41.
185. Кузнецов А. А., Маш Д. И., Милин-
кис Б. М., Чирина Л. П. Условия работы
ОКГ на газовых смесях Не—Ne и Не—Хе.—
«Радиотехника и электроника», 1964, т. 9,
№ 10, с. 1893—1897.
186. Tobias I., Strouse W. M. The
anomalous appearanse of laser oscillation at
6401 A. — «Appl. Phys. Lett.», 1967, v. 10,
JSib 12, p. 342—344.
187. Cheo P. K., Cooper H. G. UV laser
transitions from 2400—3700 A in ionized
atmospheric and noble gases. — «Bull. Am.
Phys. Soc», 1964, v. 9, № 6, p. 626.
188. McFarlane R. A. Laser oscillation
on visible and ultraviolet transitions of
singly and multiply ionized oxygen; carbon and
nitrogen. — «Appl. Phys. Lett.», 1964, v. 5,
№ 5, p. 91—93.
189. Bell W. E., Bloom A. L., Goldsbo-
rough J. P. New laser transitions in
antimony and tellurium.— «IEEE J.», 1966, v. QE-2,
№ 6, p. 154.
190. Akitt D. P., Wittig C. F. Laser
emission in ammonia. — «J. Appl. Phys.», 1969,
v. 40, N2 2, p. 902—903.
191. Мустафин К. С, Селезнев В. А.,
Штырков Е. И. Стимулированное
излучение в области отрицательного свечения
тлеющего разряда. — «Оптика и
спектроскопия», 1966, т. 21, № 6, с. 780—781.
192. Abrams R. L., Wolga G. J. Direct
demonstration of the validity of the Wigner
spin rule for helium—helium collisions. —
«Phys. Rev. Lett.», V1967, v. 19, № 25,
p. 1411 — 1414.
193. Schlie L. A., Verdeyn J. T. Radial
profile of Ne lss atoms in a He—Ne active
discharge and their lens effect on lasing at
6401 A. — «IEEE J.», 1969, v. QE-5, № 1,
p. 21—29.
194. Kovacs M. A., Ultee С J. Visible la-
62
ser action in fluorine I. — «Appl. Phys,
Lett.», 1970, v. 17, № 1, p. 39—40.
195. Исаев А. А., Петраш Г. Г.
Импульсная сверхсветимость на зеленой линии
таллия в парах Т1 I. — «Письма в ЖЭТФ»,
1968, т. 7, № 6, с. 204—206.
196. Ramsay J. VM Tanaka К.
Construction of single-mode dc operated He—Ne
lasers. — «Japan J. Appl. Phys.», 1966, v. 5,
№ 10, p. 918—923.
197 Smiley V. N. Частное сообщение.
198. Месси Г.,. Бархоп Е, Электронные
н ионные столкновения. Пер. с англ. М.,
ИЛ, 1958.
199. McDaniel E. W- — Jn: Collision
phenomena in ionized gases. J. Wiley, Ins.
1964, p. 584.
200. Schearer L. D. Polarization transfer
between oriented metastable helium atoms
and neon atoms. — «Phys. Lett.», 1968,
v. 27A, № 8, p. 544—545.
201. Allen L., Jones D. G. CM Scho-
ffeld D. G. Radiative lifetimes and collisio-
nal cross sections for Xe 1 and II. — «J.
Opt. Soc. Am.», 1969, v. 59, № 7, p. 842—
847.
202. Von Bngle A., Steenbeck N. — In:
Electrische Gasentladungen. Bd 2. Berlin,
Springer-Verlag, 1932, p. 85.
203. Young R. T.f Jr. Calculation of
average electron energies in He—Ne
discharges. — «J. Appl. Phys.», 1965, v. 36, № 7,
p. 2324—2325.
204. Pollack M. А. Частное сообщение.
205. Dauger А. В., Stafsudd О. М.
Observation of CW laser action in chlorine,
argon and helium gas mixtures. — «IEEE J.»,
1970, v. QE-6, № 9, p. 572—573.
206. Dorgela H. В., Alting H., Boers J.—
«Physic. Haag.», 1935, v. 2, p. 959.
207. Dezenberg G. J., Willett C. S. New
unidentified high—gain oscillation at 486,1
and 434,0 nm in the presence of neon. —
«IEEE J.», 1971, v. QE-7, № 1.0, p. 491—
493.
208. Исаев А. А., Казарян М. А.,
Петраш Г. Г. Механизм импульсной
сверхсветимости на зеленой линии таллия в разряде
в парах йодистого таллия. — «Оптика и
спектроскопия», 1971, т. 31, № 3, с. 332—
338.
209. Туницкий Л. Н., Черкасов Е. М.
Импульсный режим генерации в лазере на
смеси аргон—кислород. — «Оптика и
спектроскопия», 1969, т. 26, № 4, с. 630—634.
210. Jeffers W. Q., Wiswall С. Е. Laser
action in atomic fluorine based on collisio-
nal dissociation of HF. — «AppL Phys.
Lett.», 1970, v. 17, № 10, p. 444—447.
211. Willett C. S., Gleason T. J. Gas
lasers at room pressure. — «Laser Focus»,
1971, v. 6, № 6, p. 30.
212. Willett C. S. Gas lasers:
population inversion mechanisms. Oxford. Perga-
mon Press, 1973.
213. Wood O. R., Burkhardt E. G.,
Pollack M. A., Bridges T. J. High pressure laser
action in 13 gases with transverse excita-

Гл.3.
Лазеры на ионизированных газах
tion. — «Appl. Phys. Lett.», 1971, v. 18,
№ 6, p. 261—264.
214. Danger А. В., Stafsudd О. М.
Characteristics of the continuous wave neutral
argon laser. — «AppL Optics», 1971, v. 10,
№ 12, p. 2690—2697.
215. Willett C. S. Comments on
characteristics of -the continuous wave neutral argon
laser. ~ «Appl. Optics», 1972, v. 11, № 6,
p. 1429—1431.
216. Александров Е. Б., Кулясов В. Н.,
Мамырин А. Б. Усиление на линиях 3,51 и
5,57 мкм в разряде Хе136. — «Оптика и
спектроскопия», 1971, т. 31, № 2, с. 315—
317/
217. Cahuzac Ph. Emissions laser, infra-
rouges dans les vapeurs de thulium et
d'ytterbium. — «Phys. Lett.», 1968, v. 27AV
Mb 8, p. 473—474.
218. Cahuzac Ph. Emission laser infra-
rouges dans les vapeurs de terres rares. —
«Phys. Lett», 1970, v. 31A, № 10, 1970,
p. 541—542.
219. Cahuzac Ph. Nouvelles raies laser
infrarouges dans la vayeur de baryum —
«Phys. Lett.», 1970, v. 32A, № 3, p. 150—
151.
Глава 3
ЛАЗЕРЫ НА ИОНИЗИРОВАННЫХ ГАЗАХ
В. БРИДЖЕС, А. ЧЕСТЕР (W. В. Bridges, A. N. Chester)
3.1. СВОДНАЯ ТАБЛИЦА
ЛАЗЕРНЫХ ПЕРЕХОДОВ
В этой главе приводятся сведения
обо всех известных линиях генерации,
соответствующих переходам между уровнями
ионизированных атомов, наблюдаемым в га-
IA
туре, либо легко испаряются.
Дальнейшие исследования, несомненно, расширят
круг элементов, которые могут быть
использованы в ионных лазерах.
Таблица 3.1 содержит список длин вол»
генерации с идентификацией переходов »
ссылками на литературные источники.
WA ША
к
Li
Ntt
К
Rb
Cs
Fr
ЖА
Be
Ш
/Co;
'у/А
УУУА
Rtt
ЖВ
Sc
Y
Ltt
Ac
Жд
Ti
Zv
\f
л
\\
\ ^
\
IB
V
№
Та
Cs
Gr
Mo
W
Pr
Pa
Mn
Tc
Rb
Nd
U
<
Fe
Ra
Os
Pm
Np
W6
—A
Co
Rh
Ir
Sm
Pu
Ni
Pd
Pt
Ea
Am
IB
Си
H
Att
Gd
Cm
Id
Щ
Ш
yy/
'Ш
у/л
Ш
ЖА
щ
Уу/у
Al
Gtt
Ш,
Tl
Bk
щ
Cf
ША
yfy
УУ/л
Ш
Ш
У/У/,
Ha
Es
Щ
''y/A
Ш
УУ/У,
y/A
Zr
Fm
WA
щ
Ш
-//A
Ш
yffi,
Ш
Po
H
У//У/у
''////
у/л,
Ш
Щ
Ш
AX
Tu
Md
У///
No
He
y//\
'Ль'
у/А
'<yyy
у/л
/кг;
Щ
Rn
La'
Lr
Рис. 3.1. Периодическая система элементов.
Штриховкой выделены элементы, на ионах которых получена генерация в газовой фазе или
парах.
зовом разряде. На рис. 3.1 приведена
периодическая система химических
элементов. Штриховкой на ней выделены
элементы, на ионах которых получена генерация.
Все эти элементы, естественно, либо
являются газахми при комнатной темпера-
Химические элементы в ней собраны па
группам, внутри каждой группы
перечисление элементов идет в порядке
увеличения их атомного веса. Ниже следуют
краткие пояснения к данным, приводимым
в отдельных столбцах таблицы.

4. I.
Газовые лазеры
Таблица 3.1
Лазерные переходы между уровнями ионизированных газов
Использованные обозначения:
* — интенсивная или
характеристическая линия излучения чистого газа
** — более подробные сведения см. в
тексте
... — идентификация перехода неизвестна
•CW — получена генерация в непрерывном
режиме
А — генерация наблюдалась только в
послесвечении разряда
Е — ошибка в идентификации или в
определении длины волны
G — измерен коэффициент усиления
Р — измерена выходная мощность
5 — наблюдался эффект сверхизлучения
U — применен необычный метод
возбуждения
hfs — исследована сверхтонкая структура
линии
К — точно измерена длина волны
В последнем столбце в скобках
указывается номер примечания, помещенного в
конце таблицы
А,, мкм
Ион
Переход
верхний уровень—нижний
уровень
Литература и
примечания
0,491160
0,492404
*0,589442
0,610263
*0,747879
0J5-884-8
0,761290
0,775786
♦0,325031
*0,441563
С488И72
0,502548
*0,533749
0,537304
Подгруппа НА
Кальций
0,854209
0,866214
1,033014
1,091797
0,854180±60
0,866200±60
1,033050±50
l,091750d=50
Са II
Са II
Стронций
Sr
Sr
Подгруппа IIB
Цинк
0,491160±?
0,492500±?
0,589400±?
0,610280±70
0,747830±160
0,758750dzl60
0,761118±160
0,775700zh?
0,325000±?
0,441560±70
0,488200dh?
0,502590±?
0,533700±?
0,537800±?
Zn
Zn
Zn
Zn
Zn
Zn
Zn
Zn
II
II
II
II
11
II
II
II
— ASMs2Sl/2
Кадмий
Cd
Cd
Cd
Cd
Cd
Cd
II
II
II
II
II
II
3/2
131-G, P, S
131-G, P, S
48-Л, G, S
48-Л, G, 5
81; 82; 125
56; U-CW; 84-C1F, P;>
125
82-CW, P
115; 125
115; 82-CU7, P}
U7-CW, G
115; 82-CW, P;
84-CW; 117-CW
115
56-Я
64-C1F, P; U7-CW,
G, P; 138-P
115; 58-C1F, P;
116-C1F, G, P; 125;
138-P
\4-CW
U-CW, P
56; 84-C1F, P\
IU-CW; 125
56; 84-С1Г, P;
IU-CW; 125

Гл.3.
Лазеры на ионизированных газах
Продолжение табл. 3.1
Xf мкм
0,635480
0,636004
0,723689
0J2&423
0,806687
0,839002
1,18636
0,479701
*0,56773
*0,614947
0,73466
0,74131
*0,79447
0,85498
0,86220
0,8677
0,93968
1,0583
1,117686
1,2545
il,2981
:1,3655
,1,5554
0,345134
0,4680-82
0,464745
0,465016
0,40-8889
0,455262
0,456782
0,634710
.0,6371136
0,6671i88
0,635480±?
0,636010±?
0,723690±?
0,728430±?
0,806690±?
0,839000±?
l,186900d=?
0,479700±10
0,567800±?
0,615000±?
0,734600±?
0,741810±?
0,794500±?
0,854700 db?
0,862800dh?
0,867700±?
0,939600ifc?
l,058600±?
l,117682=fclO
l,254500±?
l,298100±?
l,365500±?
l,555000±?
0,345132±?
I 0,468050±70
0,464740±04
0,46502 lzhO4
0,408890±10
0,455259±06
0,456784±06
0,634724±06
0,637148±06
0,667193±06
Ион
Cdll
Cdll
Cdll
Cdll
Cdll
Cd fl?
Cdll?
HgUI
Hgll
Hgll
Hgll
Hgll
Hgll
Hgll
Hgll?
Hgll?
Hgll
Hg II
Hgl
Hgll?
Hgll?
Hgll?
Hgll
Переход
верхний уровень-^нижний
уровень
(iSNgaG7/2_(iSL^/2
(iSNg2G9/2-(iSL/2f°/2
(iS) 6^ _(iSNd2D3/2
(*SN^,2-(iSNd2D5/2
eS) 6p2p|/2_(iS) 6s*S,/2
?{(iS)UP*P\/2-(iS)8s*S1/2]
?[(iSI0d2D3/2-(8DMpaD^2]
Ртуть
5d86s2(y=4)—
-5d»pD5 /2Nр1/2(У = 3)
(iS) bf*F°7/2-Q-S) 6d2D5/2
ASO^P|/2_(iSOs2Si/2
0SO^D5/2-(iSO^P°/2
2P°/2 A09189)—(IS) 7s2S3/2
(iSO^P|/2_(iSOs2S,/2
(iS) 5g2G7/2-2fg/2 A21960)
?AS)8/tJP°/2—116200(^=5/2)
• . •
^S)\0^Sll<2-^S)bP^P%l2
(iS)8s2S1/2-ASOp2P°/2
(линия нейтрального атома)
• • •
•»•
• • •
ASOp2P°z/2-ASNd*Db/2
Подгруппа I HA
В II
| In II
Бор
2p2iD2_B5Jpipj
Индий
| BSLf3F2 — BSMd3D3 [
Подгруппа IVA
CIII 1
С III
Si IV
Si III
Si III
Si II
Si II
Si II
Углерод
BSK/?3P° — B5Ks3Si
BSKp3PJ—B5Ks3Si
Кремний
4Р2Рз/2-4^1/2
BSLp3Pl—BSLs3Si
BSLp3P?—BSLs3Sx
(iSLp2p°/2-(iSLs2S1/2
eSL^PJ -(iSLs2S1/2
(SP°Lp*D7/2-(»P°Ls*P§/2
Литература и
примечания
114-C1F; 127
114-CIF, P; 126; 127
\U-CWi 126; 127
XU-CW'i 126; 127
84-C1F, P
130
130
61-G, P; 62Д
6-G, P;« 7-U
6-G, P;- 2; 10-СГ;
32-/7, hfs, X; 61;
136; 144-СИ7
6
66-G, U
32-U; 2; 136; U4-CW
13
13
13
13
6; 13
13-£; 18-X
13
13
13
13
| 42
115
[ 101; 22-A,; 60
\ 101; 3-Х; 60
22-£ A)
36-Я; 111
36-E; 111
36-£; 33-Л; 111
36-E; 111
36-£; 111
3 Зак. 1956
65

4. I
Газовые лазеры
Продолжение, табл 3.1
К,, мкм
А-ген, мкм
Ион
Переход
верхний уровень—«нижний
уровень
Литература и
примечания
Германий
0,513175
0,647865
0,579918
0,645350
0,65792N
0,684*405
0,53721
0,56089
0,66599
0,336734
0,347867
0^482;96
0,399501
0,409732
0,4103318
0,451088
0,451487
0,462140
0,463055
0,464310
0,'566663
0,567601
*0,567956
0,568622
0,648207
0,334769
0Д22208
*0,6024.21
0,60.3421
*0,604325
0,608786
0,616577
0,7&4563
0,513150±70
0,517840±70
0,579870±70
0,645300±70
0,657903±06
0,684400±70
0,537210±70
0,56086±50
0,66601 ±50
0,336732±06
0,347876±05
0,348302±06
0,399499rfc:02
0,409729±06
0,410336±02
0,451045±23
0,451486±03
0,462100±80
0,463051 ±02
0,464390±80
0,566662±03
0,567603±03
0,567953±03
0,568690±80
0,648260±6O
0,334776±06
0,422225±06
0,602427±06
0,603419±06
C,604322±06
0,608804±06
0,616574±06
0,7846OO±?
Ge II
Ge II
Sn II
Sn II
Sn
Sn II
Pb II
Pb II
Pb II
C-S) 4/2F5/2 —(XS) 4d2D3/2
A5) 4/277® —(is) 4dWb/2
Олово
(i5L/2i^/2-(iSMd2D5/2
(XS) 6p2P£/2 — (IS) 6s25|/2
...
(iSNp2p°/2_(iSNSasl/2
Свинец
(XS) bf2Fj,2—6 s 6p2 4P5/2
i}S) 7p2P$/2—C1^) 7s2^i/2
eSO^po/2_(iSOs2S1/2
Подгруппа VA
N III
NIV
NIV
Nil
N III
N III
N111
N III
Nil
Nil
Nil
Nil
Nil
Nil
Nil
Nil
PIV
P III
P II
PII
PII
P II
PII
PII
Азот
CP°) 3/74P5/2 —CP°) 3s4Pg/2
BSK^P|—(^Ss^Si
pP^ZpiDz—pP^Zs^P*
A5) 3p2pe/2_(is) 3s2S1/2
l*jl <op^lr 1 in "\ J) OS »3 t in
CP9) 3p*D5/2—CP°) 3s*P^/2
CP°) 3p*D7/2 —CP°) 3s*Pg/2
[BP°) 3p3P0—(*P°) 3s3P°]
BP°) 3p3P2—BP°) 3s3P?
[BP°) 3p*Px—BP°) 3s3P?)
BP°) 3jt?3D2—BP°) 3s3P?
(aP°) ЪрЮх—BP°) 3s3Pg
Bp«Kp3D3 — BP°Ks3P°
[BP°) 3/73Di — BP°) 3S3P®]
BP°) 2>pxPx—BP°) 3 slPi
Фосфор
BS) 4р3Рг — B5) 4s3Si
B5) 4р2Рз/2 — (*$) 4s251/2
BP°) 4/?3D2—BP°) 4s3PJ
BPoLyD3D| — Bp°) 4s3Pj
BP°) 4p3D3—BP9) 4s3P2
BP°) 4p3Dx—BP°) 4s3PJ
BP°) 4p*D2—BP°) 453P2
B^L^! — BP°LS1PJ
115;
42;
115
115
115
115
117-C№, G
34; B)
; 117-Ctt?
115
120
120
35
101
35
3
101
101; 3-A,
101
101; 3-Х
109
101; 3-Х
109
103
103
76; 22; 103Д
109
109
36
36
57; 15-CW, U; 36Д
36
57; 15-CW\ V\ дь-л.
36
36
57
66

Гл. 3.
Лазеры на ионизированных газах
Продолжение табл. 3.1
\, мкм
0,54980
0,55583
0,56516
0,61703
0,61299
0,456084
0,571921
0,75990
0,80689
*0,2983?8
0,304713
0,306345
0,33813
0,338554
0,374949
0,375467
0,375988
*0,434738
♦0,435128
*0,441488
*0,441697
0,460552
0,464914
0,559237
0,664099
0,672136
0,263898
0,332486
0,349737
А'ген' мкм
0,549800±100
0,555900±100
0,565200±Ю0
0.617100±100
0,613000zfcl00
0,456070±10
0,571920±10
0,759870±50
0,806920±50
0,298386±06
0,304715±06
0,306346±06
0,338134±06
0,338554±06
0,374947±04
0,375468±04
0,375989±05
0,434738±04
0,435123^04
0,441493±04
0,441697±04
0,460552±09
0,464908=Ы0
0,559237±06
0,664020±100
0,672138±04
0,263898±06
0,332486±06
0,349737±06
Ион
As II
As II
As II
As II
Sbll
Bi III
Bi II
Bi III
Bi III
Переход
верхний уровень — нижний
уровень
Мышьяк
BР°) 5/?3Di—BP°) 5s3P°0
BР°) 5/p3D2—Bр°) 5s3PJ
Bр°) 5p3D3—Bp°) 5s3P£
BР°) 5;?1Р1—BР°) 5s3PJ
Сурьма
BP°Np3D3 —BP°NS3P°
Висмут
6s2 (XS) 7jO2P|°/2 —
—6s2 ASOs*SX/2
6s2(lSNf2/^°/2 —
—6 s2 (IS) 7d2D3/2
6S2 (IS) 6/2f J —
—6s2 (JS) 7d2Ds/2
Подгруппа VIA
OIII
О III
О IV
О IV
или
О IV
О IV
ОН
О III
О III
ОН
О II
О И
О II
О
О II
О III
о и
О II
S V
S III
S III
Кислород
BРО) ЗрЮ2 — BР°) 35ХР?
BPe) 3/73P2 —BP°) 3s3P2
(XS) 3/72P°/2 — BS) 3s2S! /2
Cp°Kp*Dz/2 —
—CP°) 3s*P^/2 @,338133)
—CP°) 3s4P^/2 @,338128)
CP°) 3p4D7/2—CP°) 3s4P5/2
CP) 3p*Sl/2—CP) 3s4P5/2
BP°) 3p3£J_(apo^ 3s3.po
BP°) 3/73D3 — BP°) 3S3P?
(W) 3/0 2£>£/2 — (iD) 3s2D3/2
(W) 3jt72Dg/2 — (W) 3s2D5/2
CP) ЗрЩ/2 — CР) 3s2P3/2
CP) 3yt?2D^/2—-CP) 3s2PI/2
• • •
CP) 3/?4D^/2 —CP) 3s4P5/2
BP°) 3/71P1—BP°) SS^-PI
CP) 3/?2Sf/2 —CP) 3s2P1/2
CPKp2Sf/2 —CPKs2P3/2
Сера
...
BP°) 4p3P2—BP°) 3ddPl
•. •
Литература и
примечания
8-1/; 150-A,
8-/7; 150Д
8^; 150-A,
8-U; 150-Я,
9
87-G
87-G
87-G
87-G
22-£; 35
22-E; 35
35
35
* 35
101
101
101
101
101
101
101
101
76; 22
101; 17-Р; 22-А,
17-P
101
43
43
43
67

ч. т.
Газовые лазеры
Продолжение табл. 3.1
К, мкм
0,370937
0,492532
0,501401
0,503239
0,516032
0,521962
*0,532070
*0,534567
0,542864
*0,543277
*0,545380
0,547360
0,550967
0,556495
*0,563999
0,564698
0,581919
W мкм
0,370941 ±06
0,492560±06
0,501424±06
0,503262±06
0,516032±06
0,521962±06
0,532088±06
0,534583±06
0,542874±06
0,543287±06
0,545388±06
0,547374±06
0,550990±06
0,556511±06
0,564012±06
0,564716±06
0,581935±06
Ион
S III
S И
S II
S II
S
S
S II
S [I
S II
S II
S II
SII
s и
SII
S 11
S II
S II
Перехед
верхний уровень — нижний
уровень
Bp°L^3D2—BР°)За*Рс,
CРLИР£/2-CРL54Р1/2
CPL^P°/2_CpLs2P3/2
CPLp4Pg/2-CPLs4P5/2
• • •
...
(ЮLрЩ/2-(ЮL$Ю5/2
(ЮLрЩ/2-(Ю)А8Ю3/2
CPLp*D°3/2-(SPLs*Pl/2
{*РLрЮ°ь/2-(*РLв*Рзп
(spLpWc7/2-(»PLs*P5/2
CPLp*Dol/2-(*PLs*PV2
{*PLp*Dll2-(*PLs*PZl2
(sPLp*D§/2-CPL^P5/2
(«PLp^|/2-CPLs2P3/2
CPLp2D|/2-BPLs2P1/2
CPLp2D|/2-CpLs2P3/2
Литература и
примечания
43
43
43
43
43
43
57; 15-CU7, G; 43Д
57; \5-CW, U\ 43-A,
57; 43Д
57; 15-CW,,U\ 43-A.
57; 15-C1F, U; 43-k
57; 43-X
43
43
57; 15-Ctf7, U; 43-X
57; 43Д
43
Селен
0,460434
0,464844
0,476365
0,484063
0,484496
^0,497566
^0,499275
*0,506865
0,509650
0,514214
*0,517598
*0,522751
0,525307
0,525363
0,527111
*0,530535
0,552242
0,559116
0,569788
0,574762
0,460460±50
0,464860±50
0,476410±50
0,484060±50
0,484500±50
0,497610±50
0,499290zf=50
0,506870±50
0,509610±50
0,514190±50
0,517600dz50
0,522760±50
0,525260±50
0,525320±50
0,527130+50
0,530550±50
0,552280±50
0,559160±50
0,569790±50
0,574790±50
Se
Se
Se
Se
Se
Se
Se
Se
Se
Se
Se
Se
Se
Se
Se
Se
Se
Se
Se
Se
И
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
II
{3PM/?4D5°/2--CPMS4P3/2
CPMp4D?/2-CPMs4P5/2
CPMp4P£/2-CPMs4P5/2
или
(зрMр*Р§/2-еРM52Р1/2
CPMp«D?/2-CPMs4P3/2
(»PMp«D|/2—(»PMs*P6/2
119-CIF, P
U9-CW, P
119-C1F
119-CIF
119-CIF, G
119-CIF, G, P
119-CU7, G, P
119-CIF, G, P
8-G; 119-CW
119-C№, G
119-C1F, G, P
8-U; 119-C1F, G, P
119-CU7, G
П9-СГ, G
U9-CW
119-CW, G, P
119-CU?
U9-CW
119-СГ
119-CVP
68

Гл.3.
Лазеры на ионизированных газах
Продолжение табл. 3.1
h, мкм
0,605596
0,644425
0,649048
0,653495
W мкм
0,605630±50
0,644390±50
0,649010±50
0,653460±50
Ион
Se II
Se II
Sell
Se II
Переход
верхний уровень — нижний
уровень
CРMр2Р°/2 —104873,7
(/==3/2)
CPM/?2D|/2-104873,7C/2)
(зр) 5p4D^/2 —CP) 5s2P1/2
(зр) Ьр*Р\/2 — 105973,8 A/2)
Литература и
примечания
119-CW, G
U9-CW
U9-CW
U9-CW
0,54540
0,557634
0,56405
0,570821
0,593618
0,624549
0,63497
0,703904
0,275958
0,282613
0,312151
0,317413
0,320275
0,402472
0,263267
0,319146
0,339287
0,339343
0,353004
0,356069
0,360210
0,361283
0,362268
0,372046
- 0,374882
0,413250
0,474042
0,476871
0,478134
0,489685
0,545400±50
0,557600±50
0,564050±50
0,570850±50
0,593650±50
0,624550±50
0,635000±100
0,703950±50
0,275959±06
0,282608±06
0,312156±0б
0,317418±06
0,320274±06
0,402478±06
0,263270d=06
0,319143±0б
0,339287±06
0,339345±06
0,353003±06
0,356069±06
0,360210±06
0,361210±06
0,362269±06
0, 372046±06
0,374878±0б
0,413250±10
0,474040±Ю
0,476874±06
0,478134±03
0,489688±03
Теллур
Те II?
Те II
Те II?
Те II
Те II
Те II
Те I?
Те II
—94860,95
2
5/2)
103106,12(^/2)—85592,36E /2
99585,02(£/2)—82743,83C/2)
99585,02(£/2)—83577,90A /2
?[линия нейтрального атома]
97780,47(f/2)—83577,90A/2)
Подгруппа VIIA
Фтор
F III
F IV
Fill
Fill
F II
FII
Cl III
Cl III
Cl III
Cl III
Cl III
Cl III
Cl III
Cl III
Cl III
Cl III
Cl III
Cl II
Cl II
CHI
Cl II
Cl II
:-(iD):
}-BP°)
,_CPKs4P5/2
-BD°)
Хлор
(WLdWS/2
2-CPLs4P5/2
— (W) 4s2D
3/2
-(iDLs2D5/2
-(iDLs2D3/2
BD°)
BP°Lp1P1
BD°) 4p3/?4—
-CPLs4P3/2
-CPLs4P!/2
-CPLs2P3/2
-(*PLs2P1/2
-BD°)
-BP°)
_Bp
-BP1
-BD°)
132
9; 132Д
132
9; 132-Я,
132- A
132-Л
9-Я
132-Л
36-Я
36
36
Зб-Я
36
Зб-Я
36; 111
Зб-Я
36-Я
36-Я
Зб-Я
36-Я
Зб-Я
36-Я
Зб-Я
Зб-Я
36-Я
137-СГ,
137-С№\
36; 137-СЙ^
102; 15-С№\ U
102^ 15-C1F, U
U
103-Я,
69

4. I.
Газовые лазеры
Продолжение табл. 3.1
К мкм
0,490482
0,491781
0,507828
0,510310
*0,521792
0,522135
0,539216
0,609472
\ен> мкм
0,490473±03
0,491766±03
0,507830±03
0,510310±10
0,521790±03
0,522130±03
0,539215±03
0,609474±03
Ион
С1 II
С1 II
С1 II
С1 II
С1 II
С1 II
С1 II
С1 II
Переход
верхний уровень—
BD°) 4
BD°) 4
BD°) 4
BD") 4
DS°) 4
DS°) 4;
BD°) 4
уровень
pSF3—(W<
p*F2—BDC
рЗД3_B£
p3D2—BD(
03P2 — DS°
p3pi__D$o
BD°Lp1Pi—BDC
ЯИЖНИЙ
>) 4s3D°
*) 4s3DJ
°Ls3D°
5) 4s3DJ
) 4s3SJ
) 4s3S£
') 4sxD|
5) 4sWl
Литература и
примечания
102; 15-CW7, U; 103-A.
102; 15-CW, U; I03-A,
102; 15-CW, U; 103-A.
137-CW, (У
102; 103-CW, A,
102; 15-CW, U; 103-A,
102; 15-CW; U; 103-A,
102; 15-CW, U; 103-A,
0,474270
0,505465
0,518227
0,523823
0,533205
0,611761
0,616870
0,453379
0,467440
0,493467
0,498692
0,521627
**0,540736
0,562569
*0,567808
*0,576072
0,606893
*0,612749
0,651618
*0,658521
0,682523
0,690477
*0,703299
0,713897
0,825384
0,880423
1,04172
0,474266±03
0,505463±05
0,518238±02
0,523826±04
0,533203±03
0,611756±06
0,616878±06
0,453379±03
0,467440±03
0.493467±03
0,498600±?
0,521600±?
0,540700±?
0,562500±?
0,567800±?
0.576000±?
0,606890±?
0,612700±?
0,651600±?
0,658500±?
0,682523±?
0,690400±?
0,703200±?
0,713897±?
0,82500O±104
0,880000±104
0,041720±06
Br
Br
Br
Br
Br
Br
Br
II
II
II
II
II
II
II
I
]
I
I
]
]
]
]
I
]
III,
[V?
Ill,
[V?
Ill,
[V?
[ II
[ II
[ II
[ II
[ II
[ II
[ II
II
[ II
[ II
[ II
[ II
[ II
[ II
[ II
[ II
HI,
V?
Бром
BPC
BD(
DSC
DSC
(W{
DSC
DSC
— BP°Ms3P°
Иод C)
|6/?3D2—BD°Ns3D°
BD°) 6p3D2—BDC
BD°) 6p3F2—BDe
BD°) 6/?3F2—5s5p5 XP^
-BD°Ns3D?
BD°) i
BD°) 6p3F2—BD°) 6s!Do
BD°Np3D2—(
BD°N/73D2-(
► 6p3/72_(
85
85
85; 8-U; 15-CW, U
85; 15-CW, У
85; 8-U; 15-CW, f/
86; 42
86
90
90
90
80-Л
80-Л; IZS-hfs
55; 59-/z/s; 80-Л;
135-/i/s
80
135-/i/s
54; 59-hfs; 80-A; 133-0;
\3b-hfs
134-G; ^б-Д^
54; 59-/tfs; 80-Л;
ХЗЪ-hfs
133; i35-hfs
55; 59-/i/s; 80-Л, Яз
135-A/s
134
80- A, Я
55;59-Л/5;80-Лз
134
80-Л
80-Л
90

Гл. 3.
Лазеры на
ионизированных газах
Продолжение табл. 3.1
К, мкм
*Тен' мкм
Ион
Переход
верхний уровень-^нижний
уровень
Литература и
примечания
[0,235796]
[0,2473401
0,267790
0,267864
0,277765
[0,286688]
0,331975
*0,332377
?0,332437
0,332717
0,332923
0,333114
*0,334552
*0,337830
*0,339286
0,339320
*0,371309
0,262493
[0,275392]
0,288416
*0,291300
*0,292627
[0,300266]
0,302405
0,305484
*0,333613
*0,334472
•0.335849
*0,351112
0,351418
[0,357661]
* [0,363789]
[0,37052]
0,379532
0,235800±06
0,247350±06
0-267798±06
0,267868±06
0,277750±50
0,286688±06
0,331984±06
0,332374±05.
0.332437±Ю
0,332750±50
0,332902±10
0,333107± 10
0,334550±05
0,337826±05
0,389286±06
0,339340zfcl0
0,371300± 100
0,262490±06
0,27539 ldhO6
0,288424±06
0,291292±06
0.292624±06
0,300264±06
0,302400±50
0,305480±50
0.333621 ±06
0,334479±06
0,335852±06
0,351113±06
0,351415±06
0,357690±50
0,363786±04
0,370520±50
0,379528dt06
Ne
Ne II
Ne II
Ne III
Ne II
Ne II
Ne II
Ne II
Ne II
Подгруппа VIIIB
Неон
NelV
Nelll?
Nelll
Ne III
Ne III
Ne
Ne II
Ne II
Ar
IV
Ar III?
Ar
Ar
Ar
III
IV
IV
Ar
Ar
Ar
Ar
Ar
Ar
Ar
Ar
Ar
Ar
III
III
III
III
III
III
III
II
III
Ar
Ar
III
,-BDoKs3DJ
2-(iDKs2D3/2
2-(»PKs»P8/2
BP°K/73D2—(
Аргон
CPLp2D3°/2-CPLs2Pl/2
BP°)
BD°)
BD°)
BD°)
.—•BPoLs3P1°
— BD°Ls3D|
35
35
22; 35-A
22; 35-A,
22
22; 35-A
46; 35-A
22; 39-S; 52-S, A,;
3-CW, G,P\
46
22
46
46
22; 52-SX 53-CW,
G, P; 110-C1F
22; 35Д; 53-CW7, P
46
BP
—BP
35
22; 35-A,
46; 35Д
22; 35Д; 99-G
22; 35-X
22-£; 354
22
22
22; 35-A,; 53-ClF,G,P
22; 35-A,; 53-CWtP
22; 35-Я; 53-C^\P
. 102; 22-k; 52-5;
53-C^\G,P;
110-ClF,P**
102; 22-A,; 29-CW
22-E
102; 22-A; 26-CW yP;
53^G
71
22
22; 29-CW7

4. I.
Газовые лазеры
Продолжение табл. 3.1
А,, мкм
0,385829
0,40886
0,414671
* [0,418298]
0,437075
0,438375
0,448181
0,454505
*0,457935
0,460956
0,465789
0,472686
*0,476486
*0,487986
0,488903
*0,496507
[0,49928]
*0,501716
0,514179
*0,514532
*0,528690
0,550220
0,673000
0,734805
0,750514
0,877186
* 1,092344
^ген» мкм
0,385826±06
0,408860±20
0,414660±04
0,418292±06
0,437073±06
0,438360±60
0,448200±100
0,454504±10
0,457936±16
0,460957±10
0,465795±02
0,472689±04
0,476488±04
0,487986±04
0,488906±06
0,496509±02
0,499255±05
0,501717±02
0,514180±05
0,514533±02
0,5287(Ю±100
0,550220±50
0,673000±50
0,734804±05
0,750508±05
0878000±300
1,092300±100
Ион
Аг III
Аг
Аг III
АгШ?
Аг II
Аг II
Аг II
Аг II
Аг II
Аг II
Аг II
Аг II
Аг II
Аг II
Аг II
Аг II
Аг
Аг II
Аг II
Аг II
Аг II
Аг III
Аг
Аг II
Аг II
Аг II
Аг II
Переход
верхний уровень—нижний
уровень
(^LрЮ2-BРо)М^
...
BD°) 4р3Р2 — BР°) 4s3P£
...
(W) 4p2D£/2 — CP) 3d2D3/2
CР) 4/?4S°3/2—CР) 4s2P3/2
(lD) 4P2D°5/2 — (зр) ЫЮЪ12
CР) 4р2Р°/2 — (зр) 4s2P3/2
CР) 4p2Sf/2 — CP) 4s2pj/2
(Ю) 4рЩ12 — (W) 4s2D5/2
CР) 4/?2P1°/2 —(sp) 4s2P3/2
/зр\ 4d2/)° CР) 4s2P
(зР) 4lD%P° CP) 4s^P
CР) Ad%D° (^P\ 4s2P
/зр\ 4о2р° CР) 4s2P
CР) 4pWl/2 — CP) 4s2P1/2
(W) AP2F°7f2 — CP) 3d2D5/2
CPL^D5o/2-CPLs2P3/2
CР) 4/?4D^/2 — CP) 4s2P1/2
BD°) 4/73D3—BP°) 4s3P£
(XD) 3d2D5/2 — CP) 4p2Dg/2
(!D) 3d2P3/2 —(зр) 4/?2S^/2
[CP) 4^2p°/2 —(ID) 4s2D5/2]
Литература и
примечания
22; 29-CW
29-CW, X D)
22; 29-C1F
22; ЪЪ-CW
22; 24-CW
109
\6-CW; 92-CW
20-G; 22Д; 68-CDP
20; 11-G; 68-CU?**
22
20; 11-G; 68-CW
20; 68-CW7
20; 11-G,P,S; 40-Я;
68-CW; 91-U.P**
20-E,GP; 11-G,S;
68-ClF,P**
22; 24-CW
20; 11-G,S; 68-CW7**
12
20; 11-G; 68-CUP
22; 24-CU?
20-G,P; 11-G;
68-CW**
20; 68-CW
22
139
52-S
52-S
123
78-ClF?,P;23-CH7E)
0,264927
0,266441
[0,274139]
[0,304970]
0,312438
0,323951
0,337496
*0,350742
*0,356423
72
0,264941 ±06
0,266450±06
0,274151 ±06
0,304974±06
0,312443±06
0,323943±06
0,337500+50
0,350742±06
0,356420±06
КП1?
KrII?
Kr
Кг
КПП
КПП
Кг III
КПП
Кг III
Криптон
?[CPM/2D3°/2-CPL^P3/2
?[(Ч>) 5d2P3/2 — (зр) 5p4DJ/2
...
BD°) K>pxD2—BD°) Ss1^^
BP°) ЪргО2—BP°) 5sxPj
BP°) ЪрЮг—BP°) 5s3P2
DSO)^3p2-D5°Ms3S?
35
35
35
22; 35Д
35
22; 35-A,
22; 53-СГ
22; 53-ClF,G,P
35; 53-C^,G,P

Гл. 3.
Лазеры на ионизированных газах
К мкм
0,377134
*0,406737
*0,413133
0,415444
0,417173
0,422658
0,431781
0,438654
0,444329
0,457720
0,458285
0,461528
•0,461915
0,463386
?0,465016
0,468041
0,469444
0,471048
0,475448
*0,476243
0,476573
0,479633
0,482517
*0,484659
0,501645
0,502240
0,503747
0,512571
*0,520831
0,521792
♦0,530865
0,550143
0,559732
0,568188
0;575298
0,593503
0,603716
0,6072
\ев, мкм
0,377134rfcO5
0,406736±06
0,413138^06
0,415445±04
0,417181±Ю
0,422651 ±06
0,431800± 100
0,438700±100
0,444328±О4
0,457720dtlO
0,458300±Ю0
0,46i520±10
0,461917±10
0,463392±06
0,465016± 10
0,468045±06
0,469500zfcl00
0,471030dz60
0,475450±30
0,476244=h06
0,476571±10
0,479630=fc60
0,482518dbO6
0,484666=h06
0,501640±10
0,502200dbl00
0,503750zfc60
0,5126O0±10O
0,520832±04
0,521820±40
0,53O868±04
0,55015O±5O
0,559770±100
0,568192±04
0,575340±50
0,593530±60
0,603760db80
0,6O7200d=100
Ион
Kr II
Kr III
Kr III
Kr III
Kr III
Kr III
KrII
KrII
Kr III
KrII
KrII
KrII
KrII
КП1
KrII
KrII
KrII
Kr III
Kr III
Kr II
KrII
KrII
KrII
KrII
Kr III
Kr II
KrII
KrII
KrII
KrII
KrII
КПП
Кг III
KrII
КП1
(КПП
ИЛИ"
Дг II
КПП
Kr
I
Переход
верхний уровень—нижний
уровень
CPMd*P1/2_CpM^P|/2
BD°) bpxF3 (Ю°) 5вЧ)£
D«S°) ЪрьР2 D5°) 5s3Si
BD°) bpsF3 {2D°) 5s1D|
D5e) bp^P1 — ^S°) 5s3SJ
BD°) 5рзу?2—B£>°) №D\
CP) 6s4P5/2 — (8P) 5p4Pgi2
CP) 6s4P5/2 — CP) 5д4Р3°,2
BZ>°) 5P3D2 BD°) 4dsD|
AD) 5p%Fj,2 — (гО) 5s2D5/2
(8P) 6s4P3/2 — CP) 5р41>ы2,
CP) 5р2р°/2 — (зр) 5s2P3/2
(SP) 5/72Dg/2—CP) 5s2P3/2
(*D) 5p2Fg,2—(XD) 5s2D3/2
CP) ЬрЪР0*^ — (8P) ^S4P|/2
CP) bp*S\ j2 — CP) ^52^>]/2
CP) 6s4P5/2 — CP) bp*Dj,2
B£)°) 5рз/?4 BD0) 4d*D%<
B£)°) bp1F^—BD°) 4dzD%'
CP) 5p2D|/2 — (8P) 5s2^i/2
(8P) 5p4D^/2—CP) ^Pfyz
CPNs2P1/2~(»PMp4S^/2i
CP) 5p45§/2 —(8P) 5s2P1/2
CP) Ьрър\B — CР) 5s2P3/2
(Ю°)ЬрЮъ — (*Р°)ЫЧ%
CPMp4D^/2 — CPMs2P3/2
.--
CPNs4P3/2~CPMp4/>|/2
CPMp4P£/2-CPMs4P3/2
CP) 5p4DJ/2~CP) 5s2p?/2
(aP) Ьр4Р%/2 — C^) 5s4^a/2
(гр^бр3^—BP°Ld*Dl
BD°) 5p3P2—BP°) 5s3P^
CP) 5p4D|/2 —CP) 5s2P3/2
CPMp4D3°/2-CPMs2p1/2
BD°) 5p3P2 BP°) 5s1PJ )
ppMd*F -(iDM2P° J
BD°) 5р3Р2—BP°) 4d3Df
Чродолжение табл. 3.1
Литература и
примечания
52-Р,5
22; 26-CW; 53-CW,P;
оо» ^Q./^ny p» QZ\m/r>XW p
22; 29-CW
22
22
96-Р; 47-Л
96-Я; 47-Л,Е
22
21; 1-CW; 22-Х
96; 47-Л
107
21; 22-Л; 23-CW
21; 22-Я; 24-CW
22
21; 22-Я; 23-CW
96-Р; 47-Л
109
109-Я
21; 7-U; 22-Я; 1-CW
21; 22-Я; 23-CW
109
21; 22-Я; 1-CW
22; 23-CW
106;' 139-CW
16; 24-CW
109
96; 47-Л
21; 7-U; 22-Я; 23-CW
109
21; 22-Я; 23-CW
109-Я
109
21; 1-CW,P; 7-U\
22-Я; 23-CW**
16; 15-CW; 139-CW,Я
109
108
44
73

4. I.
Газовые лазеры
Продолжение табл. 3.1
%9 мкм
0,616880
0,631022
0,631276
0,641661
*0,647088
0,657012
0,660293
*0,676442
0,687084
0,743572
0,752546
0,793145
*0,799322
0,828037
0,847331
[0,8587781
0,869011
0,807850
4,065950
1,329380
W MKM
0,616880±50
0,631030±80
0,631260±80
0,641700dhl00
O,647100±50
0,657000±50
0,660280±80
0,676457±10
0,687096±10
0,74356O±?
0,752550±10
0,793740±?
0,799300±50
0,828030±10
0,847300±?
0,858900±30O
0,869010±?
0,897840±?
1,065960+
l,329500±?
Ион
Кг II
Кг III
Кг
Кг II
Кг II
Кг II
Кг III
Кг II
Кг II
Кг II
Кг II
Кг II
Кг II
Кг II
Кг II
КПП?
КШ
Кг II
Кг II
Кг II
Переход
верхний уровень—нижний
уровень
D»5p2F!/2_CPHd2D3/2
BD°) Ър3Р2—BР°) 4d3Df
• ••
(Ю) 5р2Р°/2 —(зр) 4d2P3/2
W5^/2~(«PMs2P3/2
(*D) ЬрЮ^ю CP) 4d2/? _
[BD°) 5p3P% BP°) 4^1/?з]
&(&p\ 5o^P° /зг>\ 5s2p
fiD} Ър2рЗ /зрл 4Л2Р
fiD} 4dPD /sjDN 5/?^7H
CP^ 5i?4Pc /зрл 5s2P
f-'-Z)^ Ър2р° /яр\ 4W2/7
(^P} Ър^Р ° /зрч &/№Г)
A£)\ 5р2р2 (**Р} A(&F
(Ю) 4d2D3/2 —(8P) 5p4D£/2
• ••
/зр\ 5о2р° - {•"■JDl 5s2/D
(XD) 4d2D5/2—(зр) 5/?2Р«/2
{1DLd2D5/2-CPMp2D|/2
Литература и примеча*
ния
24-СГ
108
108; 139-СГ
44
21; 1-СГ;
ио-сг,р**
21; 24-СГ
Ю8-Я; 139-СГ
215 1-С1Г; 22Д**
21; 22Д; 24-CW
118
83-C1F
92-CIF
215 92-CW
92-CW; 83-Х
118
123
92-СГ
118-Я
118
118
0,247739
0,269184
?0,298385
0,307976
0,324684
{0,330604]
*0,333090
0,334980
*0,345424
0,348331
0,354233
0,359660
0,364551
0,366920
0,374571
0,375994
*0,378097
74
0,247?39±03
0,269184±03
0,298370±50
0,307976±03
0,324694±06
0,330592±06
0,333090±03
0,334980±03
0,345423±06
0,348331 ±03
0,354231 ±05
0,359600±100
0,364551 ±03
0,366920±03
0,374573±06
0,375994±03 -
0,378099±06
Хе
Хе
ХеШ
Хе
Хе III
XelV?
XelV
Хе
Хе III
Хе
Хе III
Хе III
Хе
Хе
Хе III
Хе
Хе< III
Ксенон
BР°Nр321~BР°)^/-0
BP°Np3D3 — BD°)!
—BD°NsW%
35; 60-А,
35; 60Д
22; 23
22-Е; 35-А,; 60Д
35
22-Я; 35А
22;28-С1^;35;60ДF)
35; 60->,
35; 53-СИ?,Р
22; 35; 60-Л
52-5
53-СЖ
46-Я; 35; 6О-?15
112-<?,Р
35; 29-С1^; 60-Х
35; 53-CW
22-Я; 23-Я; 60Д
22; 35-Х; 53-CW\G,P

Гл. 3.
Лазеры на ионизированных газах
Продолжение табл. 3.1
%, мкм
0,380329
0,3841
0,397301
0,3993
0,405005
*0,406041
0,414572
*0,421401
*0,424024
*0,427259
0,428588
0,429639
0,430575
0,441308
0,443415
0,450345
0,455874
*0,460303
0,467368
0,468354
0,472357
0,474894
0,479448
0,486249
0,486946
0,488730
*0,495418
0,496508
0,497270
*0,500780
\ен- мкм
0,380329±03
.0,384 lOOib 100
0,397301 ±03
О,399300±100
О,404990±20
Я,406048±06
•0,414530±60
0,421405±06
0,424026±10
0,427260±06
0,428592±06
0,429633±05
0,430575±03
0,441300±60
0,443422±10
0,450350±60
0,455874±06
0,460302±04
0,467373±06
0,468357±06
0,472310±60
0,4748§4±03
0,479450±60
0,486200±100
0,486948±06
0,488700±100
0,495418±03
0,496500±06
0,497271 ±05
Ю,500780±03
Ион
Хе
/Хе III
| ИЛИ
Ue III
Хе
,Хе III
1 или
*Хе III
ХеИ
XeH
Xell
Xell
Xell
XelH
XeHI
Xell
XelV
Xe
Xe III
Xe HI
XelV
Xe II
XeHI
Xelll
Xe III
Xelll?
Xelll
Xell
Xelll
Xell
XelV
Xell
Xell
XelV
Переход
верхний уровень—нижний
уровень
BDQNp3F2—BD°Ns3D° 1
@,384 152) 1
{2DoNp3Px—{WoMdW°2 f
@,-384186) J
BD°) 6p3Pi — BD°) бвЮ? \
@,399285) 1
[(*SO) 6p5P2—DS°Md3DJ f
@,399 255)] J
D5*Np3Px—DS°Ns3SJ
BРоNр322—BP°Md25J
BD°) 6p3D2—BD°) S^Df
BDON/?3P2—{Ю°)ЫЮ%
(Юо)ЬрЮ2—(*Р°)ЫП%
f*Do)bp*FA—{*Do)bd*D%
BD°Np3D8—BD°Ns1D°
CPOs4P1/2-CPNp4P°/2
BD°Np3D3— (W°)bd*D%
• • •
BD°Np3F2—(W°)bd*D\
BP°) 6p 321—BP°) bd 21%
• • •
CPNp4D|/2-CPNs4P3/2
BZ)°) бр1^—BD°) 6sWl
(*SoNp*P2—(*S°N!>zS?
^S°Np6P1--^SoNs^Si
• • •
(W°) 6p»Di—BD°) 5dWl
(»P) 7s*P5/2-(sp) 6p^Ps/2
BD°Np*F3—pD°)bd*Dl
[CPNp2p°/2_BPNS2P3/2]
...
D)Os2D3/2-(iDNpap!/2
eDNp2P|/2_CpMd2Z35/2
• • •
Литература и
примечания
35; 60-Я; 112
29-CW
35; 60-Я; 112
109; 29-CW
108
22; 45; 46; 53-С№\Р;
112
109; 29-CW
22; 53-Cir,G,P
22; 53-CtJ7,P
22; 53-C^,P
22
52-P,S
22-£; 45-£; 60-Я;
112-G,PG)
109
22; 139-CW
109
140 (8)
21; 22-Я; 23-CW;
63-CW.U
22; 24-CW7; 141-GP
22; 28-CW
107
24-qW7; 60-Я
109
97; 47-Л
22; 2A-CW
16-CW
22; 28-C^; 45; 60-Я;
112-G,P; 121-G,P;
141-G,PF)
22; 15-GW
75; 45; 52-5,Я
22; 28-CW; 45; 60-Я;
112-G,P; 121-G,P;
141-P F)
75

4. I.
Газовые лазеоы
Продолжение табл. 3.1
Л», мкм
0,504492
0,515704
*0,515908
0,522364
*0,523893
0,525630
*0,526017
0,526043
*0,526195
0,531389
0,534334
*0,535290
0,536706
*0,539460
0,540100
0,541353
*0,541915
0,545433
0,549931
0,552437
0,559235
0,565937
0,572690
0,575102
0,589328
*0,595567
*0,597111
0,609361
0,617619
0,623825
К , мкм
0,504489:3=06
0,515704±06
О,515908±03
0,522340±60
0,523889±06
0,525650±60
0,526017±03
0,526043±03
0,526150± 100
О,531400±Ю0
0,534334±05
0,535290±03
0,536700±60
0,539460±03
0,540090±30
0,54135О±60
0,541916±06
0,545460±60
0,549931 ±04
0,552450±50
0,559235±05
0,565900±100
О,572700±100
0,575 lOOzfc ЮО
0,589330±03
0,595567±03
0,597112±06
0,609400±100
0,617619±03
0,623890±80
Ион
ХеЛ1
XelV,
V?
XelV
Хе III
Хе III
Хе
Хе IV
Хе II
ХеИ
Xell
XelV,
V?
XelV
ХеШ
Xe.LV
ХеШ
Xe Ш
Xe 11
ХеШ
XelV,
V?
XeJII
XelV,
V?
Xell
Xell
Xell
Xe iV
XelV
Xell
Xe И
Xe
Xe III
Переход
верхний уровень — нижний
уровень
...
...
BD°) 6рзр2—Bp°Mdl3°
...
...
CР) 6р2Р|/2_-(Зр) 6s2P1/2,
CPOs*P5/2-CPNp4D?/2
...
(8Р) 6p4D^/2 — CP) 6s4P3/2
...
BD«NplD2-BPoNs3po;
...
(ЗРNр2Ро/2_CРM^Р1/2
[(!£>) 6p2D?/2—(XD) bd?Fb/2]
CPNp2D|/2 —(зрM^р
(iD) 6p2P|/2_(i£)) 5d»D5|2
• • •
(XD) 6p2P° A£)) gs2D
CP) 7s4p3/2-.Cp) ЬрЩ/2
...
BD°) бр1^—BP°) 5^170
Литература и
примечания
21, 22Д; 23-CW;
140
22; 28-CW; 45; 60Д;
112-G; 121-G,P;
14-P F)
109
22; 24-CIF; 121-Л
109
22; 23-£; 30-CW; 45;
P; 140-P; 141-G,PF,9)
23; 24-Cl^; 60Д (9)
21; 22-V, 23-CW;
97-^,G; 47-A
121; 140-A,
22; 28-СГ;45;60Д;
79-P;112-G,P;121-G,P$
140-P; 141-G,PF)
109-E
22; 28-CW; 4Ъ-Е; 60-Х}
112-G,P; 121-G,P;
140-P; 141-PF,9)
105
109
21; 22-X; 23-CW;
63-CW,U
109-Я; 141-G,P
121; 140-X
24-CW
121; 140-^,£ A0)
16-CW; 23-E
16-CW; 23; 47-Я
16-CW; 23-£
52-S; 60-л
22; 45; 60-Ь; 121-Р;-
140-P; 141-P F)
21; 22-X,; 23-CW;
ЬЗ-CW ,U
47-A
108; 60-Я,; 139-CW
108; 139-CW
76

Гл. 3.
Лазеры на ионизированных газах
Продолжение табл. 3.1
К мкм
*0,627081
0,628641
0,634318
0,652865
0,669431
0,669950
0,670225
0,707234
0,714903
*0,782763
*0,798800
0,833271
0,840919
0,844619
0,856688
0,858251
*0,871617
0,905930
0,926539
*0,928854
0,969859
1,063385
* 1,0950
W мкм
Я,627090±10
J0,628660±60
.0,634318±ЗО
Х),652850±50
•0,66943±?
О,669950±30
Х),670200±100
0,70723±?
0,714894±60
Х),782800±300
О,79890О±30О
j0,8330O0±300
jO,840800±300
0,844300±300
0,856688±03
О,858200±300
0,871400±300
0,906300±400
0,926500±400
0,928700±400
0,969700±200
1,063400±600
1,095000±600
Ион
ХеИ
XelV,
V?
XelV,
V?
ХеИ
ХеП
XelV,
V?
ХеИ
ХеН
ХеН
ХеН
ХеИ
Хе II
Хе!
ХеП
Хе
ХеП
ХеП
Хе II
ХеП
Хе II
Хе II
Хе II
Хе
Переход
верхний уровень—нижний
уровень
(Щ 6р2/7£/2 — (ID) 6s2D3/2
• • •
CР) 6р4Р|/2 — (*Р) 5d4D1/2
(WNp2P°ml(iD)bd2Fb/2
37g/2 — CPNd4D5/2
CP) 6p4D3°/2 —CP) 6s2P3/2
?355/2 —163/2
CPNp4P^/2—CPNs4P1/2
?275°/2 — CPNd4D5/2
(линия нейтрального атома)
?27|/2 — CPNd4D3/2
...
?313/2 —105/2
CP) 6p4D3°/2 —(зр) 5d2P3/2
?275°/2 —163/2
?13°/2 — (iDMd2S1/2
CP) 6p4D°/2—(зр) 5d4P5/2
CP) 6p4D|/2 —(зр) 5d4P3/2
•••
Литература и
примечания
21; 22-Ь; 23-CIF;
109; 141
141-Р
24-CW; 62>'CW,U
S2-CW
140
63-CW,a; 136
92-CW
\07-E;92-CW;63-CW,U
123
123
123
123-Я; 4-Я,
123
123; 60Д
123
123; 92-C1F
123
123
123
123; 129-CW
123
123
0,46453
4),5610
0,5620
0,657745
П р и м еч
0,464530±50
0,561000±?
.0,562000 dz?
0,657745±12
ания:
Неидентифицированные переходы
Аг?
N или
О
N или
О
Ne?,
Не?
22
98
22
1. В работе [22] ошибочно указано, что
эта линия наблюдается при разряде в
ксеноне. На самом деле она наблюдалась при
разряде в аргоне. У непрерывного
аргонового лазера имеется линия с близкой
длиной волны. Тем не менее считают, что
указанная в таблице линия излучения
Si IV существует. По этому вопросу см.
также работу [&3].
2. Возможно, что эта линия принадлежит
Sji I [34].
3. Длины волн и идентификация переходов
для иона I II даются в соответствии с
работой Martin W. С, Corliss С. Н. The
spectrum of singly ionized atomic Iodine (I II).—
«J. Res. Nat. B Std 1960 64A
Res Nat
p. 443—479.
ic Iodine (I II).
Bur. Stand.», 1960, v. 64A,
77

4. I.
Газовые лазеры
4. Линия наблюдалась в трубке,
набранной из вольфрамовых дисков, и
определенно принадлежит аргону (более подробно об
этом см. в работе [29]). См. также
прим. 1.
5. В трубке длиной 26 см выходная
мощность генерации превышали 10 мВт (Г. Н.
Мерцер. Частное сообщение).
6. Линии 0,3331; 0,4954; 0,5008; 0,5159;
0,526017; 0,6353; 0,5395 и 0,5*956 мкм при
высоких плотностях тока весьма
интенсивны [L1.2, lfili]. На пяти из них может быть
получена генерация в непрерывном режиме
[28]. Данные корреляционной
спектроскопии и характер токовой зависимости
указывают на то, что все эти линии
принадлежат иону Хе IV.
В работах [121, 122] сообщено о
реализации высокоэффективного импульсного
режима работы, позволяющего получать
большую выходную мощность при
значительной (до 100 мкс) длительности
импульсов. На пяти линиях упомянутой
группы, лежащих в зеленой области спектра,
получена суммарная пиковая мощность
излучения 10 кВт, что соответствует
электрическому к. п. д. от 0,3 до 0,5%.
Генерация получена в газоразрядной трубке
длиной 2,75 м с внутренним диаметром
1 см, заполненной Хе под давлением
7-10~3 мм рт. ст. при силе тока в импульсе
около 1500 А.
7. В работах [22, 23] эта линия
отнесена к переходу Хе III (Ю°) 6р 3/K —
— BD°) Ъй 3D3 с длиной волны
0,4305'85 мкм. Галлардо и др. [60]
выразили сомнение в правильности такой
идентификации, поскольку измеренная длина
волны отличается от длины волны
указанного перехода на величину, превышающую
ошибку эксперимента. Мы произвели
повторную обработку спектров' по
фотооригиналам, полученным в работе [22], и
согласны с этим замечанием. Выяснилось,
что линия 0ДЗО6 мкм никогда не
появляется при тех же условиях возбуждения,
что и линии 0,4214; 0,4273 и 0,4286 мкм,
идентификация которых произведена в
работах [2:2, 23], и, напротив, появляется при
условиях, одинаковых с условиями
возбуждения линий, перечисленных в прим. 6. На
основании этого мы считаем, что
указанная линия является неидентифицирован-
ной линией иона Хе IV.
8. Согласно ['140] линия 0,455874 мкм
находится в сильной антикорреляции с
линией 0,63946 мкм. Следовательно, обе
линии имеют общий верхний уровень. Это
было подтверждено методом
корреляционной спектроскопии (неопубликованные
данные Бриджеса и Мерцера).
9. На фотооригиналах спектров,
полученных в работе [22], видна линия с Я«
л? 0,5260 мкм, длина волны которой
слегка зависит от условий возбуждения.
Широкая полоса на фотопластинке с центром
на 0,526017±06 мкм в работе [23]
интерпретирована как результат одновременной,
генерации на двух линиях Хе II, 0,525992
и 0,526043 мкм, средняя длина волны
которых близка к указанной для центра
полосы. Позднее при выполнении работы [301
фотооригинал спектра был увеличен для
того, чтобы произвести более точные
измерения. При этом выяснилось, что
широкая полоса на пластинке представляет
собой одну очень интенсивную линию
генерации, для которой выбранная экспозиция
оказалась чересчур велика При других
условиях возбуждения в эксперименте,
результаты которого были зафиксированы на
той же самой фотопластинке,
наблюдалась одна линия генерации с длиной
волны 0,526044±03 мкм. Одновременно с
линией 0,52601 в мкм возбуждается также
целый ряд неидентифицированных линий,
характерных для излучения Хе при высоких
плотностях тока. 0г5956.< 0,5395; 0,5353;
0,5159- 0,5008 и 0,4954 мкм.
Предполагается, что все эти линии принадлежат спектру
Хе IV (см. прим. 6). Ни одна из этих
линий не появляется при тех условиях
возбуждения, при которых возбуждаются
линия 0,526044 мкм и линии,
принадлежащие ионам Хе II и Хе III. Так что
правильность отнесения линии 0,526044 мкм
к спектру иона Хе II не вызывает
сомнений.
Точные измерения длин волн большого
числа линий Хе при больших плотностях
тока были выполнены независимо
Галлардо и др. [60]. Особое внимание ими было
уделено линиям с X «0,5260 мкм. Одна из
них @,526017rfc03 мкм) наблюдается
в спонтанном излучении и в генерации,
другая @,526043zt03 мкм) только в
спонтанном излучении Идентификация этих
линий, данная в работе [60], согласуется
с результатами проведенного выше
обсуждения. В этой работе опубликована
спектрограмма спонтанного излучения, на
которой обе линии видны вместе и хорошо
разрешены.
10. Хофман и Тошек [140] отнесли эту
линию к переходу Хе II (lDOs2D^/2—
— (lDNp2D§/2, хотя его длина волны
считается равной 0,559171 мкм. Точность, с
которой длина волны этой линии
определена в работе [140], не позволяет
согласиться с такой идентификацией. Тем
более что условия, в которых наблюдалась
эта линия, благоприятствуют возбуждению
более высоких состояний.
78

Гл. 3.
Лазеры на ионизированных газах
Длина волны (к). Длина волны каждой
линии (в мкм) дается по результатам
наиболее точных измерений. Приводимое
значение длины волны в большинстве
случаев относится к линии спонтанного
излучения, соответствующей указанному
в таблице переходу. Длины волн,
заключенные в квадратные скобки» взяты из
работы [23]. Знак ? означает, что
возможность получения генерации на этой линии
сомнительна.
Длина волны генерации (^Ген)- В этом
столбце приводится наиболее точное из
известных экспериментальных значений
длины волны генерации (в мкм) и
указывается погрешность, с которой она
определена.
Ион и переход. В этих столбцах
указываются ион, которому принадлежит линия,
а также верхний и нижний уровни
соответствующего ей перехода. Как обычно,
II означает однократно ионизированный
атом, III — двукратно ионизированный
и т. д. Обозначения уровней соответствуют
принятым в монографии Ch. E. Мооге
Atomic Energy Levels, v. I, II, HI. NBS
Circular 467, U. S. Government Printing
Office, 1949, 1952, 1958. В круглых
скобках приводится конфигурация атомного
остова. Идентификация линий
производилась на основе измеренной длины волны
с учетом теоретической допустимости
соответствующего перехода. С достаточной
степенью надежности таким путем можно
идентифицировать только хорошо
разрешенные спектральные линии. Заключение
перехода в квадратные скобки означает, что
идентификация приблизительна и
предложена авторами данного обзора, а знак ?
означает, что идентификация недостоверна.
Литература. Во всех случаях
перечисление литературных источников
начинается с работы, в которой было впервые
сообщено о получении генерации на данной
линии, даже если длина волны генерации
в ней была измерена не совсем точно.
Кроме нее даются ссылки и на некоторые
другие работы.
3.2. СХЕМЫ УРОВНЕЙ ЭНЕРГИИ
На рис. 3.2—3.10 приведены схемы
уровней энергии основных ионов,
используемых в газовых лазерах. Эти схемы
отличаются от схем Гротриана размещением
уровней, кроме того, на них показаны
не все наблюдаемые спектральные линии,
а лишь те, на-которых получена генерация.
Рисунки 3.2 и 3.3, относящиеся к ионам
Cd И и Hg II, сравнительно просты, они
были скопированы из работ, указанных
ъ подписях. Рисунки 3.4—3.10,
относящиеся к ионам инертных газов,
значительно более сложны и требуют некоторых
пояснений.
Каждому известному атомному
состоянию на схеме соответствует горизонтальная
линия. Состояния с одинаковым
орбитальным моментом / возбужденного электрон
(I = 0, 1, 2 для состояний s, p и d
соответственно) сгруппированы в колонки.
Обозначения конфигураций даются в
приближении рессель-саундерсовской связи, т. е.
в соответствии с упомянутой выше
монографией Ch. E. Мооге Atomic Energy
Levels (AEL). Конфигурации атомных
остовов обведены рамкой. Верхние
орбитальные состояния на схемах не показаны,
поскольку с ними связаны лишь очень
немногие линии генерации. Некоторые
линии генерации связаны с уровнями,
принадлежность которых к s-, р- или d-состоя-
ниям пока не установлена. Эти уровни
на схемах также отсутствуют. Полный
угловой момент для каждого состояния
обычно указывается справа от
соответствующей горизонтальной линии.
Размещение уровней по колонкам
автоматически разделяет четные и нечетные
состояния. Последние обозначены значком
°. Заметим, что все лазерные переходы
удовлетворяют только следующим
правилам отбора: изменяется четность состояния,
величина орбитального момента изменяется
на единицу (А/ = ±1). Поскольку
приближение L—S-связи является весьма
грубым для многих из рассматриваемых
атомов, при лазерном переходе обычно
происходит изменение полного спинового
момента и конфигурации атомного остова.
Низколежащие состояния, в которых
отсутствует единственный возбужденный
электрон, помещены просто в колонках
с соответствующей четностью.
Вертикальные линии с точками
соединяют состояния, имеющие одинаковые
обозначения и различающиеся величиной
полного углового момента.
На всех рисунках на вертикальных
шкалах отложена энергия, отсчитываемая
от основного состояния данного иона.
Левая шкала проградуирована в тысячах
см-1, правая — электрон-вольтах (8068
см ~1= 1 эВ). Положения уровней энергии
за редким исключением даны в соответствии
с AEL. В верхней части каждой схемы
приведены значения ионизационного
потенциала (И. П) в см-1 и эВ.
Наклонными линиями на схемах
показаны известные лазерные переходы. Длины
волн переходов (в воздухе) даны в
микрометрах с точностью до четвертого знака.
Переход, обозначенный штриховой линией,
является одним из нескольких, которые
могут быть сопоставлены данной линии
генерации. У ионов Аг II и Кг II число
лазерных переходов, оканчивающихся на
состояниях s?P, очень велико и обозначение
каждого из них отдельной линией
нецелесообразно. Для этих переходов указаны
лишь длины волн, которые сгруппированы
в два столбика и помещены возле
соответствующих начальных уровней.
Литературные источники.
Спектроскопическая литература изобилует гротрианов-
скими схемами уровней энергии,
похожими на схемы, приводимые в этой главе*.
73

4. I.
Газовые лазеры
Причем чаще всего на этик схемах
указывают не только лазерные линии, но и все
или некоторые излучательные переходы.
Ссылки на работы такого рода можно найти
в АЕЬ. Несколько гротриановских схем
darstellung der Spektren von Atomen und
Ionen mit ein, zwei und drei Valenzelekt-
ronen. B.II, J. Springer, Berlin, 1928.
Хотя.принятые в этой книге
обозначения уже устарели, она ценна полнотой со-
5szS
Рис. 3.2. Схема уровней анергии и лазерных переходов в Cdll
Длины волн спектральных линий давы в микрометрах (мкм). В скобках указаны длины волн линий
спонтанного излучения, генерация на которых еще не получена. Энергия уровней Не отсчитывается от
основного состояния Cdl, которое лежит на 8.991 эВ G2538,8 см-*) ниже основного состояния Cdll,
принятого на рисунке за состояние с нулевой энергией. Инфракрасные линии 0,8390 в 1,1869 мкм на
рисунке не указаны, поскольку их идентификация еще не определена. (Схема взята из
неопубликованной заметки Я. Сугавары и др.)
приведено в работе Ch. E. Moore, P. W.
Merrill. Partial grotrian diagrams of astrophysi-
cal interest, NSRDS-NBS 23, NBS,
Washington, D. C, June, 1968. В ней имеются
схемы уровней ионов Са II, 6 III, Si II,
N II, О II, О III и S II.
Основной работой, которая может быть
использована для справок, является
классический труд W. Grotrian. Graphische
держащегося материала. В ней приведены
схемы уровней следующих ионов,
используемых в разовых лазерах» Ga II, Sr IL
Zn II, Gd II, Hg II, В II, In II, С III, Si II,
Si III. Si IV, Ge II, Sn II, Pb II, N III,
P III, P IV, S IV и S V.
Наконец, менее полные, но все же
полезные схемы уровней энергии можно
найти также в следующих работах: Zn II

Гл.3.
Лазеры на ионизированных газахг
[82], Cd II [77J, Hg II [2, 13, 66, 128, 136],
Вг II [86], I II [55, 133] (данные по
сверхтонкой структуре — в [59, 135]), Аг II
[20, 25, 41], Кг II [96], Хе II [72, 97],
Хе III [72].
на УФ линиях Ne II, Аг III и Кг III, а
также применяющиеся в некоторых особыж
случаях лазеры на красной линии Hg П. Из
остальных ионных лазеров лишь очень
немногие миновали стадию лабораторных де-
50
20
(ИМ. 1512В0)
(ИЛ18,751)
5d10(rS)
16s
fff
14
12
A
Рис. 3.3.
Схема уровней энергии и лазерных переходов в Hgll [13].
мкм. Указаны только известные лазерные переходы. Штриховыми линиями»
Длины волн даны в ....... .
обозначены состояния с возбужденными ^-электронами. Расщепления многих дублетов в масштабе
рисунка не видны. Значения полного момента /указаны только для тех состояний, которые связаны»
с лазерными переходами.
3.3. ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕКОТОРЫХ
ИОННЫХ ЛАЗЕРОВ
Из всей совокупности ионов
различных химических элементов в лазерах,
которые могут представлять практический
интерес, используются лишь очень немногие.
Наибольшее распространение получили
лазеры на линиях Аг II, лежащих в зелено-
голубой области видимого спектра. За
ними следуют лазеры на красной и желтой
линиях Кг II, на голубой и УФ линиях Cd II,
монстраций. В результате недавних
исследований [28, 79, 112, 121] список
работающих лазеров пополнился лазерами на
зелено-голубых и УФ линиях Хе IV (?),
которые, правда, пока еще идентифицированы^
Таким образом, выбор годных к
практическому применению ионных лазеров
ограничен. Ниже будут описаны основные типы*
этих лазеров, обсуждены механизмы
возбуждения, пересчетные соотношения и
выходные параметры. Вопросы техники
будут затронуты лишь в очень небольшой?
81

Ч. 1.
Газовые
280
Рис. З.4. Схема уровней энергии лазерных переходов в Nell.
82

Гл.3.
Лазеры на ионизированных газах
130
m Jb*p \/£.
160
150
,1/г
Рис. 3.5. Схема уровней энергии и лазерных дере ходов в Dr IL

. т.
Газовые лазеры
7/2
1/2
т*
18
Рис. 3.6. Схема уровней энергии и лазерных переходов в Кг П.

Гл. 3.
Лазеры на ионизированных газах
160
Рис. З.7. Схема уровней энергии и лазерных переходов в Хе II.
85

4. I.
Газовые лазеры
250
250
470
(ИЛЩ90)
29
28
2?
Ъ1
Z1
Рис. 3.8. Схедма уровней энергии и лазерных переходов в Аг 111.
86

Гл.3.
Лазеры на ионизированных газах
210 -
200
190
(И.П. 298020)
СИМ. 55,9)
5рпгР
Рис. 3.9. Схема уровней энергии и лазерных переходов в Кг III.
87

4. I.
Газовые лазеоы
(И.Г7.259089)
S°
25
21
2f
20
3o°
6s *S
=5sZJ/?3(*S°J
f-5sZ5p4ZJJ°)
/f=5sz5p4ZP°)
5db°
-3
• 3
•2
,1
*3
EsMp51P°
f
19
18
17
1$
15
Рис. 3.10. Схема уровней энергии и лазерных переходов в Хе III.

Гл. 3.
Лазеры на ионизированных газах
степени, поскольку в процессе
совершенствования любого устройства эта сторона
изменяется быстрее всего и отразить ее
современное состояние бывает довольно
трудно.
Целесообразно рассматривать лазеры
не в том порядке, в каком перечислялись
линии их излучения в таблицах, а разделив
их на группы по сходству характеристик.
В соответствии с этим ниже будут
рассмотрены вместе лазеры на ионах Cd II и Zn II,
на ионах Аг II и Кг II и на ионах Аг III,
Кг III, Xe III, Ne II (ультрафиолетовые
лазеры).
Лазеры на ионах кадмия и цинка
Впервые генерация в парах кадмия и
цинка была получена Фоулесом и Силфас-
том [56]. Этот факт не вызвал особого
интереса, поскольку к тому времени (т. е.
к 1965 году) генерация в импульсных
разрядах была получена на ионах многих
элементов. После того, как Фоулес и Гопкинс
[58] и Силфаст [116] получили непрерывную
генерацию с низким порогом возбуждения
на линии Cd II 0,4416 мкм, этот лазер
приобрел практическое значение. Интерес
к иону Cd II возрос еще больше после
получения Голдсборо [64] непрерывной
генерации в УФ диапазоне на волне 0,3250 мкм.
Механизмы возбуждения. Рабочие
характеристики непрерывных лазеров на
ионах Cd II и Zn II сильно отличаются от
характеристик большинства лазеров на ионах
инертных газов, речь о которых пойдет
ниже. Неудивительно, что механизмы
работы лазеров двух этих типов также
различны. Лазеры на Cd II и Zn II по своим
характеристикам приближаются к лазеру
на смеси нейтральных атомов Не и Ne.
Для этих лазеров названия
«гелий-кадмиевый» и «гелий-цинковый» были бы
вполне уместны, поскольку для получения
генерации с низким порогом, по-видимому,
необходима добавка гелия.
Роль Не в возбуждении Cd II и Zn II
до конца еще не выяснена. Силфаст [117]
предположил, что возбуждение происходит
по механизму Пеннига, согласно которому
возбужденный ион Cd или Zn появляется
в результате взаимодействия с атомом Не,
находящимся в метастабильном состоянии:
обмена зарядами
с ионами Не
Не+ + Zn -
при столкновениях
Не 4- (Zn+)* C.2)
Не* + Cd -* Не + (Cd+)* + e~. (ЗЛ)
Основным доводом, говорящим в
пользу этого механизма, является критичность
зависимости процесса возбуждения от
давления, характерная для реакции Пеннига.
С другой стороны, Йенсен и Беннет [81]
пришли к выводу, что высоколежащие
уровни Zn II заселяются в результате
и аналогичный процесс, вероятно, имеет
место в Cd (см. положение уровней Не+,
Не* и Cd на соответствующих схемах).
Те же авторы обнаружили, что заселение
уровней Cd 4s2 2D происходит по другому
механизму, который, однако, не может быть
механизмом Пеннига. По их
предположению им может быть либо рекомбинация
молекулярных ионов
Не2+ 4- Zn -» 2Не + (Zn+)*, C.3)
либо электронное возбуждение с удалением
одного из электронов внутренней оболочки*)
Zn
Zn+ Cd94s2)
C.4)
Последний механизм в некоторой степени
аналогичен одноступенчатому
электронному возбуждению, предложенному Бенне-
том и др. для лазера на Аг II [11]. Таким
образом, хотя механизм возбуждения
ионов Cd II и Zn II точно не установлен,
ясно одно, что Не играет в нем
существенную роль.
Предполагается, что низкие лазерные
уровни Cd II и Zn II опустошаются излу-
чательными переходами. Опустошение
более высоких уровней, по мнению Сугавары
и др. [127], происходит благодаря
каскадным излучательным переходам.
Условия возбуждения и законы
подобия. По непрерывной генерации в смеси
Не—Cd опубликовано гораздо меньше
работ, чем по генерации на ионах инертных
газов. Однако тот факт, что получить на
этом лазере высокие выходные мощности
технически сравнительно просто, позволил
Голдсборо [65] провести довольно полное
исследование рабочих параметров
генерации на линиях 0,4416 и 0,3250 мкм.
Некоторые его результаты были подтверждены
Ходжесом [77J. Используя катафоретиче-
ский эффект для стабилизации давления
паров Cd в разряде, Голдсборо нашел
следующие оптимальные условия
генерации на волне 0,4416 мкм для трубки
диаметром 2,4 мм:давление гелия 3,4 мм рт. ст.;
ток разряда 110 мА; давление паров
кадмия « 2 . 10~-3 мм рт. ст.
Давление паров кадмия 2 • Ю-3 мм
рт. ст. соответствует температуре ^ 235° С.
Величина этого давления очень критична:
уже при р == 1 и 3 мм рт. ст. выходная
мощность лазера резко падает. Для
разряда длиной 143 см выходная мощность
составляла 200 мВт, а удельная мощность
31 мВт/см3. В более ранних экспериментах
*) Исследуя затухание послесвечения импульсного разряда в смеси Не + Zn, Рай-
зберг и Шерер [149] пришли к выводу, что возбуждение линий Zn II 0,5894 и 0,7479 мкм
происходит по механизму Пеннига (столкновения с атомами Не, находящимися в
метастабильном состоянии 2 3Sx), возбуждение линии Zn II 0,6102 мкм было объяснено
переносом заряда при столкновении с Не+. (Прим. перев.)
89

"Ч. !.
Газовые лазеры
я а трубке диаметром 3 мм была получена
мощность »10 мВт/см3. Использовав
экспериментальные значения плотности насе-
ленностей, полученные для трубки
диаметром 3 мм, и время жизыи, взятое из
литературы, Ходжес [77] теоретически
оценил максимально возможную выходную
мощность величиной 12 мВт/см3. Хорошее
совпадение этих двух величин
подтверждает предположение о быстром девозбуж-
дении нижнего лазерного уровня.
По сообщению Голдсборо, эксперименты
с различными трубками показали, что
оптимальное давление, продольный градиент
напряжения и усиление изменяются
обратно пропорционально, а оптимальное
значение тока — прямо пропорционально
диаметру трубки. При оптимальных
значениях тока и градиента напряжения
потребляемая мощность составляет 3 Вт/см3.
Законы подобия имеют ту же форму, что
и для гелий-неонового лазера. Это со
всей очевидностью говорит о том, что
вопреки предположению Иенсена и Бенне-
та [81] в возбуждении верхнего лазерного
уровня участвуют атомы гелия,
находящиеся в метастабильном состоянии.
Судя по отношению вероятностей
переходов и измеренным значениям населен-
ностей, можно было бы ожидать, что
выходная мощность на волне 0,3250 мкм
составит около 16% мощности, излучаемой
на волне 0,4416 мкм. По данным Голдсборо
она составляет 10%, что с учетом
возрастания оптических потерь в УФ диапазоне
находится в хорошем соответствии с
ожидаемой величиной мощности генерации.
Лазеры на ионах инертных газов
Число работ по механизмам возбуждения
и параметрам лазеров на ионах инертных
газов, особенно на Аг II, превышает число
работ по лазерам любого другого типа.
Мы сможем здесь дать лишь краткий
обзор основных характеристик этих
лазеров, совершенно не касаясь техники,
используемой в практических устройствах.
Эти вопросы обсуждаются в работах [25,
29, 31, 67, 71, 93, 95, 138, 142, 143]. Много
ссылок на работы, содержащие
техническую информацию, можно найти в [142].
Механизмы возбуждения. Исторически
первый механизм возбуждения ионного
лазера (рис. 3.11, а) был предложен
Гордоном и др. [93, 104]. В соответствии с этим
механизмом верхний лазерный уровень
возбуждается электронным ударом из
основного состояния иона (процесс 2).
Предполагается, что ион образован в результате
столкновения электрона с нейтральным
атомом, находящимся в основном
состоянии (процесс -1); каскадными переходами
с вышележащих уровней и разрушением
состояния при электронном ударе
пренебрегают. Считают, что нижний уровень
быстро опустошается излучательными
переходами (для 45-состояний Аг II эти
90
переходы лежат в вакуумной
ультрафиолетовой области, A, ss: 74 нм) и
опустошение его происходит быстрее, чем заселение
электронным ударом (штриховая стрелка
на рисунке).
Если принять, что плазма в целом
остается электрически нейтральной и
температура электронного газа не зависит от
силы тока, то населенность Л/2 верхнего
лазерного уровня можно считать
пропорциональной следующим величинам:
nl
г
C.5)
где пе, щ и / — соответственно
плотности электронов, ионов и разрядного тока.
Квадратичная зависимость N2 от силы
тока подтверждена экспериментами со
спонтанным излучением для широкого
диапазона значений силы тока, давления
газа и размеров трубки, характерных для
непрерывных лазеров (см., например,
[25, 29, 143]).
Другой механизм возбуждения,
предполагающий заселение верхнего уровня
одним электронным ударом (рис. 3.11, б),
был предложен Беннетом и др. [11]. Этот
механизм, по-видимому, работает в
разрядах при низком давлении газа,
возбуждаемых короткими импульсами. Получение
электронов с температурой, достаточно
высокой для одноступенчатого процесса
возбуждения, требует больших значений
отношения Е/р. Такой режим р-аботы лазера
характеризуется некоторым различием
в распределении выходной мощности по
спектру генерации. Так, у Аг II самой
интенсивной линией становится линия
0,4765 мкм, в то время как при работе
в непрерывном режиме доминирующими
всегда являются линии 0,4880 и 0,5145 мкм
(схему лазерных переходов между 4р- и
^-состояниями Аг .II см. на % рис. 3.5).
Кроме того, одноступенчатое возбуждение
при постоянной температуре электронов
газа должно приводить к спонтанному
излучению с верхнего лазерного уровня,
интенсивность которого линейно зависит
от силы разрядного тока.
Одним из аргументов, выдвинутым
авторами работы [11] в пользу
одноступенчатого процесса возбуждения, является то,
что переход из состояния Зр6 нейтрального
атома в возбужденное состояние иона
Зр4 CР) 4р разрешен правилами отбора
(несмотря на то, что это р—р-переход,
четность состояний изменяется, так как при
ионизации атом теряет один электрон).
В излучении наибольший выход ожидается
для переходов с уровней Зр4 CРJ42рР°;
в этом случае самой интенсивной должна
быть линия 0,4765 мкм, которая
соответствует переходу 4p2Pg/2 -* 4^i/2» име-°-
щему наибольшую вероятность. Согласно
Беннету и другим эта линия
действительно была наиболее интенсивной в разряде
с Е/р » 1000 В/(см • мм рт. ст.),
возбуждавшемся импульсами длительностью

Гл.3.
Лазеры на ионизированных газах
«20 нс. Более поздние эксперименты Ко-
баяши и др. [89] и Демтредера [49]
подтвердили существование двух режимов
разряда: 1) разряд при низком давлении,
возбуждаемый короткими импульсами, и
2) разряд при высоком давлении,
возбуждаемый длинными импульсами или
непрерывный.
Линия 0,4765 мкм была также
единственной линией, которую наблюдал
Кулагин и др. [91] при очень большом токе
A5 кА) в самосжимающемся разряде при
Е/р > 1000 В/(см » мм рт. ст.),
возбуждаемом импульсами длительностью » 200 не.
Аргументом, говорящим против
двухступенчатого процесса возбуждения (см.
рис. 3.11, а), является то, что он связан
с переходом Зр5 -> Зр4 (?P)ip, при котором
нарушаются дипольные правила отбора.
Действительно, переход на нижний
лазерный уровень, Зр5 -► Зр4 CР) 4s,
кажется, должен быть более вероятен.
Однако дипольные правила отбора
появляются в борновском приближении, которое
выполняется лишь для электронов с
энергией, намного превышающей минимальное
значение, необходимое для возбуждения.
Поскольку температура электронного газа
мала по сравнению с этим пороговым
значением энергии (что выполняется, в
частности, при генерации в непрерывном
режиме), то большинство актов возбуждения
происходит вблизи, этого порога. Как
отмечали Месси и Бархоп [100], в этой области
энергий борновское приближение не
выполняется и переходы с сохранением
четности такие, как Зр6 —> Зр4 (?Р) 4р, могут
иметь большее эффективное сечение, чем
«оптически разрешенные» переходы.
Иное объяснение процесса
возбуждения предложили Лабуда и др. [94],
считающие, что он происходит через
промежуточное состояние, которым является не
основное, а метастабильное состояние иона.
Описанный механизм схематически
изображен на рис. 3.11,6. Измерения,
проведенные по спектрам поглощения, показали,
что метастабильные состояния имеют
высокую населенность [94]. Эти состояния
заселяются либо электронным ударом из
основного состояния иона (процесс 1
на рис. 3.11, в), либо, что более вероятно,
в результате каскадных переходов с
вышележащих уровней (процесс 2),
населенность которых пропорциональна /2 (по
данным, полученным для спонтанного
излучения). Можно предположить, однако,
что населенность NM будет изменяться
пропорционально /, а не /2, поскольку
распад состояния М происходит главным
образом при столкновениях с
электронами (доказательства этого приведены в [25,
94]). Эти вторые столкновения и приводят
к заселению верхнего лазерного уровня
(процесс 3), переход на который в большей
степени разрешен правилами отбора
(требующими, самое большее, изменения
атомного остова или величины спина, но не
четности состояния), так что зависимость
N2 ~ /2 сохраняется.
Описанная картина возбуждения
оставалась неизменной до экспериментов Руд-
ко и Танга [113], которые показали, что
значительная доля населенности N2
обязана излучательным каскадным
переходам с вышележащих состояний (см.
рис. 3.11, г). Просуммировав
интенсивности всех линий спонтанного излучения,
оканчивающихся на данном верхнем
уровне (например, на уровне 4p2Ds/2,
Рис. 3.11. Возможные механизмы возбуждения
верхнего уровня для линий генерации Аг II,
лежащих в желто-зеленой области спектра [25].
на котором начинается лазерный переход
с X = 0,4880 мкм), и сравнив полученную
величину с суммой интенсивностей линий,
начинающихся на этом уровне, можно
определить часть населенности, создаваемую
каскадными переходами с верхних
уровней.
По данным Рудко и Танга, в
газоразрядной трубке диаметром 1 мм,
работающей без наложения магнитного поля, эта
часть населенности составляет около 50%.
Аналогичные измерения, выполненные
Бриджесом и Халстедом [25], показали,
что в трубке диаметром 3 мм, работающей
без наложения магнитного поля, доля
населенности того же лазерного уровня,
обусловленная каскадными переходами,
составляет 23%, а уровня 4p4D5/2,
являющегося верхним для линии 0,5145 мкм, она
равна 22%. Поскольку населенность Nq
того уровня, с которого начинаются
каскадные переходы, пропорциональна Д
такая же зависимость от / получается
и для W2. Таким образом, по виду
зависимости N2 (/) невозможно определить, какая
доля населенности обязана каскадным
переходам, а какая двойным электронным
ударам.
Квадратичная зависимость от силы
тока может быть нарушена при пленении
излучения, лежащего в области вакуум-
91

4. I.
Газовые лазеры
ного ультрафиолета, приводящем к девоз-
буждению нижнего лазерного уровня А^.
Обычно полагают, что'этот эффект невелик
в режиме непрерывной генерации
(обсуждение этого вопроса см., например, в [25,
88]), но определенно возрастает при
импульсном режиме работы ионного лазера. На
рис. 3.12, а показаны зависимости интен-
сивностей зелено-голубых линий
излучения Аг II от времени, полученные для
небольшого импульсного лазера,
возбуждавшегося импульсами тока приблизительно
стей (N2 — #j), как было показано
Гордоном [69], на некоторое время снижается
до нуля или даже становится
отрицательной, а затем восстанавливается.
Предполагают, что восстановление этой
разности происходит вследствие уменьшения
пленения излучения, вызванного доплеров-
ским уширением линии в вакуумной
ультрафиолетовой области с ростом
температуры газа. В результате выходной импульс
как бы разделяется на два, приобретая
характерную форму, которая видна на че-
/
/
/ч.
/
/
/
г
X
501,7
0,1
Щ5 0,1
488,0 0,2
476,5 0,05
457,9
U, 05
О 20 № 60 t,MKC
s
А
Л.
л.
л
\
J
7
/
р
"Л
-
*^
V
ч
V
\
V
V
75
100
125
150
175
200
а)
25
33,5
41,7
30
58,3
66,7
О 20 40 60 t,MKC
в)
Рис. 3.12. Формы импульсов генерации аргонового лазера:
а — для различных линий Аг II в зелено-голубой области спектра при /ср=100 мА; fn=60 имп /с
/пик=33 А (длины волн переходов и значение относительной чувствительности осциллографа
приведены справа); б — для линии с /,=0,4880 мкм при чувствительности осциллографа 5=0,2 В/см и
различных /ср и /пик.
На всех осциллографах импульс тока начинается при /=0 и кончается при £=60 мкс; время
нарастания импульса «8 мкс, время спада 10 мкс.
прямоугольной формы длительностью
50 мкс. Различия -в форме кривых,
приведенных на этом рисунке, отражают
различия в изменении со временем разности на-
селенностей [N2 (t) — Nt (t)] для
отдельных линий. Сравнение этих кривых с
аналогичными кривыми для спонтанного
излучения [его интенсивность пропорциональна
N2 (t)] показывает, что основные
особенности их формы обусловлены видом
функции Nt (/), поведение которой определяется
сложной конкуренцией процессов
возбуждения и захвата излучения, имеющей место
для нижних лазерных уровней. Влияние
последнего из этих процессов на
интенсивность одной из линий (X = 0,4880 мкм)
в зависимости от силы разрядного тока
показано на рис. 3.12, б.
По мере того как сила тока возрастает,
за фронтом импульса возбуждения
появляется интервал длительностью в
несколько микросекунд, в течение которого
инверсия уменьшается. Разность населенно-
92
тырех нижних осциллограммах рис. 3.12, б»
Если сила тока в импульсе возрастает
достаточно медленно, «первый» импульс часто-
исчезает совсем, поскольку нижний
уровень при захвате излучения заселяется
быстрее, чем верхний. Это приводит к
задержке лазерного импульса на несколько
микросекунд. Длительность задержки
зависит от газа (для Кг и Хе она больше, чем
для Аг), от его давления (с ростом давления
увеличивается) и магнитного поля (при
наличии поля возрастает). Характер всех
этих зависимостей указывает на то, что
именно нагревание газа (т. е. увеличение
скорости движения ионов) приводит
к уменьшению пленения излучения и
восстановлению инверсии населенностей.
Законы подобия. При некоторых
упрощающих предположениях (см. [25]) можно
получить следующее простое соотношение
для непрерывного ионного лазера:
р/у
C.6)

Гл. 3.
Лазеры на ионизированных газах
Здесь P/V — суммарная объемная
плотность выходной мощности (Вт/см3) много-
модовой генерации непрерывного лазера
на Аг II, излучающего на линиях зелено-
голубой области спектра; / — плотность
разрядного тока (А/см2). Упрощенное
теоретическое рассмотрение, проведенное в
[25], предсказывает лишь характер
зависимости C.6). Численный коэффициент в этой
формуле был определен многочисленными
экспериментами, проводившимися на
лазерах с выходной мощностью 1 —10 Вт.
Рис. 3.13. Зависимость суммарной удельной
выходной мощности многомодовой генерации
лазера на Аг II (линии, лежащие в зелено-голубой
области спектра) от плотности разрядного тока
при различных диаметрах трубки [25]:
1) 1,8; 2) 3 (две кривые); 3) 4 (две кривые); 4) 5
и 5) 8 мм.
Результаты некоторых ранних
экспериментов, выполненных на трубках
диаметром 1,8—8 мм [25], представлены на
рис. 3.13. Штриховой линией показан
ход зависимости Р (/), определяемый
формулой C.6). Имеются более поздние данные,
которые подтверждают выполнение
зависимости C.6) в области более высоких
значений PlV. Аналогичные кривые,
построенные по данным работы [93], показаны
на рис. 3.14. Квадратичная зависимость
Р от / на самом деле существует в более
широких пределах размера трубки и
величины разрядного тока, чем следует
из рис. 3.13 и 3.14, однако чтобы показать-
это, необходимо в каждой точке
произвести измерения при оптимальном давлении
газа (либо, что одно и то же, сопоставить
экспериментальные данные с семейством'
кривых C.6), соответствующих
различным давлениям газа).
Таким образом, несмотря на
сравнительно грубые предположения,
использованные при получении соотношения C.6),
оно вполне может применяться для практи-
Рис. 3.14. Зависимость суммарной удельной
выходной мощности многомодовой генерации лазера
на Аг II (линии, лежащие в зелено-голубой
области спектра) от плотности разрядного тока при
различных диаметрах трубки [93]:
1) 1,2; 2) 2,5; 3) 4,1 мм.
ческих расчетов при значениях P/V> по*
крайней мере не превышающих 10 Вт/сма.
Соотношение C.6) может оказаться
справедливым и для лазеров на других
однократно ионизированных атомах, таких,
как Ne II, Кг II и т. д., однако с другим,
коэффициентом пропорциональности. Для
этого необходимо лишь выполнение
условия быстрого возбуждения нижнего уровня-
энергии, чего, по некоторым сведениям (см.
ниже), у этих ионов не происходит.
93

4. I.
Газовые лазеры
Рабочие характеристики. Хорошо
известно, что экспериментальные кривые
Р (/) (или Р (/)), полученные при
фиксированном давлении газа, отклоняются от
простой квадратичной зависимости,
даваемой выражением C.6). При малых
значениях / энергия возбуждения близка
к пороговой и выходная мощность зависит
от / значительно сильнее, чем /2, поскольку
активное вещество ведет себя как вещество
с неоднородным уширением. (Неоднородное
уширение ведет к квадратичной
зависимости Р от /.) При самых больших
достижимых значениях / плотность
нейтральных атомов в активной зоне разряда
падает вследствие того, что атомы
переводятся в более высокие ионизированные
состоя1,0
ОЛ
р =0,56 ммрт. спт.
о —экспериментальная точнее,
соответстдующая
стабильному разряду
10
20
Рис. 3.15. Зависимость выходной мощности от
величины разрядного тока при различных
начальных давлениях газа.
Пересечение различных кривых объясняется
уменьшением плотности газа в активной зоне при
больших плотностях разрядного тока [25].
ния и перемещаются из узкой активной
зоны в области электродов, где
температура ниже. Значение каждого из этих
процессов в отдельности неизвестно, но
оба они приводят к субквадратичной за-
висимости Р (/) при больших /. Однако
если увеличить давление газа в трубке,
зависимость Р (/) останется крутой и при
более высоких значениях /. Кривые,
соответствующие различным давлениям газа
(рис. 3.15), пересекаются друг с другом.
Р,дт
0,2
501,А
Рис. 3.16. Зависимость выходной мощности
излучения от величины разрядного тока для наиболее
интенсивных линий генерации Аг 11.
Для набора таких кривых можно
построить огибающую, которая будет следовать
квадратичной зависимости Р от / в гораздо
более широком интервале значений /,
чем отдельные кривые (см. [143]).
На рис. 3.16 показано характерное для
аргонового лазера распределение выходной
мощности по линиям излучения в зелено-
голубой области спектра. Эти данные
получены на той же разрядной трубке, что и
данные рис. 3.15, при давлении
наполняющего газа 480 мм рт. ст. (подробное
описание ее см. в работе [31]). Все кривые
на рис. 3.16 получены с использованием
лазерных зеркал, коэффициенты
отражения которых почти не изменяются в
интервале длин волн 0,40—0,52 мкм. Изменяя
коэффициент отражения зеркала, можно
увеличивать интенсивности различных
линий спектра генерации. Например, при
использовании зеркала с высоким
пропусканием увеличится выходная мощность
излучения на линии с X — 0,4880 мкм,
которая обладает наибольшим усилением.
Использование зеркала, коэффициент
отражения которого несколько увеличен
в зеленой области спектра, приведет к
увеличению выходной мощности излучения на
линии с X = 0,5145 мкм.

Гл.3.
Лазеры на ионизированных газах
Для разделения линий с различной
длиной волны можно использовать внут-
рирезонаторный дисперсионный элемент —
призму. Однако выходная мощность,
излучаемая на выделенной линии при таком
способе разделения, не обязательно будет
больше мощности, получаемой с
использованием внешней призмы, поскольку
эффекты конкуренции различных линий Аг II
малы или отсутствуют совсем. Даже
самые интенсивные линии с X = 0,4880 и
0,5145 мкм, например, не конкурируют
друг с другом, хотя и кончаются на одном
уровне энергии. Совсем другая ситуация
имеет место для двух интенсивных линий
Кг II красной с X = 0,6471 мкм и желтой
с X = 0,5282 мкм, которые тоже оканчи-
Рис. 3.17. Зависимость оптимального давления
газа* соответствующего максимальной выходной
мощности лазера, от силы разрядного тока при
различных диаметрах и длинах трубки [25):
1) 0=3 мм, /--46 см; 2) D«-4 mm, L-46 см;
3) £>=5 мм, L-46 см; 4) D-8 мм, L=50 см.
ваются на одном уровне энергии
(аналогичном упомянутому уровню Аг И).
Обычно в ионном лазере на Кг II,' работающем
в непрерывном режиме, эти линии сильно
конкурируют друг с другом. Очевиднй-
нижний лазерный уровень для этих линий
опустошается излучательными
переходами не столь быстро, как соответствующий
уровень Аг П. Квадратичная зависимость
Р (/) для указанных линий Кг II не
должна наблюдаться (и не наблюдается в
действительности), пока давление газа не
будет существенно понижено и не уменьшится
эффект захвата излучения.
На рис. 3.17 приведены типичные
зависимости оптимального давления аргона
от силы разрядного тока для трубок
различных диаметров. Во всех случаях
оптимальное давление (измеряемое перед
включением разряда) увеличивается с ростом
силы тока и с уменьшением диаметра
трубки. Эти зависимости не универсальны
в том отношении, что для трубок другой
длины, другой конструкции (с гладкими
стенками, дисковых, сегментных и т. д.)>
или с другими обводными трубками**
численные значения оптимальных давлений*
будут другими, ©днако характер
зависимостей останется тот же, что и на рис, 3.17.
Это относится и к режиму импульсной»
6,*10ЧТ
г т \k Уменьшение
А И JI давления
Рис. 3.18. Зависимость оптимального значения
магнитной индукции от внутреннего диаметра
газоразрядной трубки.
генерации: характер зависимостей
сохранится, но значения оптимальных давлений
будут приблизительно на порядок меньше.
Для более тяжелых газов (Кг, Хе)
оптимальные давления как в импульсном, так и
в непрерывном режиме меньше, чем для
Аг II. Для неона они имеют обычно те же
самые значения.
На рис 3.18 приведена зависимость
оптимальной величины магнитной
индукции поля от диаметра трубки. Данные взять*
из различных источников. Как видно,
оптимальное значение В уменьшается с
увеличением диаметра трубки. Кривая,
приведенная на рис. 3.18, тоже не
универсальна, поскольку существует некоторая связь
между величиной магнитной индукции
поля и давлением газа (подробнее об этом
см. в работе [70]) Для более тяжелых
инертных газов (Кг, Хе) оптимальные
значения магнитной индукции обычно
бывают меньше соответствующих
значений для Аг и становятся более
критичными; для Кг я Хе оптимальные значения
индукции для различных переходой
заметно различаются, так что с помощью
магнитного поля можно перестраивать длину
волны генерации лазера. (У аргона
оптимальные значения магнитной индукции*
одинаковы для всех линий генерации.)
Зависимость выходных мощностей от
тока разряда для однотипных лазеров-
на аргоне и криптоне приведены на
рис. 3.19. Для аргона это зависимости-
суммарной мощности многомодовой гене-
*} О методах заполнения трубок газом и конструкциях обводных трубок см. [25,
37, 38, 143].
95

Газовые лазеры
фации на линиях, лежащих в
зелено-голубой области спектра при нормальном (см.
рис. 3.16) распределении мощности между
«ими; две кривые для криптона относятся
* суммарной мощности генерации на
линиях с к = 0,6471 и 0,6764 мкм, лежащих
® красной области спектра. При макси-
15 20 дО W1,А
3>ис. 3.19. Сравнение выходной мощности лазеров
на Аг II (линии в зелено-голубой области
спектра) и Кг II (линии 0,6471 и 0,6764 мкм).
Все кривые получены на газоразрядных трубках
.длиной 46 см, давление газа и величина
магнитной индукции оптимальны для наибольших из
указанных на рисунке мощностей генерации (по
данным Исследовательской лаборатории фирмы
Хъюз).
сальных значениях выходной мощности
криптонового лазера, отмеченных на
рис. 3.19, около 80% мощности приходится
на линию с X — 0,6471 мкм. Мощность
излучения криптона в зелено-голубой области
обычно меньше, чем в красной. Она
в 2—3 раза меньше выходной мощности
генерации аргона в этой области спектра
и распределяется более равномерно между
несколькими линиями, лежащими в
интервале 0,4619—0,5308 мкм.
96
Многозарядные ионы. Генерация
в ультрафиолетовой области
Первый импульсный лазер на
многократно ионизированных атомах был
создан в 1964 г., т. е. вскоре после создания
первого ионного лазера, однако
использованию этих лазеров в практических уст-
02
0,1
UO 50 50/,А
Рис. 3.20. Зависимости выходной мощности
генерации Аг III на ультрафиолетовых линиях 0,3638
и 0,3511 мкм от величины разрядного тока при
различных давлениях газа, полученные на
газоразрядной трубке дискового типа [29]:
1) 0,45; 2) 0,50; 3) 0,55; 4) 0,6 мм рт. ст.
ройствах уделялось очень мало внимания.
Непрерывную генерацию на
многозарядных ионах (на одной из линий иона Хе III
в видимом диапазоне) первыми
получили Бриджес и Халстед в 1966 г. 124]. Вслед
за ними Паананен получил генерацию в УФ
диапазоне на линиях Аг III и Кг III [110].
С тех пор исследования в области
непрерывных УФ лазеров велись несколькими
группами. В настоящее время
максимальная выходная мощность этих лазеров
в непрерывном режиме превышает 2 Вт.
Это мощность генерации Аг III на линии
с X = 0,3638 мкм. Зависимость
выходной мощности излучения на этой линии
от силы разрядного тока показана
на рис. 3.20. При максимальных значе-

Гл. 3.
Лазеры на ионизированных газах
яиях тока, отмеченных на рис. 3.20, около
80% мощности приходится на линию
с % = 0,3638 мкм, из остальной мощности
большая часть излучается на линии
0,3511 мкм, а меньшая — на линиях
с I = 0,3362, 0,3345 и 0,3359 мкм. Кривые
рис. 3.20 построены по данным,
полученным для трубки дискового типа с длиной
50 1,А
Рис. 3.21. Зависимость от разрядного тока
выходной мощности ультрафиолетовых лазеров на
Аг III (р = 1 мм рт. ст.) и Кг И1(р=0,4 мм. рт. ст.)
[291.
активной зоны около 50 см и
эффективным внутренним диаметром 2,3 мм (более
подробное описание трубки см. в [29]).
На рис. 3.21 сравниваются выходные
мощности генерации аргона и ксенона,
полученные в аналогичной трубке. Распределение
мощности генерации Аг III такое же, как
было описано выше, т. е. 80% на линии
0,3638 и 20% на линии 0,3511 мкм.
Мощность генерации Кг III распределялась
по линиям излучения следующим образом:
70% на линии 0,3507 и 30% на линии
0,3564 мкм. Дополнительные данные, по-
4 Зак. 1956
лученные на такой же трубке, можно найти
в работе Латимера [95].
На рис. 3.20 и 3.21 мощность
излучения возрастает, по-видимому, быстрее, чем
по квадратичному закону. Основываясь
на аргументах, аналогичных приведенным
I
100
50
20
10
5
Z
-
-
7,3378
0,3713
' 0,3346
/0,3393
NeJ
5106
18А
О,11Т
7ммрm. cm.
0,32 0,36
<
100
50
20
10
5
Z
OJ!1iO,3638
0,3336
0,3345
'0,3358
MKM
0,4182
0,32
0,36 ОМ
б)
100
50
20
10
5
Z
ш 0,3507мим
0,356^
'0,3375
I
и
О, UО67
\5ммрт.ст.
\Z9Od
0,32
0,36 0^0 Л, мкм
г)
Рис. 3.22. Распределение выходной мощности
генерации лазеров на ионах Ne II (а), Аг III (б),
Кг III (в) и Хе III (г), полученные для трубки
с малым внутренним диаметром [53].
в работе [25], можно было бы ожидать
зависимости P/V ~ /3. Однако при тех
плотностях тока, которые необходимы для
получения высокоионизированных
состояний, предположения, принятые в работе
[25] в отношении плазмы, перестают быть
справедливыми. Таким образом, для
лазеров на многократно ионизированных
атомах вид закона подобия,
аналогичного соотношению C.2), пока не известен.
97

4. I.
Газовые лазеры
10J2T »
- 35ммрт.ст.
* 2
1
Of
V 0,3781 мкм
0,10'Г
12 ммрт. ст.
10 ff 10
3) J9A/mmz
20
2 3
5 10
j\A/mmz
Рис. 3.23. Зависимости коэффициента усиления
для слабого сигнала G и удельной мощности
генерации Ро от плотности разрядного тока [53] на
УФ линиях Ne II (а). Аг III (б). Кг III (в) и
Хе III (г).
98
Систематическое исследование
непрерывной генерации на линиях, лежащих
в фиолетовой и ультрафиолетовой
областях спектра, проведено Фендлеем [53],
который использовал сегментную
графитовую трубку с внутренним диаметром 1,7 мм
и длиной активной зоны 34 см. Ца рис. 3.22
приведены полученные в этой работе данные
по спектральному составу генерации
лазеров на Ne, Аг, Кг и Хе, а на рис. 3.23 —
коэффициенты усиления и удельные
мощности излучения для нескольких наиболее
интенсивных переходов.
Примечание автора при корректуре.
Ряд работ, содержащих дополнения или
изменения к помещенным выше
материалам, привлек наше внимание слишком
поздно и не был учтен при подготовке
рукописи. В работе Клейна и Силфаста [145]
сообщено о получении генерации
дополнительно на двадцати двух линиях
излучения ионизированного селена, лежащих
в интервале от 0,4467 до 1,26 мкм. Ходжес
[146] наблюдал непрерывную генерацию
на четырех линиях'однократно
ионизированного магния, лежащих в интервале от
0,9218 до 1,0952 мкм. Каюзаком была
получена импульсная генерация на двух
инфракрасных линиях Yb II A,6498 и
2,4377 мкм) [147] и двух линиях Ва II
B,5924 и 2,9057 мкм) [148]. В работе Райз-
берга и Шерера [149] приведены
дополнительные сведения, касающиеся
механизма возбуждения ионного лазера на
смеси Не—Zn. Ли и Эндрю [150] провели
новые более точные измерения длин волн
всех линий в спектре спонтанного
излучения As II и уточнили идентификацию
четырех лазерных переходов,
приведенных в табл. 3.1.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Der Agobian R., Otto J.-L., Cag-
nard R., Barthelemy J., Echard R. Emission
stimulee en regime permanent dans !e
spectra visible du krypton ionise. — «Compt.
Rend.», 1965, v. 260, № 24, p. 6327—6329.
2. Алейников В. С. Применение
электронной пушки для установления природы
ударов второго рода в смеси
ртуть—гелий. — «Оптика и спектроскопия», 1970»
т. 28, № 1, с. 31—34.
3. Allen R. В., Starnes R. В., Dou-
gal A. A. A new pulsed ion laser
transition in nitrogen at 3995 A. — «IEEE J.»,
1966, v. QE-2, № 8, p. 334
4. Andrade O., Gallardo /VI., Bockasten K.
High-gain laser lines in noble gases. —
«Appl. Phys. Lett.», 1967, v. 11, № 3, p. 99—
100.
5. Banse K., Herziger G., Schaefer G.t
Seelig W. Continuous UV-laser power in
the watt range. — «Phys. Lett.», 1968, v. 27A,
№ 12, p. 682—683
6. Bell W. E. Visible laser transitions in
Hg+. — «Appl. Phys. Lett.», 1964, v. 4, №2,
p. 34—35.

Гл. 3.
Лазеры на ионизированных газах
7.. Bell W. E. Ring discharge excitation
of gas ion lasers. — «Appl. Phys. Lett.»,
1965, v. 7, № 7, p. 190—191.
8. Bell W. E., Bloom A. L., Goldsbo-
rough J. P. Visible laser transitions in iona-
zed selenium, arsenic and bromine. — «IEEE
J.». 1965, v. QE-1, №9, p. 400.
9 Bell W. E., Bloom A. L., Goldsbo-
rough J. P\ New laser transitions in
antimony and tellurium. — «IEEE J.», 1966,
v. QE-2, № 6, p. 154.
10. Bell W. E. Частное сообщение.
И. Bennett W. R., Jr., Knutson J. W., Jr.,
Mercer G. NM Detch J. L. Super-radiance,
excitation mechanisms and quasi-cw
oscillation in the visible Ar+ laser. — «Appl. Phys.
Lett.», 1964, v. 4, Nq 10, p 180—182.
12. Birnbaum M., Stocker T. L. Частное
сообщение, 1965.
13. Bloom A. L.f Bell W. E., Lopez F. O.
Laser spectroscopy of a pulsed mercury —
heiium discharge. — «Phys. Rev.», 1964,
v. 135, № ЗА, р. 578—579.
14. Bloom A. L., Goldsborough J. P. New
CW laser transitions in cadmium and zinc
ion. — «IEEE J.», 1970, v. QE-6, № 3, p. 164.
15. Bloom A. L. Частное сообщение,
9 мая 1968.
16. Bloom A. L. Частное сообщение,
21 декабря 1964.
17. Birnbaum M., Tucker A. W., Gelb-
wachs J. A., Fincher С L. New О II laser
line F640A). — «IEEE J.», 1971, v. QE-7,
№ 5, p. 208.
18. Bockasten K., Garavaglia M.t Len-
gyel B. A., Lundholm T. Laser lines in
Hg I. — «J. Opt. Soc. Am.», 1965, v. 55,
№ 9, p. 1051—1053.
19. Bockasten K., Lundholm Т., Andre-
de O. New near infrared laser lines in
argon I. — «Phys. Lett.», 1966, v. 22, № 2,
p. 145—146.
20. Bridges W. B. Laser oscillation in
singly ionized argon in the visible
spectrum — «Appl. Phys. Lett.», 1964, v. 4, № 7,
p. 128—130; erratum: — «Appl. Phys. Lett.»,
1964, v. 5, № 2, p. 39.
21. Бриджес У. Б. Лазерное действие в
однократно ионизированных криптоне и
ксеноне. — ТИИЭР, 1964, т. 52, № 7, с. 899—
900.
22. Bridges W. В., Chester A. N. Visible
anduv laser oscillation at 118 wavelengths
in ionized neon, argon, krypton, xenon,
oxygen and other gases. — «Appl. Optics», 1965,
v! 4, № 5, p. 573—580.
23 Bridges W. В., Chester A. N.
Spectroscopy of ion lasers. — «IEEE J.», 1965,
v. QE-1, № 2, p. 66—84.
24. Bridges W. В., Halsted A. S. New CW
laser transitions in argon, krypton and
xenon — «IEEE J.», 1966, v. QE-2, № 4, p. 84.
25. Bridges W. В., Halsted A. S.
Gaseous ion laser research. — Technical
Report № AEAL-TR-67-89. Hughes Research
labs., Malibu, California, May 1967 (DCC
№ AD-814897).
26. Bridges W. В., Freiberg R. JM
Halsted A. S. New continuous UV ion laser
4*
transitions in neon, argon and krypton. —
«IEEE J.», 1967, v. QE-3, № 7, p. 339.
27. Bridges W. В., Chester A. N. Неопуб-
ликовано, январь 1965.
28. Bridges W. В., Mercer G. N. CW
operation of high ionization states in a xenon
laser. — «IEEE J.», 1969, v. QE-5, № 9,
p. 476—477.
29. Bridges W. B.t Mercer G. N.
Ultraviolet ion laser. — Technical Report
№ ECOM-0229-F. Hughes Research labs.,
Malibu, California, October 1969 (DDC
№ AD-861927). '
30. Bridges W. В., Chester A. N. Неопуб-
ликовано, 1969 и 1970.
31. Bridges W. В., Clark P. O.,
Halsted A. S. High power gas laser research. —
Technical Report № AFAL-TR-66-369.
Hughes Research tabs., Malibu, California,
January 1967 (DDC № AD-807363).
32. Byer R. L., Bell W. E., Hodges E.r
Bloom A. L. Laser emission in ionized
mercury: isotope shift, linewidth and precise
wavelength. — «J. Opt. Soc. Am.», 1965, v. 55,
№ 12, p. 1598—1602.
33. Kapp У. Ч., Гроу Р. У. Лазер на
ионах кремния и хлора, возникающих при
разрядах в SiCl4. — ТИИЭР, 1967, т. 55,
№ 5, с. 139—140.
34. Карр У. Ч., Гроу Р. У. Новая линия
генерации олова, наблюдаемая в парах
хлорида олова. — ТИИЭР, 1967, т. 55, № 7,
с. 142.
35. Cheo P. К., Cooper H. G.
Ultraviolet ion laser transitions between 2300 and
4000 A. — «J. Appl. Phys.», 1965, v. 36,
№ 6, p. 1862—1865.
36. Cheo P. Km Cooper H. G. UV and
visible laser oscillations in fluorine,
phosphorus and chlorine. — «Appi. Phys. Lett.»,
1965, v. 7, № 7, p. 202—204. (См.
исправления в работе [111].)
37. Chester A. N. Gas pumping in
discharge tubes. — «Phys. Rev.», 1968, v. 169,
№ 1, p. 172—184.
38. Chester A. N. Experimental
measurements of gas pumping in an argon
discharge. — «Phys. Rev.», 1968, v. 169, № 1,
p. 184—193.
39. Clunie D. M. Частное сообщение,
2 мая 1966.
40. Convert G., Armand M., Martinot-
Lagarde P. Effet laser dans des melanges
mercure-gaz rares — «Compt. Rend.», 1964,
v. 258, JMb 12, p. 3259—3260.
41. Convert G., Armand M., Martinot-La-
garde P. Transitions laser visibles dans Гаг-
go n ionise. — «Compt. Rend.», 1964, v. 258,
№ 18, p. 4467—4469.
42. Cooper H. G., Cheo P. K. Laser
transitions in В II, Br II and Sn. — «IEEE J.»,
1966, v. QE-2, № 12, p. 785.
43. Cooper H. G., Cheo P. K. Ion laser
oscillations in sulfur. — In: Physics of
Quantum Electronics. Ed. by P. L. Kelley,
B. Lax and P. E. Tannenwald. New York,
McGraw-Hill, 1966, p. 690—697.
44 Cottrell T. H. E., Sinclair D. C, For-
syth J. M. New laser wavelengths in kryp-
99

4. I.
Газовые лазеры
ton. — «IEEE J.», 1966, v. QE-2, № 10,
p. 703.
45. Dahlquist J. A. New lines in a
pulsed xenon laser. — «Appl. Phys. Lett.», 1965,
v. 6, № 10, p. 193—194.
46. Dana L., Laures P., Rocherolles R.
Raies laser ultraviolettes dans le neon, l'ar-
gon et le xenon. — «Compt. Rend.», 1965,
v. 260, № 2, p. 481—484.
47. Дана Л., Лоре П. Индукционное
излучение ионов криптона и ксенона при
столкновении с метастабильными
атомами. _ ТИИЭР, 1965, т. 53, № 1, с. 89—90.
48. Deech J. S., Sanders J. H. New self-
terminating laser transitions in calcium and
strontium. — «IEEE J.», 1968, v. QE-4, № 7,
p. 474.
49. Demtroder W. Excitation mechanisms
of pulsed argon ion lasers at 4880 A. —
«Phys. Lett.», 1966, v. 22, № 4, p. 436—438.
50. Der Agobian R. См. работу [1].
51. Dyson D. J. Mechanism of
population inversion at 6149 A in the mercury ion
laser. — «Nature», 1965, v. 207, № 4995,
p. 361—363.
52. Ericsson K. G., Lidholt L. R. Super-
radiant transitions in argon, krypton and
xenon. — «IEEE J.», 1967, v. QE-3, № 2,
p. 94.
53. Fendiey J. R., Jr. Continuous UV
lasers. — «IEEE J.», 1968, v. QE-4, № 10,
p. 627—631.
54. Фоулс Дж. Р., Дженсен Р. Ч.
Лазерные переходы в видимой области спектра
однократно ионизированного йода. —
ТИИЭР, 1964, т. 52, № 7, с. 908—909.
55. Fowles G. R., Jensen R. С. Visible
laser transitions in ionized iodine. — «Appl.
Optics», 1964, v. 3, № 10, p. 1191—1192.
56. Fowles G. R., Silfvast W. T. Laser
action in the ionic spectra of zinc and
cadmium. — «IEEE J.», 1965, v. QE-1, № 3,
p. 131.
57. Fowles G. R., Silfvast W. Т.,
Jensen R. C. Laser action in ionized sulfur and
phosphorous. — «IEEE J.», 1965, v. QE-1,
jyfe 4, p. 183—184.
58. Fowles G. R., Hopkins B. D. CW
laser oscillation at 4416 A in cadmium. —
«IEEE J.», 1967, v. QE-3, № 10, p. 419.
59. Fowles G. R., Jensen R. С Laser
oscillation on a single hyperfine transition
in iodine. — «Phys. Rev. Lett.», 1965, v. 14,
№ 10, p. 347—348.
60. Gallardo M., Garavaglia M., Taglia-
ferri A. A., Leusma E. G. About unidentified
ionized Xe laser lines. — «IEEE J.», 1970,
v. QE-6, № 11, p. 745—747.
61. Gerritsen H. J., Goedertier P. V.
Blue gas laser using Hg2+. — «J. Appl.
Phys.», 1964, v. 35, № 10, p. 3060—3061.
62. Gerritsen H. J. Частное сообщение,
11 января 1965.
63. Goldsborough J. P., Bloom A. L. New
CW ion laser oscillation in
microwave-excited xenon. — «IEEE J.», 1967, v. QE-3, № 2,
p. 96.
64. Goldsborough J. P. Continuous laser
100
oscillation at 3250 A in cadmium ion. —
«IEEE J.», 1969, v. QE-5, № 2, p. 133.
65. Goldsborough J. P., Hodges E. B.
Stable, long-life operation of
helium-cadmium lasers at 4416 A and 3250 A. — «IEEE
J.», 1969, v. QE-5, № 6, p. 361—362.
66. Goldsborough J. P., Bloom A. L. Near-
infrared operating characteristics of the
mercury ion laser. — «IEEE J.», 1969, v. QE-5,
№ 9, p. 459—460.
67. Goldsborough J. P., Hodges E. В.,
Bell W. E. Rf induction excitation of cw
visible laser transitions in ionized gases. —
«Appl. Phys. Lett.», 1966, v. 8, № 6, p. 137—
139.
68. Gordon E. I., Labuda E. F.,
Bridges W. B. Continuous visible laser action in
singly ionized argon, krypton and xenon. —
«Appl. Phys. Lett.», 1964, v. 4, № 10, p. 178—
180.
69. Gordon E. I., Labuda E. F.,
Miller R. C, Webb С. Е. Excitation mechanisms
of the argon ion laser. — In: Physics of
Quantum Electronics. Ed. by P. L. Kelley,
B. Lax and P. E. Tannenwald. New York,
McGraw-Hill, 1966, p. 664—673.
70. Gorog I., Spong F. W. High pressure,
high magnetic field effects in continuous-
argon ion lasers. — «Appl. Phys. Lett.»,
1966, v. 9, № 1, p. 61—63.
71. Halsted A. S., Bridges W. В.,
Mercer G. N. Gaseous ion laser research. —
Technical Report № AFAL-TR-68-227,
Hughes Research labs., Malibu, California,
July 1968 (DDC № AD-841834).
72. Hattori S., Goto T. A flash lamp
with toroidal discharge excitation. — «Japan-
J. Appl. Phys.», 1967, v. 6, № 3, p. 356—
363.
73. Хэрд X. Г., Маков Г., Питерсон Дж.
Генерация в смесях ртути с инертным
газом. — ТИИЭР, 1964, т. 52, № 4, с. 442.
74. Хэрд X. Г., Питерсон Дж. Лазер на
смеси паров ртути с инертным газом,
излучающий в видимой и ультрафиолетовой
областях спектра. — ТИИЭР, 1964, т. 52, № 9,
с. 1125—1126.
75. Хэрд X. Г., Питерсон Дж. Газовый
лазер на ксеноне с излучением в оранжевой
и зелено-голубой областях спектра,
работающий в импульсном и квазинепрерывном-
режимах. — ТИИЭР, 1964, т. 52, № 9,
с. 1126.
76. Хэрд X. Г., Питерсон Дж. Лазерные
переходы в видимой области спектра
ионизированного кислорода, азота и окиси угле*
рода. — ТИИЭР, 1964, т. 52, № 10, с. 1357.
77. Hodges D. Т. Helium-cadmium laser
parameters. — «Appl. Phys. Lett.», 1971,
v. 18, № 8, p. 362.
78. Horrigan F. A., Koozekanani S. H.,
Paananen R. A. Infrared laser action and
lifetimes in argon II. — «Appl. Phys. Lett.»r
1965, v. 6, № 3, p. 41—43.
79. Jarrett S. M., Barker G. C.
High-power output at 5353 A from a pulsed xenon
ion laser. — «IEEE J.», 1969, v. QE-5, № 3,
p. 166.

Гл. 3.
Лазеры на ионизированных газах
80. Дженсен Р. Ч., Фоулс Дж. Р. Новые
лазерные переходы в смесях йода с
инертными газами. — ТИИЭР, 1964, т. 52, № 11,
с. 1456.
81 Jensen R. С, Bennett W. R., Jr. Role
of charge exchange in the zinc ion laser. —
«IEEE J.», 1968, v. QE-4, № 5, p. 356.
82. Jensen R. CM Collins G. J.t
Bennett W. R., Jr. Charge-exchange excitation
and cw oscillation in the zinc-ion laser. —
«Phys. Rev. Lett.», 1969, v. 23, № 7, p. 363—
367
83. Johnson A. M., Webb С. Е. New CW
laser wavelength in Кг II. — «IEEE J.»,
1967, v. QE-3, № 8, p. 369.
84 Карабут Э. К., Михалевский В. С,
Папакин В. Ф., Сэм М. Ф. Непрерывная
генерация когерентного излучения при
разряде в парах Zn и Cd. — ЖТФ, 1969, т. 39,
№ 10, с. 1923—1924.
85. Keeffe.W. М., Graham W. J. Laser
oscillation in the visible—spectrum of singly
ionized pure bromine vapor. — «Appl. Phys.
Lett.», 1966, v. 20, № 6, p. 643.
86. Keeffe W. MM Graham W. J.
Observation of new Br II laser transitions. — «Phys.
Lett.», 1966, v. 20, № 6, p. 643.
87. Кейдан В. Ф., Михалевский В. С.
Импульсная генерация в парах висмута. —
«Журн. прикл. спектроскопии», 1968, т. 9,
№ 4, с. 713.
88. Klein М. В. Time-resolved
temperature measurements in the pulsed argon
laser. — «Appl. Phys. Lett.», 1970, v. 17, № I,
p 29—32.
89. Kobayashi SM Izawa TM Kawamu-
ra K., Kamiyama M. Characteristics of a
pulsed Ar II ion using the external spark gap.—
«IEEE J.», 1966, v. QE-2, № 10, p. 699—700.
90. Ковальчук В. Мм Петраш Г. Г.
Новые линии генерации импульсного ОКГ на
парах йода. — «Письма в ЖЭТФ», 1966,
т. 4, № 6, с. 210—213.
Q1. Кулагин С. Г., Лихачев В. М.? Map-
кузов Е. В., Рабинович М. С, Сутов-
ский В. М. Состояния с инверсной
населенностью в самосжатом разряде. — «Письма
в ЖЭТФ», 1966, т. 3, № 1, с. 12—14.
92. Labuda E. F., Johson A. M. Threshold
properties of continuous duty rare gas ion
laser transitions. — «IEEE J.», 1966, v. QE-2,
№ 10, p. 700—701.
93 Labuda E. FM Gordon E. I.,
Miller R. C. Continuous-duty argon ion lasers.—
«IEEE J.», 1965, v. QE-1. № 6, p. 273—279.
94. Labuda E. F., Webb С. Е.,
Miller R. C, Gordon E. I. A study of
capillary discharges in noble gases at high
current densities. — Работа, представленная на
18 Конференцию по газовой электронике
A8th Gaseous Electronics Conference,
Minneapolis, Minnesota, October 1965).
95. Latimer I. D. High power quasi-CW
ultraviolet ion laser. — «Appl. Phys. Lett.»,
1968, v. 13, № 10, p. 333—335.
96. Laures P., Dana L., Frapard C. Nou-
velles raies laser dans le domain 0,43—0,52
microns obtenues a partir du spectre du
krypton ionise. — «Compt. Rend.», 1964,
v. 258, № 26, p. 6363—6365.
97. Laures PM Dana LM Frapard С Nou-
velles raies laser visibles dans le xenon
ionise. — «Compt. Rend.», 1964, v. 259, № 4„
p. 745—747.
98. Леонов Р. К., Проценко Е. О.,
Сапунов Ю. М. Некоторые результаты
исследования импульсного газового лазера на
аргоне. — «Оптика^ и спектроскопия», 1966,
т. 21, № 2, с. 243—244.
99. Левинсон Г. Р., Папуловский В. Ф.г
Тычинский В. П. К вопросу о механизме
инверсии населенности уровней
многозарядных ионов аргона. — «Радиотехника и
электроника», 1968, т. 13, № 4, с. 663—668.
100. Месси Г., Бархоп Е. Электронные и
ионные столкновения. Пер .с англ. М., ИЛ,,
1958.
101. McFarlane R. A. Laser oscillation on
visible and ultraviolet transitions of singly
and multiply ionized oxygen, carbon and
nutrogen. — «Appl. Phys. Lett.», 1964, v. 5,
№ 5, p. 91—93.
102. McFarlane R. A. Optical maser
oscillation on iso-electronic transitions in Ar HI
and Cl II. — «Appl. Optics», 1964, v. 3_
JSfb 10, p. 1196.
103. McFarlane R. А. Частное сообщение,.
1 декабря 1964.
104. Miller R. С, Labuda E. F.,
Gordon E. l. Работа, представленная на
Конференцию по исследованиям в области
электронных устройств (Conference on Electron
Device Research, Cornell University, Ithaca,
N. Y., June 1964).
105. Neusel R. H. A new xenon laser
oscillation at 5401 A. — «IEEE J.», 1966,
v. QE-2, № 3, p. 70.
106. Neusel R. H. A new krypton laser
oscillation at 5016,4 A. — «IEEE J.», 1966,
v. QE-2, No 5, p. 106.
107. Neusel R. H. New laser oscillations
in krypton and xenon. — «IEEE J.», 1966,
v. QE-2, № 8, p. 334.
108 Neusel R. H. New laser oscillations
in xenon and krypton. — «IEEE J.», 1966,
v. QE-2, № 11, p. 758.
109. Neusel R. H. New laser oscillations
in Ar, Кг, Xe and Ne. — «IEEE J.», 1967,
v. QE-3, № 5, p. 207—208.
110. Paananen R. Continuously-operated
ultraviolet lasers. — «Appl. Phys. Lett.»,
1966, v. 9, № 1, p. 34—35.
111. Palenius H. P. The identification of
some Si and Cl laser lines observed by Cheo
and Cooper. — «Appl. Phys. Lett.», 1966,
v. 8, № 4, p. 82—83.
112. Papayoanou A., Gumeiner I. High
power, xenon laser action in high current
pinched discharges. — «Appl. Phys. Lett.»,
1970, v. 16, № 1, p. 5—8.
113. Rudko R. I., Tang С L. Excitation
mechanisms in the Ar II laser. — «Appl.
Phys. Lett.», 1966, v. 9, № 1, p. 41—42.
114. Schuebel W. K. New cw Cd-vapor
laser transitions in a hollow cathode
structure. — «Appl. Phys. Lett.», 1970, v. 16,
№ 11, p. 470—472.
101

4. I.
Газовые лазеры
115. SiJfvast W. Т., Powles G. R.,
Hopkins B. D. Laser action in singly ionized Ge,
Sn, Pb, In, Cd and Zn. — «Appl. Phys.
Lett.», 1966, v. 8, № 12, p. 318—319.
116. Silfvast W. T. Efficient cw laser
oscillation at 4416 A in Cd II. — «Appl.
Phys. Lett.», 1968, v. 13, № 5, p. 169—171.
117. Silfvast W. T. New cw metal—vapor
laser transitions in Cd, Sn and Zn. — «Appl.
Phys. Lett.», 1969, v. 15, № 1, p. 23—25.
118. Толкачев В. А. О сверхизлуча-
тельных переходах в аргоне и криптоне. —
«Журн. прикл. спектроскопии», 1968, т. 8,
№ 3, с. 746—749.
119. Silfvast W. Т., Klein M. В. CW
laser action on 24 visible wavelengths in
Se II. — «Appl. Phys. Lett.», 1970, v 17,
№ 9, p. 400—403.
120. Silfvast W. Т. Частное сообщение,
21 мая 1971.
121. Simmons W. W., Witte R. S. High-
power pulsed xenon ion lasers. — «IEEE
J.», 1970, v. QE-6, № 7, p, 46$--469
122. Simmons W. W. Частное сообщение,
29 июля 1970.
123. Sinclair D. С. Near-infrared
oscillation in pulsed noble-gas-ion lasers. —
«J. Opt. Soc. Am.», 1965, v. 55, № 5, p. 571—
572.
124. Sinclair D. C. Polarization
characteristics of an ionized-gas laser in a
magnetic field. — «J. Opt. Soc. Am.», 1966, v. 56,
№ 12, p. 1727.
125. Sugawara Y., Tokiwa Y. CW laser
oscillations in Zn II and Cd II in hollow
cathode discharge. — «Japan J. Appl. Phys.»,
1970, v. 9, № 5, p. 588—589.
126. Sugawara Y., Tokiwa Y. CW hollow
cathode laser oscillations in Zn+ and Cd+.—
«Technology Reports of the Seikei
University», 1970, № 9, p. 759—760.
127. Sugawara Y., Tokiwa Y., Iijima T.
Excitation mechanisms of cw laser
oscillations in Zn II and Cd II in hollow cathode
discharge. Sixth International Quantum
Electronics Conference, Sept. 7—10, 1970, Kyoto,
Japan.
128. Suzuki N. Spectroscopy of mercury-
helium discharge and 6150 A laser
oscillation. — «Japan J. Appl. Phys.», 1965, v. 4,
№ 6, p. 452—457.
129. Tell B.t Martin R. J., MacNair D.
CW laser oscillation in ionized xenon at
9697 A. — «IEEE J.», 1967, v. QE-3, № 2,
p. 96.
130. Тибилов В. Ф. Генерация в смеси
Не—Cd и Ne—Cd. — «Оптика и
спектроскопия», 1965, т. 19, № 5, с. 833—834.
131. Walter W. Т., Solimene N.f Piltch M.,
Gould G. Efficient pulsed gas discharge
lasers. — «IEEE J.», 1966, v. QE-2, № 9,
p. 474—479.
132. Webb С. Е. New pulsed laser
transitions in Те II — «IEEE J.», 1968, v. QE-4,
№ 6, p. 426—427.
133. Willett С S., Heavens O. S. Laser
transition at 651>6 nm in ionized iodine. —
«Opt. Acta», 1966, v. 13, № 3, p. 271—274.
134. Willett С S. New laser oscillations
in singly ionized iodine. — «IEEE J.», 1967,
v. QE-3, № 1, p. 33.
135. Willett C. S., Heavens O. S. Laser
oscillation on hyperfine transitions in
ionized iodine. — «Opt. Acta», 1967, v. 14, № 2,
p. 195—197.
136. Willett С S. Note on near-infrared
operating characteristics of the mercury ion
laser. — «IEEE J.», 1970, v. QE-6, № 7,
p. 469—471.
137. Zarowin C. B. New visible CW laser
in singly-ionized chlorine. — «Appl. Phys.
Lett.», 1966, v. 9, № 6, p. 241—242.
138. Goldsbcrough J. P. Stable, long-life
CW excitation of helium—cadmium lasers
by dc cataphoresis — «Appl. Phys. Lett.»,
1969, v. 15, № 6, p. 159—161.
139. Hodges D. Т., Tang С L. New CW
ion laser transitions in argon, krypton and
xenon. — «IEEE J.», 1970, v. QE-6, № 11.
p. 757—758.
140. Hoffmann V., Toschek P. New <aser
emission from ionized xenon. — «IEEE J.»,
1970, v. QE-6, № 11, p 757
141. Wheele? J. P. A new xenon *aser
line observed. — «IEEE J.», 1971, v. QE-7,
№ 8, p. 429.
142. Китаева В. Ф., Одинцов А. И., Со*
болев Н. Н. Ионные аргоновые оптические
квантовые генераторы непрерывного
действия. — УФН, 1969, т. 99. № 3, с. 361—416.
143. Бриджес У. Б., Честер А. Н., Хал-
стед А. С, Паркер Дж. В. Плазма ионных
лазеров. — ТИИЭР, 1971, т. 59, № 5, с. 5—
20.
144. Schuebel W. К. Continuous visible
and near-infrared, laser action in Hg II. —
«IEEE J.», 1971, v. QE-7, № 1, p. 39—40.
145. Klein M. В., Silfvast W. T. New CW
laser transitions in Se II. —■ «Appl. Phys.
Lett.», 1971, v. 18, № 11, p. 482—485.
146. Hodges D. T. CW laser oscillation
in singly ionized magnesium. — «Appl.
Phys. Lett.», 1971, v. 18, № 10, p. 454—456.
147. Cahuzac Ph. Emissions laser infra-
rouges dans les vapeurs dc terres rares. —
«Phys. Lett.», 1970, v. 31A, № 10, p. 541—
542.
148. Cahuzac Ph. Nouvelles raies laser
infrarouges dans la vapeur de baryum. —
«Phys. Lett.», 1970, v. 32A, № 3, p. 150—
151.
149. Riseberg L. A., Schearer L. D. On the
excitation mechanism of the He—Zn
laser. — «IEEE J.», 1971, v. QE-7, J4fe 1,
p. 40—41.
150. Li H., Andrew K. L. First spark
spectrum of arsenic. — «J. Opt. Soc. Am.»,
1971, v. 61, № 1, p. 96—109.
102

Гл.4.
Молекулярные газовые лазеры
Глава 4
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ
М. А. ПОЛЛ АН (М. A. Pollack)
Для возбуждения молекулярных
газовых лазеров используются различные
способы: электрический разряд, оптическая,
химическая и тепловая накачки. В
некоторых лазерных системах для возбуждения
молекул путем передачи энергии при
столкновениях, а также для изменения скорости
релаксации заселенностей рабочих уровней
к основному газу добавляют
вспомогательные компоненты. Примером может
служить добавление Не и N2 к основному
газу в лазере на СО2.
Возбужденные молекулы активного
вещества часто образуются в результате
химической реакции, происходящей в одно-
или многокомпонентной смеси газов.
Примером является образование возбужденных
молекул СО в лазере на окиси углерода в
результате реакции между CS2 и О2>
протекающей при импульсном фотолизе или в
электрическом разряде.
В табл. 4.1 перечислены исходные
рабочие газы, используемые в молекулярных
лазерах, указаны молекулы, на которых
получена генерация, приведены ссылки
на разделы ■ последующих таблиц,
содержащих данные о длинах волн и частотах
генерации, идентификацию лазерных
переходов и пр.
Таблица 4.1
Активные вещества для молекулярных
лазеров
Продолжение табл. 4.1
Исходное
соединение
ВВг8
ВС18
BF3
BrCN
Вг2
СВгР3
CCIF*
CC12F2
CC13F
CD4
CF4
СН3Вг
CH3CN
CH3CI
Раздел
таблицы
4.2.36
4.2.46
4.2.56
4.3.36
4.2.3а
4.2.5а,6
4.2.5с
4.2.46
4.2.5а, 6
4.2.5с
4.2.5а,6
4.2.5с
4.2.56
4.3.36
4.2.5а
4.2.5с
4.2.46
4.3.3а
4.2.46
4.2.5а
Лазерная
молекула
НВг
НС1
HF
DCN
НВг
HF
DF
НС1
HF
DF
HF
DF
HF
DCN
HF
DF
НС1
HCN
НС1
HF
Исходное
соединение
СН3Р
СН4
(CH3JNH
СН3ОН
CN
C2N2
СО
СО2
cs2
Ck
D2
D2O
F2
HCN
HI
н2
H2C:CHC1
Н2О
H2S
ICN
ND3
NHo
1^1 ig
NOC1
N2
N2O
O2
SO2
SF6
OFe
OCS
Раздел
таблиц»
4.4.1
4.2.5a
4.3.3a
4.3.3a
4.4.2
4.2.1
4.2.1
4.2.2
4.3.1a--*'
4.2.2a
4.3.2
4.2.4a
4.2.46
4.2.4c
4.2.6a,6
4.2.3c
4.2.4c
4.2.5c
4.3.36
4.3.4c
4.2.5a
4.3.3a
4.3.3c
4.2.4a
4.2.3a
4.2.4a,6
4.2.5a,6
4.2.6a—с
4.4.3
4.2.36
4.2.46
4.2.56
4.3.4a
4.3.46
4.3.5
4.3.3a
4.3.36
4.4.4
4.3.3a
4.2.7
4.2.8a—e
4.2.5a
4-3.6
4.2.2a
4.3.8
4.2.5a
4.2,5a
4.2.5c
4.3.7
Лазерная
молекула
CH8F
HF
HCN
HCN
CH3OH
CN
CN
CO
co2
CO
cs2
HCl
HCl
DC1
D2, HD
DBr
DC1
DF
DCN
D2O
HF
HCN
HCN1*
HCl
HBr
HCl
HF
H2
H2C: CHC)
HBr
HCi
HF
H2O
H2O18
H2S
HCN?
DCN
NH3
HCN
NO
&
N2O
CO
so2
HF
HF
DF
OCS
103

4. I.
Газовые лазеры
4.1. ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ
«А ДВУХАТОМНЫХ МОЛЕКУЛАХ
Основные определения
Энергия колебательного состояния
(CM) G (V) = We (V + 1/2) — We Xe (v +
+ 1/2J + ..., где we и Хе —
колебательные постоянные; v — колебательное
квантовое число. Величина v используется
в качестве индекса для обозначения
колебательных уровней.
Энергия вращательного уровня (см-1)
Fv (J) = BVJ (J + 1) - DVJ* (J + IJ +
+ ..., где / — вращательное квантовое
число; Bv vl Dv — вращательные
постоянные для колебательного состояния v.
Величина / используется в качестве индекса
для обозначения вращательных уровней.
Полная энергия Е = EQJI-\-G (v)~\-Fv(J)>
где Еэл — энергия электронного
состояния.
Частота перехода (см-1) v = £Верх —
— £Нишн- Во всех случаях, когда
электронное состояние не указано, следует
считать, что переходы и уровни
принадлежат основному электронному состоянию
(£эл = 0).
Чисто вращательные переходы —
переходы между уровнями одного и того же
электронного и колебательного состояния,
отличающимися значением квантового
числа /. Переход с верхнего вращательного
уровня (/ + 1) на нижний / будем
обозначать R («/).
Колебательно-вращательные
переходы — переходы между уровнями одного
и того же электронного
состояния, отличающимися значениями
квантовых чисел J и v. Эти переходы
подчиняются следующим правилам отбора: Av =
= =Ы, А/ = 0, ±1 (при четном числе
электронов переход А/ = 0 запрещен).
Q-ветвь. К этой ветви относятся
переходы с вращательного уровня J верхнего
колебательного состояния на
вращательный уровень J нижнего колебательного
состояния, обозначаемые Q (J). Для
переходов Q-ветви А/ = 0.
Р-ветвь. К этой ветви относятся
переходы с вращательного уровня (/ — 1)
верхнего колебательного состояния на
уровень J нижнего колебательного
состояния, обозначаемые Р (/).
R-ветвъ. К этой ветви относятся
переходы с вращательного уровня (/ + 1)
верхнего колебательного состояния на
уровень / нижнего колебательного
состояния, обозначаемые R («/).
Колебательно-вращательная полоса —
совокупность переходов включая Р-, Q-
и /?-ветви, связанные с колебательными
состояниями ^верх и уНИжн. обозначается
вер )
Электронная система переходов —
совокупность колебательно-вращательных
полос, включающая все переходы между
двумя электронными состояниями. Элект-
104
ронная система обозначается символами
электронных состояний. Если электронная
система не указана, переход происходит
между уровнями, принадлежащими
основному электронному состоянию.
Газовый лазер на молекуле СО
Окись углерода является одной из
важнейших двухатомных молекулярных систем,
используемых в газовых лазерах. Лазер
на СО характеризуется большой выходной
мощностью как в непрерывном, так и в
импульсном режиме, а также рядом других
качеств, присущих всему классу газовых
лазеров на двухатомных молекулах в це-
10
8
t
Лазерный переход 6080 А
{полоса Ангстрема)
Полоса Герцо~ер$п
(часть четвертой
положительной
группы)
: Генерация на колебательна
•вращательных переходах
: состояния Xf2*
=0 основное состояние С0
Рис. 4.1. Схема уровней энергии молекулы СО.
(Для упрощения схемы вращательные уровни не
показаны) [74].
лом. Схема уровней энергии молекулы СО
представлена на рис. 4.1. На ней показаны
лазерные переходы, принадлежащие
полосе Ангстрема, и
колебательно-вращательные лазерные переходы между
уровнями основного электронного состояния
Генерация на электронных переходах
молекул, лежащих в видимой и
ультрафиолетовой областях спектра, наблюдалась до
настоящего времени лишь при импульсном
возбуждении. Колебательно-вращательные
лазерные переходы, частоты которых
лежат в ИК диапазоне, могут быть
возбуждены как в импульсном, так и в
непрерывном разрядах. Основным механизмом
возбуждения рабочих уровней в разряде
является электронный удар. Возбуждение
лазера на СО можно осуществить также
химическим путем. Длины волн и частоты
линий генерации лазера на СО, а также
некоторые сведения об условиях
возбуждения приведены в табл. 4.2.
В импульсных лазерах на
двухатомных молекулах обычно имеют место
каскадные переходы, приводящие к
последовательному заселению колебательных сое-

Гл.4.
Молекулярные газовые лазеры
тояний. Генерация на соответствующих
колебательно-вращательных полосах
происходит при этом последовательно
с задержкой по времени. О влиянии
эффекта «каскадного заселения на выходную
мощность СО-лазера, возбуждаемого
электрическим импульсом, можно судить по
данным, представленным на рис. 4.2. Как
следует из этого рисунка, генерация на
переходе Р (9) в полосе 9—8 приводит к за-"
селению уровня J = 9 колебательного
состояния v = 8, что, в свою очередь,
вызывает увеличение выходной мощности на
переходе Р A0) полосы 8—7.
Коэффициент усиления молекулярного
лазера изменяется в пределах
колебательной полосы в зависимости от
вращательного перехода. Время установления
равновесной населенности между
вращательными уровнями много короче времени
жизни колебательных состояний, поэтому
в пределах одного колебательного
состояния устанавливается больцмановское
распределение населенности вращательных
уровней. Зависимость нормированного
коэффициента усиления от величины J
верхнего лазерного уровня в случае
неоднородного (доплеровского) уширения
линий представлена на рис. 4.3.
Населенности верхнего Nv и нижнего Nvr уровней
соответствуют больцмановскому
распределению при одной и той же температуре.
Заметим, что на некоторых из переходов
Р-ветви усиление оказывается возможным
Для переходов обеих ветвей
коэффициенты усиления с понижением
температуры увеличиваются, при этом максимум
усиления смещается в сторону переходов-
J
! 11
И
\\S
И
V
6)
\
\
k
I
1
/
V
t, 1 дел=20 икс
Рис. 4 2. Выходная мощность лазера на
каскадных колебательно-вращательных переходах между
уровнями молекулы СО, принадлежащими
основному электронному состоянию Х*2+.
Приведены осциллограммы следующих переходов:
а) Р9-8 (9), 5,26310 мкм; б) Р8-7 A0), 5,20345 мкм;
в) Р7-б (И), 5,14530 мкм; г) Р6~5 A2), 5,08845 мкм. '
(Расщепления вращательных уровней на схеме
даны не в масштабе) [74].
даже в том случае, когда для
колебательного состояния в целом инверсная
населенность еще не достигнута (Nv/Nv, < 1).
Возникновение инверсной населенности на
отдельном переходе Я-ветви невозможно.
8
Рис. 4.3. Изменение нормированных значений
коэффициентов усиления clp(J—1) (/) и ад(/— 1) B>
для переходов колебательно-вращательной
полосы 7—6 молекулы СО в зависимости от величины
/ для верхнего уровня при температуре 300 К и
различных отношениях населенностей Nv/Nv' [74].
с меньшими значениями У. Увеличение
коэффициента усиления при низких
температурах используется в непрерывных
лазерах на СО, нашедших практическое
применение.
4.2. ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ
НА МНОГОАТОМНЫХ МОЛЕКУЛАХ
Основные определения
Энергия колебательного состояния (см*)
G =£ (vlt i>2, ..., vit ..., vn) = S wt (vt +
+ df/2) + S 2 XtJ (vt + di/2) (vj+dj/2)-\-
i j >'<
+ gijhh* где yi' y2> ...,0i» ••♦> vn—квантовые
числа для п нормальных колебаний
молекулы; w% и Хц — колебательные
постоянные для i-ro нормального колебания;
Xii и gij ~"~ постоянные,
характеризующие связь между /- и /-и нормальными
колебаниями. Для вырожденных состояний
вводятся также степень вырождения d%
и квантовое число углового момента,
связанного с колебательным движением 1-ъ.
Для невырожденных состояний di = 1 и
g.. = /. = о. Колебательное состояние
обозначается (viv2 ... vn). Квантовые числа
Vi, V2 и V3 Для трехатомной молекулы
относятся соответственно к
симметричному валентному колебанию,
деформационному и асимметричному валентному
колебаниям. Вырожденные
деформационные колебания линейной трехатомной
молекулы обозначаются, например, (и^^з)*
Энергия вращательного уровня (см-1).
Вид формулы для энергии вращательного
уровня зависит от конфигурации
молекулы.
105

Газовые лазеры
Для линейных молекул это выражение
имеет тот же вид, что и для двухатомной
молекулы, т. е. Fv = Fv (J)=BVJ (J +1)—
— DVJ2 (J + 1J+ ...
Для молекул типа симметричного
волчка оно имеет вид
Fv = Fv (J, К) = F» (J) + (Av - Bv) K\
где Av, Bv и Dv — вращательные
постоянные; К — квантовое число,
соответствующее проекции J на ось волчка @ < К < J)»
Каждому значению J соответствует 2/ -Ь 1
вращательных подуровней с различными
значениями К, причем подуровни с
квантовыми числами К и —К вырождены
Для молекул типа сферического волчка
энергия вращательного уровня
описывается тем же выражением, что и для
линейных молекул
Для молекул типа асимметричного
волчка Fv = Fv (J, Ка — Кс) Так же как и для
молекул типа симметричного волчка,
каждому значению J соответствует 2J + 1
вращательных подуровней. Все они
невырождены. Уровни обозначаются Jк к , где
О < (Ка-. Кс) < J и (Ка •+" Кс) = J или
(J + 1). Для Fv имеются формулы,
которые количественно хорошо оправдываются
во всех случаях, за исключением малых
значений J.
Полная энергия Е = G + Fv. Все
известные лазерные переходы для
многоатомных молекул происходят между
уровнями основного электронного состояния.
Частота перехода (см-1) v = £Bepx ~~
— £Ш1ЖA, Обозначение переходов такое же,-
как ti для двухатомной молекулы. Для
молекул типа симметричного волчка в этих
обозначениях используются квантовые
числа J и '/(, для молекул типа
асимметричного волчка — квантовые числа J, Ка
и Кс Колебательная полоса обозначается
OCS. Схемы уровней молекул гипа асим
метричного волчка (Н2СХ H2S и SO2) зна
чительно сложнее.
Из-за симметрии молекулы СО9 в
каждом колебательном состоянии остаются
вращательные подуровни со значениями J
Газовый лазер на молекуле
Среди молекулярных газовых лазеров
лазер на СО2 представляет, по-видимому,
наибольший интерес и с практической, и
с научной точки зрения. Этот лазер имеет
уникальные параметры: высокое значение
коэффициента усиления, выходной
мощности и к. п. д. как в импульсном, так и
в непрерывном режимах. В то же время
зависимости усиления и выходной
мощности для этого лазера от условий работы
являются типичными для большинства
газовых лазеров на многоатомных
молекулах.
Схема уровней энергии, на которой
показаны переходы, соответствующие двум
наиболее хорошо изученным колебательно-
вращательным полосам в спектре излучения
СО2, представлены на рис. 4.4. Такая
схема уровней характерна для линейных
трехатомных молекул, к которым
относятся CS2 и N2O. Аналогичную схему
уровней имеют также молекулы HCN и
106
см'
Энергия,
дОООг
Z500
2000
1500
Ферми-
рдзонанс
Рис. 4.4. Схема лазерных переходов в
колебательно-вращательных полосах 00°1—10°0 и
00° 1— 02°0 [121.
лишь одной четности. На рис. 4.5
показано распределение населенности по
вращательным подуровням колебательного
состояния 00° 1 для двух температур, а
на рис. 4.6— экспериментальные
значения коэффициентов усиления для
переходов колебательно-вращательной полосы
ЗОг
20
0
Г? 400/Г
Щ1^
9 19 29 59 Ь9 59
8ращвт&ль,ш кдмтобое число <?
Рис. 4.5. Распределение населенности по
вращательным уровням верхнего лазерного состояния
00°1 [12].
00°1 —10°0, 10,4 мкм, полученные в
усилителе на СО2. Как и для лазера на
двухатомных молекулах, усиление на переходах
Р-ветви превышает усиление на переходах
<#-ветви. Роль, которую играют молекулы
примесных газов N2 и Не, а также
различные механизмы возбуждения в лазере на
СО2, обсуждаются в работах, ссылки
на которые помещены в табл. 4.3.

Гл.4.
Молекулярные газовые лазеры
и
1,0
0,8
0,6
о,г
*8°
" 8 S8
- h\ <
ft 8
- о* 8
8>
о
— <Ъ
о
о
о
-о R-den
о
"о
■о
о
?
. I t I I I
00*1*10*0
QQz '• N2: Не
>
о
о
Р~детвь
о о
о о
о о
1бь г%
° „
ч
, 1 , 1 г !
Значение J для нижнего уробня
Рис. 4.6. Значения коэффициентов усиления
отдельных переходов Р- и ^-ветвей колебательно*
вращательной полосы 00°1—10°0.
Внутреннее сечение трубки усилителя 2,54 см;
парциальное давление газов в смеси СО2
0,65 мм рт. ст., N2 — 1,4 мм рт. ст.,
Не — 2,9 мм. рт. ст., скорость газового потока
192 см/с [12].
400
%гоо
Сд2Лг zzhz
A11,5мм рт.ст.) (Ц6'А,5ммрт.ст.)
g • Не
'2'Аммр]Т!.ст.)
@,8X2 ммрт.ст.)
со2:со
A:1 мм рт. ст.)
v 10 30
Ток разряда, мА
Рис. 4.7. Зависимости коэффициента усиления от
силы тока в разряде, полученные для различных
газовых смесей на основе СО2 при оптимальном
отношении парциальных давлений компонентов и
постоянной скорости газового потока, равной
150 см3/мин.
Внутренний диаметр трубок 12 мм (/) и 37 мм
B) [12].
:^Z7
B:6 мм рт. ст.)',
внутренний
диаметр 22 мм',
■° го w ео во юо
Температуря стенок, °С
Рис. 4.8. Влияние температуры стенки газовой
трубки на величину оптимального усиления в
усилителе на смеси СО2—Не [12].
На рис. 4.7—4.10 приведены данные по
изменению коэффициента усиления в
зависимости от силы тока разряда, температуры
стенок, скорости газового потока и
давления СО2, полученные в усилителях света
на СО2. Влияние силы тока разряда на ко-
Спорость потока QQi,cn у мин
(при нормальных условиях)
Рис. 4.9. Влияние скорости газового потока на
коэффициент усиления в усилителях на смесях
СО2—N2—He и СО2—СО—Не.
Диаметр трубок 12 мм (/) и 22 мм B).
Давление газа и относительный состав смеси во всех
случаях близки к оптимальным [12].
эффициент усиления (рис. 4.7) изучалось &
газовых смесях различного состава при
постоянной скорости газового потока, равной
150 см3/мин, в трубках диаметром 12 или
37 мм. Изменение коэффициента усиления,
связанное с изменением температуры
стенок трубки и, следовательно, температуры
100
.60
Z0
CQ2- Нв (р-^ммрт. ст.)
'• N 2 (Р=/, 5ммрт. ст.)
1&(рЧммрт.ст.) X
0,5
1,5
р,ммрт.ст
2,5
Рис. 4.10. Зависимости коэффициента усиления
от давления СО2 в смесях различного состава,
полученные для трубки диаметром 22 мм при
скорости потока СО2, равной 100 см^/мин [12].
газа, изучалось в усилителе на смеси
СО2—Не при оптимальной величине
разрядного тока (рис. 4.8). На рис. 4.9
приведены кривые, показывающие
зависимость коэффициента усиления от скорости
потока СО2, а на рис. 4.10—от
парциального давления СО2> в газовых смесях
различного состава.
107

4. I.
Газовые лазеры
Таблица 4.2
Лазеры на газах с двухатомными
молекулами
Продолжение табл. 4.2
Длина
волны
вакууме,
мкм
Частота1),-
см-1
Переход

Относительная

интенсивность2)
4.2.1. Лазер на CN3>
Переходы в полосе X2 2 D—3)
5,1838
5,1946
5,2055
1929,08
1925,09
1921,05
Р(9)
РA0)
Я A1)
0,54
0,42
0,04
4.2.2а. Лазер на СО
Переходы между электронными
В1 2 А!П4> 6>
состояниями В1 2 и А!П4>'
0,55921
0,55949
0,55975
0,55998
0,56019
0,56040
0,56053
0,60646
0,60674
0,60699
0,60722
0,60742
0,60759
0,65973
0,66013
0,66049
0,66082
0,66109
0,66133
0,66153
Длина
волны
в вакууме,
мкм
17882,2
17873,3
17864,9
17857,6
17850,9
17844,3
17840,1
16489,2
16481,6
16474,8
16448,6
16463,1
16458,6
15157,7
15148,5
15140,2
15132,7
15126,5
15121,0
15116,4
Частота,
см
Полоса 0—3
Q A1)
Q(i0)
Q(9)
Q (8) или
Л A3)
QG)
QF)
QE)
Полоса 0—4
Q(9)
Q(8)
QG)
QF)
QE)
QD)
Полоса 0—5
QA0)
Q(9)
Q(8) или
PA3)
QG)
QF)
QE)
QD)
Переход
5)
0,3
0,5
1,0
1,0
1,0
0,3
0,02
0,5
0,8
1,0
0,6
0,3
0,03
-
0,06
0,3
0,7
1,0
0,4
0,2
0,02

Примечания
4.2.2b Лазер на СО
Переходы между уровнями основного
электронного состояния X 12+6>> 7)
5,08691
5,09806
5,10937
5,12079
5,13237
5,14405
5,15597
5,16794
5,18009
5,19236
1965,83
1961,53
1957,19
1952,82
1948,42
1943,99
1939,50
1935,01
1930,47
1925,91
Полоса 5—4
РA8)
Я A9)
РB0)
РB1)
РB2)
РB3)
РB4)
РB5)
РB6)
РB7)
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
Длина
волны
в вакууме,
мки
5,03755
5,04750
5,05755
5,06773
5,07807
5,08845
5,09905
5,10985
5,12030
5,13157
5,14268
5,15390
5,16527
5,17681
5,18848
5,20026
5,21218
5,22422
5,23649
5,24882
5,26137
5,27396
5,10410
5,11418
5,12445
5,13485
5,14530
5,15595
5,16666
5,17765
5,18865
5,19980
5,21110
5,22256
5,23420
5,24590
5,25776
5,26981
5,28189
5,29423
5,30674
5,31924
5,33204
5,34494
5,17220
5,18250
5,19290
5,20345
5,21410
5,22498
5,23600
5,24710
5,25835
5,26966
Частота1),
см-1
1985,09
1981,18
1977,24
1973,27
1969,25
1965,23
1961,15
1957,00
1953,01
1948,72
1944,51
1940,28
1936,00
1931,69
1927,35
1922,98
1918,58
1914,16
1909,68
1905,19
1900,66
1896,11
1959,21
1955,35
1951,43
1947,48
1943,52
1939,51
1935,49
1931,38
1927,28
1923,15
1918,98
1914,77
1910,51
1906,25
1901,95
1897,60
1893,26
1888,85
1884,40
1879,97
1875,45
1870,93
1933,41
1929,57
1925,71
1921,80
1917,88
1913,88
1909,85
1905,81
1901,74
1897,66
Переход
Полоса 6—5
РG)
Р(8)
Я (9)
РA0)
Р(П)
Р{12)
РA3)
РA4)
РA5)
РA6)
РA7)
РA8)
РA9)
РB0)
Р B1)
РB2)
РB3)
РB4)
РB5)
РB6)
РB7)
РB8)
Полоса 7—6
Р{7)
Р(8)
Р(9)
РA0)
РA1)
Р A2)
РA3)
РA4)
РA5).
РA6)
РA7)
РA8)
РA9)
РB0)
РB1)
РB2)
РB3)
РB4)
РB5)
РB6)
РB7)
РB8)
Полоса 8—7
РG)
Р(8)
Р(9)
РA0)
РA1)
РA2)
Р A3)
РA4)
РA5)
РA6)

Примечания
6
6, 9
6, 9
6, 9
6, 9
6, 9
6, 9, 10
6, 11
12
8, 12
8, 12
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
6
6, 9
6, 9
6, 9
6, 12
6,9—12
6,9,11,12
6,9,11,12
6, 9, 12
6
8, 12
8, 12
8, 12
8, 12
8
8
8
8
8
8
8
8
6
6
6
6
6, 9
6, 9—11
6,9,11
6,8,
9. 12
8, 12
8, 12
108

Гл.4.
Молекулярные газовые лазеры
Длина
волны
в вакууме,
мкм
5,28118
5,29284
5,30467
5,31663
5,32871
5,34095
5,35334
5,36585
5,37860
5,39141
5,40442
5,41751
5,24195
5,25250
5,26310
5,27380
5,28465
5,29570
5,30695
5,31820
5,32964
5,34127
5,35298
5,36485
5,37692
5,38906
5,40138
5,41385
5,42648
5,43926
5,45225
0,46533
5,47852
5,49191
5,32415
5,33490
5,34590
5,35695
5,36820
5,37950
5,39110
5,40274
5,41457
5,42651
5,45087
5,46328
5,47582
5,48850
5,50138
5,51442
5,52762
5,54091
5,55438
Частота*
см-1
1893,52
1889,34
1885,13
1880,90
1876,63
1872,33
1867,99
1863,64
1859,22
1854,80
1850,34
1854,87
1907,69
1903,85
1900,02
1896,17
1892,27
1688,32
1884,32
1880,33
1876,30
1872,21
1868,12
1863,98
1859,80
1855,61
1851,38
1847,11
1842,82
1838,49
1834,11
1829,72
1825,31
1820,86
1878,23
1874,45
1870,59
1866,73
1862,82
1858,91
1854,91
1850,91
1846,87
1842,80
1834,57
1830,40
1826,21
1821,99
1817,73
1813,43
1809,10
1804,76
1800,38
Продолжение
Переход
РA7)
РA8)
РA9)
РB0)
РB1)
РB2)
РB3)
РB4)
РB5)
РB6)
РB7)
РB8)
Полоса 9—8
РG)
Р(8)
Р(9)
PtlO)
Я A1)
РA2)
РA3)
Р A4)
Р A5)
РA6)
РA7)
РA8)
РA9)
РB0)
РB1)
РB2)
РB3)
РB4)
РB5)
РB6)
РB7)
РB8)
Полоса 10—9
Р(8)
Р(9)
РA0)
Р A1)
РA2)
РA3)
РA4)
Р(Щ
РA6)
РA7)
РA9)
РB0)
Р B1)
РB2)
РB3)
РB4)
РB5)
РB6)
РB7)
табл. 4.2

Примечания
8, 12
8, 12
8, 12
8, 12
8, 12
8
8
8
8
8
8
8
6
6
6, 9
6, 9, 10
6, 9—11
6, 10—12
6, 9,
10, 12
6, 9—12
8, 9, 12
8, 9, 12
8, 12
8, 12
8, 12
8, 12
8, 12
8, 12
8
8
8
8
8
8
6
6
6, 10
6, 10
6, 9—12
6, 10—12
8, 9 12
8, 9 12
8, 12
8, 10, 12
8, 12
8, 12
8, 12
8, 12
8
8
8
8
8
Длина
волны
в ваккуме,
мкм
5,4080
5,4196
5,4299
5,4425
5,45402
5,46571
5,47763
5,48968
5,50189
5,51421
5,52667
5,53927
5,55207
5,56503
5,59147
5,60494
5,4842
5,4946
5,5072
5,5187
5,5299
5,5424
5,57904
5,59158
5,60436
5,61725
5,64350
5,65687
5,67044
5,68414
5,5971
5,6087
5,63304
5,65816
5,67098
5,68396
5,69712
5,71042
5,73754
5,75142
5,6546
5,6654
5,6780
5,71361
5,72642
5,73931
5,75243
5,77911
5,79264
5,80636
5,82031
5,83441
5,84874
Частота
см"
1849,11
1845,15
1841,65
1837,40
1833,51
1829,59
1825,61
1821,60
1817,56
1813,50
1809,41
1805,29
1801,13
1796,94
1788,44
1784,14
1823,41
1819,96
1815,81
1812,02
1808,35
1804,28
1792,42
1788,40
1784,33
1780,23
1771,95
1767,76
1763,53,
1759,28
1786,64
1782,95
1775,24
1767,36
1763,36
1759,34
1755,27
1751,18
1742,91
1738,70
1769,18
1765,10
1761,18
1750,21
1746,29
1742,37
1738,40
1730,37
1726,33
1722,25
1718,12
1713,97
1709,77
Продолжение
Переход
Полоса 11 —10
Р(9)
Я (Ю)
РA1)
РA2)
РA3)
РA4)
РA5)
Я A6)
РA7)
РA8)
Р A9)
РB0)
Р B1)
РB2)
РB4)
РB5)
Полоса 12—11
Р(9)
РA0)
Я A1)
РA2)
РA3)
Я A4)
РA7)
РA8)
РA9)
РB0)
РB2)
РB3)
РB4)
РB5)
Полоса 13—12
РA2)
РA3)
РA5)
РA7)
РA8)
РA9)
РB0)
РB1)
РB3)
РB4)
Полоса 14—13
РA0)
р A1)
РA2)
РA5)
РA6)
Р A7)
РA8)
РB0)
РB1)
РB2)
РB3)
РB4)
РB5)
табл. 4.2

Примечания
10
10
10, 11
10
8, 9, 12
8, 9, 12
8, 9, 12
8, 9, 12
8, 12
8, 12
8, 12
8, 12
8
8
8
8
10
10, 11
10, И
9, 10
9, 10
9, 10
8
8, 12
8, 12
8
8
8
8
8
10, 11
9, 10
8
8
8
8
8
8
8
8
10
10, 11
10
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
109

4. I.
Газовые лазеры
Длина
волны
в вакууме,
мкм
5,78346
5,79633
5,80927
5,83581
5,84935
5,86300
5,87689
5,89088
5,90507
5,91951
5,89450
5,90789
5,92156
5,94923
5,96338
5,97768
5,98177
5,99553
6,00939
6,02348
6,03774
6,05755
6,07145
6,0856
6,09961
6,12845
6,14904
6,16288
6,17712
6,1924
6,2068
6,24320
6,25712
6,27228
6,2870
6,3260
6,33936
6,3552
6,38476
6,4252
6,43968
6,45488
6,4704
6,5120
6,5268
Частота,
см
1729,07
1725,23
1721,39
1713,56
1709,59
1705,61
1701,58
1697,54
1693,46
1689,33
1696,50
1692,65
1688,74
1680,89
1676,90
1672,89
1671,75
1667,91
1664,06
1660,17
1656,25
1650,83
1647,05
1643,22
1639,45
1631,73
1626,27
1622,62
1618,88
1614,88
1611,14
1601,74
1598,18
1594,32
1590,58
1580,78
1577,45
1573,51
1566,23
1556,37
1552,87
1549,22
1545,50
1535,63
1532,14
Продолжение
Переход
Полос а
15—14
Я A4)
-Р A5)
Р A6)
РA8)
Р A9)
РB0)
Я B1)
РB2)
РB3)
РB4)
Полоса
16—15
Р A6)
Р A7)
Р A8)
РB0)
Р B1)
РB2)
Полоса
17—16
РA6)
РA7)
Р A8)
РA9)
РB0)
Полоса
18—17
Р A5)
РA6)
РA7)
Р A8)
РB0)
Полоса 19—18
Р A5)
Р A6)
РA7)
РA8)
РA9)
Полоса 20—19
Р A5)
Р A6)
Р A7)
РA8)
Полоса 21—20
Р A4)
Р A5)
Р A6)
Р A7)
Полоса 22—21
Р A4)
Р A5)
РA6)
Р A7)
Полоса 23—22
РA3)
РA4)
-табл. 4.2

Примечания
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
Продолжение табл. 4.2
Длина
волны
вакууме,
6,5424
6,5584
6,6476
6,6632
Длина
волны
в вакууме,
мкм
Частота,
Переход
1528,49
1524,76
1504,30
1500,78
Частота,
см
4,0170
4,0176
4,0470
4,0475
4,0783
4,0788
4,1107
4,1112
4,1442
4,1448
4,1796
4,1653
4,1658
4,1970
4,1975
4,2295
4,2633
4,2639
4,2988
4,2994
4,3354
4,3359
4,3250
4,3255
4,3579
4,3585
4,3925
4,3931
4,4281
4,4307
4,4652
4,4658
4,5041
4,5047
4,5330
4,5335
4,5691
4,5696
4,6070
4,6076
4,6463
4,6467
РA5)
РA6)
Полоса 24—23
РA5)
Р(Щ

Примечания
8
Переход
НВг™ НВг81
4.2.3а Лазер на НВг13>
Переходы хз
Полоса
2489,40 | РD)
2489,05
2470,97 | РE)
2470,63
2452,03 | РF)
2451,68
2432,70
2432,36
2412,99
2412,68
2392,56
2400,78
2400,47
2382,68
2382,35
2364,36
2345,58
2345,26
2326,23
2325,92
2306,60
2306,30
2312,15
2311.85
2294,68
2294,39
2276,61
2276,32
2258,29
2258,00
2239,52
2239,26
2220,20
2219,92
2206,07
2205,81
2188,61
2188,35
2170,61
2170,35
2152,27
2152,04
РG)
Р(8)
Полоса
РD)
РE)
РF)
РG)
Р(8)
Р(9)
Полоса
Р<4)
РE)
РF)
РG)
Р(8)
Р(9)
Полоса
РE)
РF)
Р(8)
1—0
РD)
РE)
РF)
РG)
2—1
Р(9>
1
РD)
РE)
РG)
Р(8)
Р(9)
3—2
Р E)
РF)
РG)
Р(8)
Р(9)
4—3
Я E)
РF)
Р G)
Р(8>
110

Гл.4.
Молекулярные газовые лазеры
Продолжение табл. 4.2
Переход
НВг™ НВг81
4.2.3& Лазер
на НВг
Чисто вращательные переходы
19,399
20,360
20,896
20,949
21,501
22,136
30,948
32,469
19,988
21,546
30,445
31,849
33,409
22,226
22,855
31,368
•32,799
40,526
29,786
23,436
Длина
волны
в вакууме,
мкм
515,49
491,16
478,56
477,35
465,09
451,75
323,12
307,99
500,30
464,12
328,46
313,98
299,32
449,92
437,54
318,80
304,89
246,76
335,73
426,69
Частота,
см
Я C1) или
Я C0)
Я B9) или
Я A9) или
ЯЧ18) или
Я C3) или
Я C0)
Я B0) или
Я A9) или
Я A8) или
Я C0)
Я B9) или
Я B0) или
Я A9)
Я A5) или
7, Q
(J — О
Переход
DBr70
14)
Я C3)
Я C1)
Я C0)
Я B9)
Я B8)
Я A9)
Я A8)
Я C3)
Я B0)
Я A9)
Я A8)
Я B9)
Я B0)
Я A5)
Я B2)
DBr81
4.2.3с Лазер на DBrl5>
Полоса
Р(8)
Полоса
РE)
РF)
РG)
Р(8)
Полоса
РE)
РF)
РG)
Р(8)
Р(9)
РA0)
5,8049
5,8620
5,8626
5,8928
5,8944
5,9246
5,92.61
5,9573
5,9590
6,0209
6,0225
6,0529
6,0544
6,0858
6,0873
6,1200
6,1216
6,1546
6,1562
6,1903
6,1918
6,2272
6,2289
1722,67
1705,91
1705,43
1696,98
1696,52
1687,89
1687,45
1678,60
1678,13
1660,88
1660,45
1652,10
1651,69
1643,18
1642,76
1634,00
1633,57
1624,80
1624,39
1615,42
1615,03
1605,85
1605,43
2—1
3—2
РE)
РF)
РG)
Р(8)
4—3
РE)
РF)
РG)
Р(8)
Р(9)
РA0)
Длина
волны
в вакууме,
мкм
6,2237
6,2566
6,2581
6,2916
6,2932
6,3279
6,3294
Длина
волны
в вакууме,
мкм
Частота
см""
1606,75
1598,32
1597,93
1589,41
1589,01
1580,31
1579,92
Частота,
Продолжение
табл. 4.2
Переход
НВг" НВг"
Полоса 5—4
Р F)
РG)
РG)
Р(8)
Р (8)
Р(9)
Р(9)
Переход
НС135 НС13'

Примечания
3,7071
3,7383
3,7408
3,7710
3,7735
3,8050
3,8'074
3,8401
3,8425
3,8768
3,9149
3,8509
3,8840
3,9181
3,9205
3,9536
3,9560
3,9909
4,0295
4.2.4а Лазер на НС1,
2697,52
2675,01
2673,23
2651,82
2650,08
2628,13
2626,45
2604,09
2602,48
2579,42
2554,34
2596,79
2574,70
2552,26
2550,70
2529,31
2527,79
2505,68
2481,69
Полоса 2—1
РD)
РE)
РE)
РF)
РF)
РG)
РG)
Р(8)
Р(8)
Р(9)
РA0)
Полоса 3—2
РD)
РE)
РF)
РF)
РG)
РG)
Р(8)
Р(9)
16—18
16—19
17
16—-19
17
16—19
17
16—19
17
17—19
17—19
17, 18
17—19
17—19
17
17—19
17
17—19
17—19
4.2.46 Лазер на НС1
Чисто вращательные переходы
13,8720
14,0994
14,3434
16,2125
16,6085
16,664
17,0340
17,4923
17,9874
17,997
18,522
19,122
20,4106
21,1556
21,9706
22,8637
23,8485
720,921
709,279
697,232
616,809
602,114
600,10
587,070
571,686
555,969
555,65
539,928
522,96
489,949
472,701
455,175
437,380
419,326
Я D0)
Я C9)
Я C8)
Я C2)
Я C1)
Я C1)
Я C0)
Я B9)
Я B8)
Я B8)
Я B7)
Я B6)
Я B4)
Я B3)
Я B2)
Я B1)
Я B0)
20
20
'20
20
20
21
20, 21
20, 21
20, 21
21
20
21
20
20
20
20
20
111

4. I.
Газовые лазщт
Продолжение табл. 4.2
Длина
волны
в вакууме,
мкм
24,9367
26,1462
27,508
16,765
17,125
17,575
18,035
18,555
18,593
19,145
19,7002
20,3455
21,0470
21,8127
22,6514
23,5705
24,6177
24,5833
25,7040
19,183
20,9991
24,3178
19,783
19,821
Длина
волны
в вакууме*
мкм
Частота*
см
401,023
382,483
363,53
596,48
583,94
568,99
554,48
538,94
537,84
522,33
507,628
491,526
475,130
458,449
441,491
424,268
406,215
406,789
389,065
521,29
476,215
411,232
505,48
504,52
Частота,
см
Переход
Н618Б НС13*
#A9)
«A8)
/г A7)
0=1
#C2)
#C1)
#C0)
#B9)
#B8)
#B8)
#B7)
#B6)
#B5)
#B4)
#B3)
#B2)
#B1)
#B0)
#B0)
#A9)
и=2
#B8)
#B6)
#B1)
а = 3
#B8)?
Переход
DC186 DC18'

Примечания
20
20
21
21
21
21
21
21
21
20
20
20
20
20
20
20
20
20
•21
20
20
21
21

Примечания
5,0445
5,0514
5,0743
5,0811
5,1049
5,1118
5,1363
5,1431
5,1688
5,1511
5,1811
5,1879
5,2118
5,2186
5,2435
6,2503
5,2760
5,2829
5,3097
5,3443
5,3799
112
4.2.4с Лазер на DC1
1982,35
1979,65
1970,72
1968,08
1958,90
1956,25
1946,94
1944,35
1934,67
1941,35
1930,10
1927,56
1918,73
1916,24
1907,13
1904,67
1895,37
1892,91
1883,35
1871,15
1858,77
Полоса 2—1
Р(Б)
РE)
РF)
РF)
РG)
РG)
Р(8)
Р(8)
Р(9)
Полоса 3—2
РD)
Р(Б)
РE)
Р(б)
Я F)
Я G)
РG)
Р(8)
Р(8)
Р(9)
Я (Ю)
22
22
22
22
22, 23
22
22, 23
22
22, 23
22, 23
22, 23
22
22
22
22
22
22
22
22
22
22
Длина
волны
в вакууме,
мкм
5,3244
5,3562
5,3629
5,3889
5,3956
5,4295
5,4577
5,4935
5,5304
5,5084
5,5423
5,5776
5,6137
Длина
волны
в вакууме*
мкм
Частота,
см**1
1878,13
1867,01
1864,65
1855,66
1853,36
1841,79
1832,27
1820,34
1808,20
1815,38
1804,31
1792,89
1781,36
Частота,
см
Продолжение
Переход
HGl" HC1"
Полоса 4—3
РE)
РF)
РF)
РG)
РG)
Р(8)
Р(9)
РA0)
Р(П)
Полоса 5—4
РF)
Р. G)
Р(8)
Р(9)
Переход
табл. 4.2

Примечания
22
22
22
22
22
22
22
22
22
22
22
22
22

Примечания
4.2.5а Лазер на HF
2,640
2,673
2,7075
2,7441
2,7826
2,8231
2,8657
2,9103
2,9573
3,0064
3,0582
3,1125
2,6962
2,7275
2,7604
2,7953
2,8318
2,8706
2,9111
2,9539
2,9989
3,0461
3,0958
3,1480
3,2029
3,2603
.2,8213
2,8540
2,8889
2,9256
2,9643
3,0051
3,0482
3788
3741
3693,50
3644,16
3593,80
3542,20
3489,59
3436,12
3381,50
3326,21
3269,90
3212,80
3708,86
3666,38
3622,71
3577,47
3531,31
3483,63
3435,17
3385,34
3334,55
3282,86
3230,18
3176,60
3122,14
3067,22
3544,51
3503,80
3461,54
3418,16
3373,46
3327,73
3280,64
Полоса 1—0
РD)
РE)
РF)
РG)
Р(8)
Р(9)
РA0)
Р(Н)
РA2)
РA3)
Я A4)
Р A5)
Полоса 2—1
РB)
РC)
РD)
РE)
РF)
РG)
Р(8)
Р(9)
РA0)
РA1)
РA2)
РA3)
РA4)
РA5)
Полоса 3—-2
РB)
РC)
РD)
РE)
РF)
РG)
Р(8)
24
24
24, 25
24, 25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
24—27
24—27
24—27
24—27
25—27
25, 27
25, 27
25, 27
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25
25

Гл.4.
Молекулярные газдвые лазеры
Продолжение табл. 4.2
Длина
волны
в вакууме,
мкм
Частота,
см"
Переход

Примечания
4.2.56 Лазер на HF
Чисто вращательные переходы
10,1978
10,4578
10,7439
11,0573
11,4033
11,7854
12,2082
12,6781
13,2009
13,7841
14,4406
16,0215
16,975
18,085
12,2619
12,7006
13,1877
13,7277
15,0163
16,665
17,645
18,8010
20,1337
21,6986
10,5819
10,8117
13,2211
14,2881
16,444
17,327
20,9393
11,5408
17,095
19,1129
20,3513
21,7885
980,60
956,23
930,76
904,38
876,94
848,50
819,12
788,76
757,52
725,47
692,49
624,16
589,10
552,94
815,53
787,37
758,28
728,45
665,94
600,42
566,73
531,89
496,68
460,86
945,01
924,93
756,37
699,88
608,12
577,13
477,57
866,49
584,97
523,21
491,37
458,96
#B7)
#B6)
#B5)
#B4)
#B3)
#B2)
#B1)
#B0)
#A9)
#A8)
#A7)
#A5)
#A4)
#A3)
#B2)
#B1)
#B0)
#A9)
#A7)
#A6)
#A5)
#A3)
#A2)
#(И)
у 2
#B9)
#B8)
#B1)
#A9)
#A6)
#A5)
#A2)
#B7)
#A6)
#A4)
#A3)
#A2)
28
28
28
28, 29
28, 29
28, 29
28, 29
28, 29
28, 29
28
28
28
29
29
28, 29
28, 29
28
28
28
29
29
29
28
28
28
28
28
28
29
29
28
28
29
28
28
28
3,8298
3,9572
4,0032
3,6363
3,6665
3,6983
3,7310
3,7651
3,8007
3,8375
3,8757
3,9155
3,9565
4.2.5с Лазер на DF
Полоса 1—О
2611,10 РA2)
2527,06
2498,02
2750,05
2727,38
2703,98
2680,28
2655,97
2631,09
2605,87
2580,16
2553,97
2527,47
РA6)
Полоса 2—1
РC)
РD)
РE)
РF)
РG)
Р(8)
Р(9)
РA0)
РA2)
30
30
30
30
30, 31
30, 31
30, 31
30, 31
30
30
30
30
30
Длина
волны
в вакууме,
мкм
3,9995
4,1369
4,1862
3,7563
3,7878
3,8206
3,8547
3,8903
3,9272
3,9654
4,0054
4,0464
4,0895
4,1798
3,9487
3,9843
4,0212
Частота,
см-1
2500,32
2417,27
2388,79
2662,17
2640,04
2617,41
2594,23
2570,51
2546,37
2521,81
2496,61
2471,34
2445,29
2392,46
2532,50
2509,86
2486,83
Продолжение
Переход
РA3)
РA6)
РA7)
Полоса 3—2
РC)
РD)
РE)
РF)
РG)
Р(8)
Р(9)
Я (Ю)
РA1)
РA2)
РA4)
Полоса 4—3
РE)
РF)
РG)
табл. 4.2

Примечания
30
30
30
30
30
30, 3!
30, 31
30, 31
30
30
30
30
30
30
30
30
30
4.2.6а Лазеры на Н2, HD и D2
Н2. Переходы в системе
S+
0,835190
0,887868
0,890128
1,116520
1,122507
1,30613
1,31658
11973,32
11262,93
11234,34
8956,40
8908,63
7656,2
7595,4
B-1)
A-0)
A-0)
@-0)
@-0)
@-1)
@-1)
РB)
РD)
РB)
РD)
РB)
РD)
РB)
31, 33
32, 33
32, за
32, 33-
32, 33
32, 33
33
HD. Переходы в системе
0,9163
10914
Полоса A—0I
|
D2. Переходы в системе
Bsa*2 + -2/7(j12J)
0,827980 112077,58 1 B—0) Р C)
0,953261 I 10490,31 | A—0) Р C)
32, ЗФ
32
32
4.2.66 Лазеры на Н2, параводороде, HD и D2>
Н2. Переходы в системе(В12 + —
0,152325
0,156725
0,157199
0,157739
0,157919
0,157998
0,158074
0,159131
0,159340
0,159606
0,160448
0,160623
0,160750
0,160839
0,160902
65649,0
63806,1
63613,8
63395,9
63323,8
63291,98
63261,4
62841,2
62758,9
62654,2
62325,3
62257,4 -
62208,3
62173,8
62149,4
B-8) Р C)
(8-14) Р C)
B-9) РA)
B-9) Р C)
G—13) Р A)
G-13) Р B)
(Г—13) Р C)
C-Ю) Р A)
C—10) Р B)
C—10) Р C)
D-11) РA)
D-11) Р B)
F-13) Р A)
D-И) РC)
F-13) Р C)
35
35, 36>
35, 36
35, 36?'
35
35
36, 37'
35, 36
35
36, 37
36, 37
35
36, 37
36, 37
37
113

4. I.
Газовые лазеры
Длина
волны
в вакууме,
мкм
0,161033
0,161165
0,161318
Частота,
см
62099,2
62048,1
61989,2
Продолжение
Переход
E—12) Р A)
E—12) Р B)
E—12) РC)
табл. 4.2

Примечания
37
37
36, 37
Продолжение табл. 4.2
Длина волны
в вакууме*
мкм
Переход
Параводород. Переходы в системе
0,151994
0,156753
0,157434
0,157771
0,157998
0,158110
0,158140
0,158899
0,159340
0,159925
0,160236
0,160594
0,160623
0,160829
0,160961
0,161033
0,161091
0,161165
0,161318
0,161485
65792,0
63794,8
63518,8
63383,0
63292,0
63247,0
63235,3
62933,0
62758,9
62529,4
62408,0
62269,0
62257,4
62177,7
62126,7
62099,2
62076,7
62048,1
61989,2
61925,1
B-8) Р B)
(8—14) Р B)
B-9) Р B)
G-13) Я @)
G—13) Р B)
B—9) Р D)
G—13) Р D)
C—10) R @)
C—10) Р B)
C—10)РD)
D—11)Я@)
F—13) R @)
D—11) РB)
F-13) Р B)
F—13) Р D)
E—12) РA)
D—11) Р D)
E-12) Р B)
E-12) РC)
E-12) Р D)
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
HD. Переходы в системе (В1 2+ — X1 2 + )
0,157242
0,159524
0,159713
0,160365
0,160496
0,160569
0,160631
0,160646
0,160692
0,160747
-8,160794
0,160827
0,160893
0,161005
0,161131
63596
62686
62612
62358
62307
62278
62254
62248
62231
62209
62191
62179
62153.
62110
62061
)—16)ЯB),ЯC)
D-12) Р B)
D-12) Р C)
E—13) Р A)
E—13) Р B)
G-15) Р A)
G—15) Р B)
E—13) Р C)
G-15) РC)
G-15) Р D)
F-14) Р A)
E-13) Р D)
F-14) Р B)
F-14) Р C)
F-14) Р D)
D2. Переходы в системе (ВХ2+—
A0—19)РB)
A0—19) РC)
A0—19) РD)'-
(9—18) Р B)
(9-18) Р D)
E-15) Р B)
E—15) Р D)
F-16) Р B)
F-16) Р D)
(8—18) Р B)
G-17) Р B)
(8—18) РB)
(8-18) Р D)
G-17) Р D)
114
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
0,158675
0,158694
0,158714
0,159130
0,159257
0,160086
0,160354
0,160848
0,161080
0,161198
0,161236
0,161251
0,161320
0,161412
630.21
63014
63004
62841
62792
62466
62360
62170
62080
62035
60020
62014
61990
61951
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
35
4.2.6с Лазер на Нг
Переходы в системе
(В1 2 +
0,158074
0,159606
0,160044
0,160448
0,160750
0,160839
0,160902
0,161033
0,161165
0,161318
Длина
волны
в вакууме,
мкм
-К* 2 +
63262
62654
62483
62325
62208
62174
62150
62099
62048
61989
Частота,
см
K7>
G-13) РC)
C—10) Р C)
D—11) Р A)
F—13) Р A)
D—Н)Р(З)
F—13) Р C)
E-12) Я A)
E-12) Р B)
E—12) РC)
Переход38)

Примечания
4.2.7 Лазер на NO
Переходы между уровнями основных
электронных состояний 2^Ч/2 и 2И.з/2
Полоса 6—5
5,8462
5,8549
5,8584
5,8706
5,8789
5,9036
5,9083
5,9550
5,9423
5,9546
5,9632
5,9673
5,9756
5,9799
5,9882
5,9931
6,0010
6,0054
6,0192
6,0267
6,0324
6,0402
6,0386
6,0419
6,0543
1710,52
1707,98
1706,95
1703,41
1700,99
1693,88
1692,53
1679,3
1682,84
1679,37
1676,96
1675,81
1673,46
1672,27
1669,96
1668,59
1666,39
1665,18
1661,36
1659,29
1657,71
1655,58
1656,0
1655,12
1651,72
аП1/2Р(8)
•П8/2>(8)
*П3/2 Р (9)
»П1/2РA0)
*П,/2РA2)
т3/2 р A2)
•П1/8Р<16)
Полоса 7—6
2П3/2РG)
*П3/2Р(8)
2П1/2Р(9)
2П3/2Р(9)
2П1/2Р(Ю)
2П3/2Р(Ю)
2П1/2Р(П)
*П3/2РA1
2П1/2РA2)
2П3/2РA2)
Ч18/2РA3)
2П1/2РA4)
2n3/2P(u;
2П1/2РA5
Полоса 8—7
2Х11/2РG)
3П3/2РG)
тз/2 Р (8)
39
39
39
39
39
39
39
40
39
39
39, 40
39
39, 40
39
39
39
39, 40
39
.39
39, 40
39, 40
39, 40
40
39
39

Гл.4.
Молекулярные газовые лазеры
1
Длина
волны
в вакууме,
мкм
6,0628
6,0673
6,0801
6,0884
6,0934
6,1015
6,1204
6,1417
6,1546
6,1973
6,1538
6,1576
6,1663
6,1792
6,1838
6,1921
6,1972
6,2055
6,2110
6,2191
6,2249
6,2381
6,2511
6,2602
6,2645
6,2778
6,2865
6,2913
6,2998
6,3051
6,3136
6,3191
6,3274
6,3336
6,3764
6,3894
6,3980
6,4031
6,4262
6,4321
Частота,
см
1649,40
1648,19
1644,71
1642,47
1641,13
1638,95
1633,87
1628,22
1624,8
1613,6
1625,02
1624,00
1621,72
1618,34
1617,12
1614,95
1613,63
1611,48
1610,06
1607,94
1606,46
1603,06
1599,71
1597,39
1596,30
1592,91
1590,71
1589,50
1587,36
1586,02
1583,88
1582,50
1580,43
1578,89
1568,29
1565,09
1562,99
1561,74
1556,14
1554,71
Продолжение
Переход
*П1/2Р(9)
2П3/2Р(9)
Ч13/2РA0)
2П1/2РA1)
2П3/2РA1)
Ч11/2РA2)
2П3/2РA3)
2П,/2РA5)
2П1/2РA6)
2П,/2РA9)
Полоса 9—8
2П1/2Р(8)
2П3/2 Р (8)
>П1/2Р(9)
2П1/2Р(Ю)
*П3/2 Р A0)
2П1/2РA1)
2П3/2Р(П)
2П1/2РA2)
Ч13/2РA2)
*П1/2РA3)
2П3/2 Р A3)
Полоса 10—9
2П3/2 Р F)
2П3/2 Р G)
2П1/2Р(8}
2П3/2 Р (8)
2П3/2 Р (9)
2П,/2Р(Ю)
2П3/2РA0)
2П1/2Р(П)
2П3/2Р(И)
2П1/2РA2)
2П3/2РA2)
2П1/2РA3)
2П3/2РA3)
Полоса 11—10
2П3/2Р(8)
яП3/2^(9)
2П1/2Р(Ю)
Ч13/2РA0)
2П1/2РA2)
Ш3/2РA2)
табл. 4.2

Примечания
39, 40
39
39
39, 40
39, 40
39
39
39, 40
40
40
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
39
Продолжение табл. 4.2
4.2.8а Лазер на N2
Переходы во второй положительной
системе (C3liu — В3fltfL1
0,337141
0,337178
0,337211
0,337240
0,357661
0,357713
Длина
волны в

вакууме*4 >,
мкм
29661,22
29657,92
29655,03
29652,46
27959,42
27955,34
Частота,
см
Полоса 0—0
Полоса 0—1
Переход46 >

Относительная
интенсивность46^
4 3-
Примечания
4.2.8& Лазер на N2
Переходы в первой положительной системе
(В§11 А32+L4>
0,748480
0,748948
0,749189
0,749377
0,749775
0,750363
0,757434
0,758313
0,758632
0,758855
0;759199
0,759524
0,760079
0,760608
0,761091
0,761195
0,761535
0,761946
0,762506
0,762631
0,76721
0,771418
0,774602
0,775483
0,865569
0,865730
0,866327
0,866494
0,866583
13360,41
13352,07
13347,76
13344,42
13337,34
13326,88
13202,47
13187,16
13181,62
13177,75
13171,78
13166,14
13156,52
13147,37
13139,03
13137,24
13131,37
13124,29
13114,65
13112,50
13110,95
12963,14
12909,86
12891,87
11553,10
11550,95
11542,98
11540,76
11539,57
Полоса 4—2
Qi(ll)
Qi(9)
PQM G)
Qi G)
Qi (б)
Pi(H)
Полоса 3—1
Q3 A3)
Qs(H)
Qa(9)
QiA5)
Qi (Щ
Qidi)
Qi(9)
PQ23 E)
CiG)
QiE)
pQi2(ll)
PQi2(9)
PQi2G)
Полоса 2—0
Qs(9)
QiE)
Полоса 2—1
RsG)
Q3 A5)
Q3A3)
Q2 A5)
Q,A2)
M
S
M
s
M
s
M
s
w
w
w
w
w
M
s
w
M
M
w
w
w
s
s
w
w
w
M
w
w
47
47
47
11s

. !.
Газовые лазеры
Длина
волны в

вакууме44^ ^
мкм
0,866810
0,86700
0,867161
€,867197
0,867371
0,867793
0,868560
0,868613
0,869001
0,869375
0,869729
0,870067
0,870307
0,870388
0,870494
0,870570
0,870696
0,870986
0,871267
0,871533
0,871690
0,871792
0,871884
0,871977
0,872106
0,872193
0,872266
0,872374
0,872460
0,8836.20
0,884372
0,884662
0,885001
0,885163
0,885269
0,885504
0,885704
0,885872
0,885893
0,885998
0,886090
0,886093
0,886397
0,886500
0,886522
0,886941
0,887043
0,887365
0,887775
Частота,
см"
11536,55
11534,0
11531,88
11531,41
11529,09
11523,48
11513,84
11512,61
11507,46
11502,52
11497,84
11493,37
11490,20
11489,13
11487,73
11486,73
11485,06
11481,24
11477,54
11474,03
11471,97
11470,63
11469,41
11468,19
11466,50
11465,35
11464,40
11462,97
11461,84
11317,08
11307,46
11303,75
11299,42
11297,36
11296,00
11293,01
11290,46
11288,31
11288,04
11286,71
11285,53
11285,50
11281,63
11280,32
11280,04
11274,71
11273,41
11269,32
11264,12
Продолжение
Переход46'
Q.CJ)
Q3 (Ю)
Qs(9)
Q2 A3)
Q»G)
Q2(H)
#iG)
Qi A3)
Qi A2)
Qi(ll)
Qi A0)
Qi(9)
PQ23 E)
Qi(8)
PQ23 G)
pQ2S(ll)
QiG)
QiF)
QiE)
QlD)
Pi A3)
QiC)
PQl2(H)
Pi A1)
pQi2 (9)
Pi (9)
PQi2 G)
PQi2 E)
pQi2 C)
Полоса 1—0
Qs A5)
Q3 A3)
Q2 A5)
Qs A2)
Q3 (И)
Qs A0)
Qs(9)
Q2A3)
Q3(8)
QsG)
Q3E), Ri (9)
RQul E)
Qi A5)
Q2(H)
Ql A4)
Q2(9)
Qi(l3)
Qi A2)
табл.
il
58
6B=
О tCrt
л я >с
Отн<
ная ]
HOGT
s
w
s
w
w
w
w
M
w
ss
M
ss
M
M
M
w
ss
M
ss
w
w
M
w
w
w
.w
s
s
s
w
w
M
M
w
w
s
w
s
w
w
M
w
w
w
w
w
w
s
w
4.2
к
s
в
cd
СГ
i
При]
47
47
47
47
47
47
47
47
47
47
47
Длина
волны в

вакууме4*) i
мкм
0,888162
0,888532
0,888884
0,889150
0,889.219
0,889358
0,889460
0,889539
0,889846
0,890137
0,890420
0,890617
0,890688
0,890811
0,890911
0,891038
0,891135
0,891199
0,891308
0,891373
1,043874
1,044548
1,045189
1,045806
1,046404
1,046956
1,047482
1,047979
1,048249
1,048464
1,048922
1,049348
1,049766
1,050161
1,050519
1,050800
1,051005
1,051118
1,052548
1,052911
1,053382
1,053760
;
)
1,230598
1,231430
1,232219
1,232962
1,233671
1,234332
1,234969
Частота*
см-1
11259,21
11254,52
11250,06
11246,69
11245,82
11244,06
11242,78
11241,78
11237,90
11234,23
11230,66
11228,17
11227,28
11225,72
11224,47
11222,87
11221,65
11220,84
11219,47
11218,65
9579,70
9573,52
9567,68
9562,00
9556,54
9551,55
9546,70
9542,18
9539,72
9537,79
9533,60
9529,73
9525,93
'9522,35
9519,10
9516,56
9514,70
9513,68
9500,75
9497,48
9493,23
9489,83
8126,13
8120,64
8115,44
8110,55
8105,89
8101,55
8097,37
Продолжение
Переход46)
Qi(H)
Qi (Ю)
Qi(9)
PQ23 E)
Qi(8)
PQ23 G)
PQ28 (9)
QlG)
QiF)
QiE)
QlD)
PiA3)
QiC)
PQl2(H)
Pi (И)
PQi2 (9)
Pi (9)
PQi2G)
PQi2E) PiG)
pQi2C)
Полоса 0—0
Qi A5)
Qi A4)
Qi A3)
Qi A2)
Qi(li)
Qi A0)
Qi(9)
Qi(8)
PQ23G)
QiG)
QiF)
QiE)
QiD)
QiC)
pQi2 (9)
PQi2G)
PQi2 E)
pQi2 C)
°Qi3 C)
°Qi2 E)
°Pi2 G)
°P» (9)
Полоса 0—1
Qi A1)
Qi(iO)
Qi(9)
Qi(8)
QiG)
QiF)
QiE)
j табл.

Относительная
интенсивность**)
SS
м
ss
м
м
м
W
ss
м
S
W
W
м
W
W
W
W
м
м
W
W
W
м
м
W
м
W
S
м
м
S
м
W
S
м
W
W
W
W
W
W
W
S
W
W
м
W
W
4.2
Примечания
47
47
47
47
47
47
47
47
47
47
47
47
47
47
47
47
47
116

Гл.4.
Молекулярные газовые лазеры
Продолжение табл. 4.2
Продолжение табл. 4.2
Длина
волны
\ «вакууме,
мкм
Частота,
см
Переход

Примечания
4.2.8с Лазер на N2
Переходы в системе
ln'l2)
3,29463
3,30149
3,30734
3,30989
3,31221
3,31426
3,31607
3,31760
3,31889
3,32069
3,45184
3,45832
3,46114
3,46368
3,46596
3,46795
3,46967
3,47109
8,1483
8,1827
8,2102
Длина
волны
в вакууме
мкм
3035,24
3028,94
3023,58
3021,25
3019,13
3017,27
3015,62
3014,23
3013,06
3011,43
2897,01
2891,56
2889,22
2887,10
2885,20
2883,55
2882,12
2880,94
1227,25
1222,09
1217,99
Полоса
2—1
С 04)
<?A2)
4? (Ю)
<?(9)
Q(8)
<2G)
<?F)
QE>
QD)
QB)
Полоса 1—0
<?(I2)
«(Ю)
«(9)
Q(8)
«G)
«F)
«(б)
«D)
Полоса 0—0
QA0)
Q(8)
<2F)
Частота w),
см'
48, 49
48, 49
48, 49
49
48, 49
49
48, 49
49
48, 49
49
48, 49
48, 49
49
48, 49
49
48, 49
49
48, 49
49
48, 49
48, 49
Переход
4.2.8d Лазер на Щ
Переходы в системе (wlAu
3,62349
3,62614
3,62910
3,64313
3,64472
3,64662
3,64883
3,65138
3,65424
3,65745
3,66095
3,66483
3,66899
3,67352
3,67834
2759,767
2757,752
2755,505
2744,891
2743,697
2742,269
2740,605
2738,693
2736,550
2734,148
2731,530
2728,637
2725,549
2722,186
2718,618
Полоса 0—0
R D)
#C)
jRB)
Q D)
Q E)
Q F)
Q G)
Q (8)
Q (9)
Q A0)
Q A1)
Q A2)
Q A3)
Q A4)
Q A5)
Длина волнь)
в ваккуме.
мкм
Частота,-
ем
О 5=
Ч S
О х
я в:
ZT «?
со
<L>
S
as
4.2.8е Лазер аа N2
Неидентифицированные переходы52)
1866,89—1803,01 24
1692,84—1600,44 24
1543,82—1482,71 16
1314,37—1239,90 20
5,35650—5,64628
5 90723—6,24828
6,47744—6,74441
7,60821—8,06517
53
53
54
54
1 ±0,05 см-'.
2 Суммарная пиковая мощность излучения
на всех линиях более 10 мВт.
8 См. [77]. Переходы наблюдались при
импульсном фотолизе цианогена 1C2N2) в
кварцевой трубке. Давление C2N2 15—20 мм рт. ст.
Минимальная энергия возбуждающего импульса
500 Дж.
4 Точность измерения длины волны
±10-5 мкм.
6 См. E3]. Переходы наблюдались при
импульсном разряде в трубке длиной 1,17 м с
внутренним диаметром 10 мм. Частота
повторения импульсов 25 Гц, сила тока в импульсе
80 А.
6 См. [70, 72]. Переходы наблюдались при
импульсном разряде в СО
7 В работе [28] сообщено о наблюдении в
полосах от 1—0 до 16—15 в общей сложности
трехсот переходов, многие из которых были
отнесены к jR-ветви. Переходы наблюдались при
импульсном фотолизе смесей CS2—O2. Для
наблюдения переходов было необходимо
применение селективных резонаторов. Длины волн
переходов не указаны,
8 См. [72] Переход наблюдался при
непрерывном разряде. Температура рубашки
лазерной трубки для переходов с малыми
значениями / была 195 К, для переходов с большими
значениями /—290 К.
9 См. [2]. Переход наблюдался при
импульсном разряде в смесях CS2—O2.
19 См [75]. Переход наблюдался при
импульсном фотолизе в смесях CS2—О2.
u См. [69]. Переход наблюдался при
непрерывном разряде в потоках смесей газов СО,
О2 и Не. Рубашка лазерной трубки
охлаждалась до температуры жидкого азота.
Сообщается о наблюдении и других переходов, длины
волн которых не приводятся. В лазере с
добротностью модулируемой вращающимся зеркалом»
суммарная пиковая мощность излучения
составляла 7,7 кВт.
12 См. [58]. Переход наблюдался при
импульсном разряде в смесях СО—СО2.
13 См. [18]. Переходы наблюдались при
импульсном разряде в смесях Н2 — Вг2, трубка
длиной 2 м с внутренним диаметром 32 мм, общее
давление газа 1,5—3,5 мм рт. ст.
14 Переходы наблюдались при разряде в
смеси ВВг3 @,05—0,2 мм рт. ст.) с Н2О, трубка
длиной 3,2 мм с внутренним диаметром 102 мм
[3].
16 См. [18]. Переходы наблюдались при
импульсном разряде в смеси D* @,6 мм рт. ст.) и
Вг2 @,3 мм рт. ст.), трубка длиной 2 м с
внутренним диаметром 32 мм.
16 См. [9, 44] и ссылки, помещенные в этих
работах. Переход наблюдался при реакции
между Н2 и СЬ, инициированной фотовспышкой,
в трубке длиной 0,6 м при общем давлении
газа 2—10 мм рт. ст. Энергия вспышки 1300 Дж.
17 См. [18]. Переход наблюдался при
импульсном разряде в потоке смеси газов Н2 A мм
рт. ст.) и С12 (ОД мм рт. ст.), трубка длиной
2 м с внутренним диаметром 32 мм.
18 См. [35]. Переход наблюдался при им-
пульснохМ разряде в смесях Н2 A—3 мм рт. ст.)
с С12 @,07—0,25 мм рт. ст.) или NOC1 @,2 мм
рт. ст.), трубка длиной 2 м с внутренним
диаметром 25 мм. Сообщено о наблюдении также
следующих переходов: Р D)—Р A1), полоса I—
0; р (И) — р A3), полоса 2—1; Р A0), полоса
3—2; РE) —Р(9), полоса 4—3. Длины вол»
этих переходов не указаны.
117

Ч. I.
Тазовые лазеры
w См. tb4j. Переход наблюдался при
импульсном разряде вг потоках смесей газов HI
@ 2—0,4 мм рт. ст.) и СЬ A,2 мм рт. ст ) трубка
длиной 0,5 м с внутренним d-20 мм. Сообшалось
о наблюдении переходов Р{П)—Р A3) в, полосе
2—1 и РA0)— РA2) в полосе 3—2.
20 См. [17]. Переход наблюдался при
импульсном разряде в потоках смесейгазов С1т-
СН,С1 С12—СНзВг или Cls—H2—CC1F3, часто-
ть! повторения импульсов 4-40 Гц, длина
трубки 2 м, внутренний диаметр 32 мм. обшее
давление газа 0,5—2 мм рт. ст.
21 См. [31. Переход наблюдался при
импульсном разряде в смесях ВС1. @,05-0,18 мм
рт ст.) с Н2О @,02-0,05 мм рт. ст.), трубка
длиной 32 м с внутренним диаметром 102 мм,
частота повторения импульсов 20 Гц, сила тока в
разряде 250—500 А.
22 См [18]. Переход наблюдался при
импульсном разряде в смеси D2 A,5 мм рт. ст.)
и С12 @,4 мм рт. ст.), трубка длиной 2 м с
внутренним диаметром 32 мм.
23 См. [9]. Переход наблюдался при реакции
между D2 A75 мм рт ст.) и CU A8 мм* рт. ст.),
инициированной фотовспышкой, в трубке
длиной 0,6 м. Энергия вспышки 2000 Дж.
24 См-. [83]. Переход наблюдался при
непрерывном разряде з сверхзвуковом потоке газовой
смеси, содержащей F и Н2. Атомарны-й фтор
образовывался при смешивании SFe с азотом,
нагретым в дуговом разряде. Мощность
непрерывной генерации составляла 475 Вт при мощности,
потребляемой дуговым нагревателем, 27,6 кВт.
26 См. [16]. Переход наблюдался при
импульсном разряде в потоках смесей газов CBrF3
и Н2 (общее давление газа 0,15—1 мм рт. ст.,
трубка длиной 2 м с внутренним диаметром
32 мм, частота повторения импульсов 2—10 Гц,
сила тока в разряде 50-200 А), а также в
смесях CF4, CC1F3 или CC12F2 с Н2. СН* или СН3С1.
26 См. [46]. Переход наблюдался при
импульсном фотолизе в смесях UF6—Н2, трубка
длиной 0,85 м с внутренним диаметром 6 мм.
27 См. [8]. Переход наблюдался при
импульсном разряде или импульсном фотолизе в
смесях Н2 и F2. Сообщено также о наблюдении
десяти других переходов в интервале от 2960
до 3416 см-1, их идентификация недостоверна.
28 См. [17]. Переход наблюдался при ,им-
пульсном разряде в смесях CF4 и Н2, общее
давление 0,75—5 мм рт. ст., частота повторения
импульсов 2—120 Гц, сила тока в разряде 50—
200 А, длина трубки 2 м, внутренний диаметр
32 мм. Для наблюдения некоторых переходов
необходимо использовать смеси CC13F, CC1F3 или
CBrF3 с Н2.
29 См. [3]. Переход наблюдался при
импульсном разряде в BF3 или в смеси BF3 -— Не
(присутствовал также водород из примесей),
давление газа 0,1—0,15 мм рт. ст., частота
повторения импульсов 20 Гц, сила тока в разряде 250—
500 А, трубка длиной 3,2 м с внутренним
диаметром 102 мм.
30 См. [16]. Переход наблюдался при
импульсном разряде в потоках смесей газов
CBrF3, CH4, CC1F3 или CC12F2 с D2, общее
давление газа 0,15—1 мм рт. ст., частота повторения
импульсов 2—10 Гц, сила тока в разряде 50—
200 А, трубка длиной 2 м с внутренним d=32 мм.
31 См. [46]. Переход наблюдался при
импульсном фотолизе в смесях UFe — D2, трубка
длиной 0,85 м с внутренним диаметром 6 мм.
32 См. [4, 5]. Переход наблюдался при
импульсном разряде в Н2 яли в смесях Н2—D2,
давление газа 3 мм рт. ст., частота повторения
импульсов 20 Гц, трубка длиной 1,45 м с
внутренним диаметром 15 мм.
33 См. [6]. Переход наблюдался при
импульсном разряде в Н2, давление газа 3 мм рт.
ст., трубка длиной 1,02 м с внутренним
диаметром 7 мм.
34 Переход не идентифицирован.
35 На этой установке наблюдался также ряд
дополнительных переходов [40].
36 См. [86]. Переход наблюдался при
импульсном разряде в трубке длиной 1 м и
сечением 12X3 мм. Длительность импульса
генерации 1 не, максимальная выходная мощность в
импульсе несколько сотен киловатт.
118
37 См. [39]. Переходы наблюдались при
импульсном разряде в трубке длиной 1,2 м и
сечением 12X0,4 мм. Давление Н2 20—150 мм рт. ст.
Длительность импульсов генерации 2 не,
максимальная выходная мощность в импульсе 1,5 кВт.
38 Квантовое число / полуцелое. В скобках
указана величина (/—1/2).
39 См. [15]. Переход наблюдался при
электрическом разряде в смесях NOC1 — Не.
40 См. [76], а также [27]. Переход
наблюдался при импульсном фотолизе в хмесях NOCI —
Не.
41 В работе [29] сообщено о наблюдении
этих переходов при импульсном разряде в N2
(давление 4 мм рт. ст., частота следования
импульсов 100 Гц). В работе [45] эти переходы
наблюдались при импульсном разряде в N2 под.
давлением 1—2 мм рт. ст. в трубке длиной
0,9 м с внутренним диаметром 3 мм. Всего
было наблюдено 35 переходов в полосе 0—0 с
длинами волн от 0,337141 до 0,336590 мкм и 6
переходов в полосе 0—1 с длинами волн от 0,357797 до*
0,357648 мкм. Из них в таблицу занесены
только самые интенсивные переходы. Переходы в
этой системе наблюдались также при
импульсном разряде в N2% под давлением 1—5 мм рт. ст.
в трубке длиной 1 м с внутренним диаметром-
2,8 мм [48]. Было наблюдено 17 линий,
принадлежащих полосе 0—0, с длинами волн от 0,337139'
до 0,337240 мкм. Длины волн линий были
измерены с точностью ±0,02 см-1. В работе [79]
сообщено о наблюдении переходов в этой системе
при импульсном разряде в N2 под давлением
около 30 мм рт. ст. Было наблюдено 28
переходов в полосе 0—0 с длинами волн от 0,33649 до
0,337143 мкм. Точность измерения длин волн
составляла ±0,01 см-1.
42 Идентификацию переходов см. в работах
[45, 48, 79].
43 Идентификацию переходов см. в работе-
[45].
44 См. [48]. Переходы наблюдались при
импульсном разряде в N2 (давление 1—5 мм рт.
ст.), частота следования импульсов 1—1000 Гц,
трубка длиной 1 м с внутренним диаметром
2,8 мм. Точность измерения длин волн
±0,02 см-*.
45 См. [48]. Для обозначения переходов
вместо / используется квантовое число К полного
углового момента, не учитывающего спиновые
моменты электронов. Верхние индексы О, Р, R
указывают, что переход происходит с
изменением К на величину А/С=—2, —1, +1
соответственно. Во всех остальных случаях Д/С=0
Нижние индексы указывают спиновые состояния.
46 Дается по отношению к самой
интенсивной линии в полосе: 5S — очень интенсивная,
S — интенсивная, М — средней интенсивности,
W — слабая линия.
47 См. [52]. Переход наблюдался при
импульсном разряде в N2 (давление 4 мм рт. ст.),
частота следования импульсов 50—150 Гц, сила
тока в разряде 35 А, трубка длиной 0,4 м с
BMvxoeHHHM диаметром 7 мм. Общая пиковая
мощность излучения на всех линиях 0.5 Вт. В
трубке длиной 1,86 м с внутренним диаметром
10 мм при давлении газа 2 мм рт. ст. и
разрядном токе 90 А наблюдался ряд дополнительных
линий с длинами волн от 0,758 до 0,762 мкм и
от 0,770 до 0,775 мкм.
48 См [591 Переход наблюдался при
импульсном разряде в N2, давление газа 0,6 мм
рт. ст., сила тока в разряде несколько сотен
ампер, трубка длиной 2,25 м с внутренним
диаметром 15 мм. Переходы с длинами волн около-
8 мкм наблюдались в трубке длиной 4,25 м с
внутренним диаметром 75 мм при давлениях N2
0,15 и 0,5 мм рт. ст.
49 См. [68]. Переход наблюдался при
условиях, аналогичных перечисленным в примечании-
48.
50 ±0,007 см-1.
51 См. [62]. Переходы наблюдались при
импульсном разряде в N2, давление газа 1 мм рт.
ст., частота следования импульсов 15 Гц.
52 См. [62]. Переходы наблюдались при
импульсном разряде в N2, давление газа 1 мм рт.
ст., трубка длиной 4,25 м с внутренним
диаметром 75 мм.
53 Переходы наблюдались при больших
значениях силы тока в импульсе.
64 Переходы наблюдались в послесвечении.

Гл.4.
Молекулярные газовые лазеры
Лазеры на газах
молекулами
Длина волны
в вакууме, мкм
Таблица
4.3
с трехатомными
Частота'),
см-1
4.3Ля Лазер на СС
Переходы
4,3203
4,3249
4,3276
4,3549
4,3580
4,3612
4,3644
4,3677
4,3711
4,3745
4,3779
4.3814
4.3849
в полосе A0°,
2314,65
2312,18
2310,73
2296,25
2294,62
2292,94
2291,25
2289,51
2287,76
2286,00
2284,20
2282,38
2280,53
Переход
2) — A0°1J>
R vl7)
Я A3)
Я A1)
РG)
Р A1)
РA3)
РA5)
РA7
РA9
Р B3)
РB5
)
{рсноб ное состояние) (оснобноесостояние)
Рис. 4.11. Схема энергетических уровней молекул
N8 и СО2.
Отсчет энергии ведется от основных состояний
N2(*J2g+ 17=0) и СО2 @0°0). Показаны,
селективное возбуждение уровня 00°1 молекулы СО2
путем передачи энергии с колебательного уровня
и=1 молекулы N? и лазерные переходы между
уровнями СО2 G4J.
4.3.16 Лазер на СО2
Переходы в полосе @0°1)—@2°0) (/?-ветвьK)« 4>
9,126866
9,134184
9,141719
9,149471
9,157446
9,165645
9,174070
9,182725
9,191612
9,200733
9,210092
9,219690
9,229530
1095,6663
1094,7885
1093,8862
1092,9593
1092,0076
1091,0307
1090,0287
1089,0014
1087,9485
1086,8699
1085,7655
1084,6352
1083,4788
R E2)
Я E0)
Я D8)
Я D6)
R D4)
Я D2)
Я D0)
Я C8)
Я C6)
Я C4)
/?C2)
Я C0)
Я B8)
9,239615
9,249946
9,260526
9,271358
9,282444
9,293786
9,305386
9,317246
9,329370
9,341758
9,354414
9,367339
1082,2962
1081,0874
1079,8522
1078,5906
10,77,3025
1075,9878
1074,6465
1073,2785
1071,8837
1070,4623
1069,0141
1067,5391
Я B6)
Я B4)
Я B2)
Я B0)
Я A8)
Я A6)
Я A4)
Я A2)
Я (Ю)
Я (8)
Я F)
Я D)
4.3.1с Лазер на СО2
Переходы в полосе @0°1)--@2о0) (Р-ветвьK>> 4>
9,428886
9,443328
9,458052
9,473060
9,488355
9,503937
9,519808
9,535972
9,552428
9,569179
9,586227
9,603573
9,621219
9,639166
9,657416
1060,5706
1058,9487
1057,3002
1055,6251
1053,9235
1052,1956
1050,4413
1048,6608
1046,8542
1045,0217
1043,1633
1041,2791
1039,3693
1037,4341
1035,4736
РD)
РF)
Р(8)
Я (Ю)
РA2)
РA4)
РA6)
РA8)
РB0)
РB2)
РB4)
РB6)
РB8)
РC0)
РC2)
9,675971
9,694831
9.713998
9,733474
9,753259
9,773356
9,793764
9,814487
9,8355'23
9,856876
9,878544
9,900531
9,922835
9,945458
1033,4881
1031,4775
1029,4423
1027,3824
1025,2983
1023,1900
1021,0578
1018,9020
1016,7227
1014,5202
1012,2949
1010,0469
1007,7765
1005,4841
РC4)
РC6)
РC8)
РD0)
РD2)
РD4)
РD6)
РD8)
Я E0)
РE2)
РE4)
Я E6)
РE8)
РF0)
119

4. I.
Газовые лазеры
Продолжение табл. 4.3
4.3.Ы Лазер на СО2
Переходы в полосе @0°1)~A0°0) (Я-ветвьK)<4)
10,057895
10,066650
10,075698
10,085041
10,094676
10,104605
10,114826
10,125340
10,136146
10,147246
10,158637
10,170323
10,182301
994,2438
993,3792
992,4870
991,5676
990,6211
989,6478
988,6477
987,6211
986,5682
985,4891
984,3840
983,2530
982,0962
Я E4)
Я E2)
Я E0)
Я D8)
R D6)
Я D4)
Я D2)
Я D0)
Я C8)
Я C6)
Я C4)
Я C2)
Я C0)
Г0,194574
10,207142
10,220006
10,233167
10,246625
10,260381
10,274438
10,288797
10,303458
10,318424
10,333696
10,349277
10,365168
980,9139
979,7061
978,4730
977,2146
975,9311
974,6226
973,2892
971,9309
970,5479
969,1*402
967,7079
966,2510
964,7697
Я B8)
Я B6)
Я B4)
Я B2)
Я B0)
Я A8)
Я A6)
Я A4)
Я A2)
Я (Ю)
Я (8)
Я F)
Я D)
4.3.1<? Лазер на СО2
Переходы в полосе @0°1)—A0°0) (Р-ветв|>K>' 4>
10,440579
10,458220
10,476187
10,494484
10,513114
10,532080
10,551387
10,5710375>
10,5910355>
10,611385
10,632090
10,653156
10,674586
Длина
волны в
вакууме3), мкм
957,8012
956,1857
954,5458
952,8816
951,1930
949,4800
947,7427
945,9810
944,1948
942,3841
940,5488
938,6890
936,8045
Частота,
см-1
РD)
РF)
Р(8)
РA0)
РA2)
РA4)
РA6)
РA8)
РB0)
РB2)
РB4)
Я B6)
РB8)
10,696386
10,718560
10,741113
10,764052
10,787380
10,811105
10,835231
10,859765
10,884713
10,910082
10,935879
10,962110
10,988783
11,015906
Приме-
Переход чания
Длина волны
в вакууме3),
мкм
934,8952
932,9611
931,0022
929,0182
927,0091
924,9749
922,9153
920,8302
918,7197
916,5834
914,4212
912,2331
910,0188
907,7783
Частота,
см-1
Переход
РC0)
РC2)
РC4)
РC6)
РC8)
РD0)
РD2)
РD4)
РD6)
РD8)
РE0)
РE2)
РE4)
РE6)

Примечания
10,9730
10,9856
10,9944
11,0078
11,0164
11,0300
11,0385
11,0529
911,33
910,28
909,55
908,46
907,74
906,62
905,92
904,74
4.3.1/ Лазер на С02
Переходы в полосе @14) —A1
11,0610
11,0762
11,0840
11,0999
11,1073
11,1238
11,1309
11,1483
РA9)
РB0)
РB1)
РB2)
РB3)
РB4)
РB5)
РB6)
6, 7
6, 7
6, 7
6, 7
6, 7
6, 7
6, 7
6,7
904,08
902,84
902,20
900,91
90031
808,97
898,40
897,00
РB7)
РB8)
РB9)
РC0)
Р C1)
РC2)
РC3)
Р C4)
6, 7
6, 7
6, 7
6, 7
6, 7
6
6
Длина волны
в вакууме3), мкм
Частота8),
СМ
Переход
Длина волны
в вакууме3), мкм
Частота8),
см~1
Переход
4.3.lg Лазер на СО2
Переходы в полосе @Г1) —@3!0)9>
10,9735
10,9951
11,0165
11,0300
11,0385
911,29
909,50
907,73
906,62
905,92
РA9)
РB1)
РB3)
РB4)
РA5)
11,0535
1-1,0610
11,0760
904,69
904,08
902,85
РB6)
РB7)
РB8)
120

Гл.4.
Молекулярные газовые лазеры
Продолжение табл. 4.3
Длина волны
в вакууме,
мкм
11,0850
11,1000
11,1070
11,1235
11,1315
11,1485
11,1555
Частота8),
см-*
902,12
900,90
900,33
899,00
898,35
896,98
896,42
Переход
РB9)
РC0)
РC1)
РC2)
РC3)
РC4)
РC5)

Примечания
10
Длина волны
в вакууме,
мкм
11,1736
11,1791
11,1980
11,2035
11,2235
11,2295
11,2495
11,2545
11,2770
11,2804
Частота8)
см-*
894,97
894,53
893,02
892,58
890,99 *
890,51
888,93
888,53
886,76
886,49
Переход
РC6)
РC7)
РC8)
РC9)
РD0)
РD1)
РD2)
РD3)
РD4)
РD5)

Примечания
Длина
волны в
вакууме,
мкм
Частота,
см-1
Переход
<и
С д
Длина
волны в
вакууме,
мкм
Частота,
см-1
Переход
13,144
13,154
13,159
13,541
16,585
16,597
760,78
760,21
759,89
738,51
602,96
602,5-1
4.3.1/1 Лазер на СО2П>
Разные переходы
Q-ветвь
A400)—@5х0)?
Q-ветвь
B14))—A2*0)?
Q-ветвь
A400)—A34))?
12
12
12
17,023
17,029
17,036
17,048
17,370
17,376
17,390
587,43
587,25
587,00
586.59
575,71
575,49
575,05
Q-ветвь
@34)—@24)?
Q-ветвь
B400)—B3*0)?
12
12
Длина волны
в вакууме, мкм
Частота,
см-1
Переход
Длина волны
в вакууме, мкм
Частота-,
см-*
Переход
4.3.U Лазер на СО218
Переходы в полосе @0°1)—A0°0I3>
9,341
9,355
9,369
1070,6
1069,0
1067,4
Р A8) II 9,383
Р B0) 9,397
Р B2)
1065,8
1064,2
РB4)
РB6)
Длина
волны в
вакууме,
мкм
Частота14),
см-1
Переход
Относительная
интен сивность
Длина
волны в
вакууме,
мкм
Частота14),
см-1
Переход
Относительная
интенсивность
11,4823
11,4893
11,5962
11,5031
11,5099
870,90
870,38
'869,85
869,33
868,82
РB8)
РC0)
РC2) *
РC4)
РC6)
4.3.2 Лазер на CS2
Переходы в полосе @2°1)—A2°0I5>
0,18
1,0 (Р>10 мВт)
0,27
0,35
0,18
11,5166
11,5237
11,5307
11,5376
11,5446
868,31
867,80
867,27
866,73
866,20
РC8)
РD0)
РD2)
РD4)
РD6)
0,25
0,12
0,16
0,1
0,50
121

Ч. 1.
Газовые лазеры
Продолжение табл. 4.3
Длина волны
в вакууме,
мкм
Частота,
см-1
Колебательный
переход
Воащательный
иереход
Пиковая
мощность,
Вт
Примечания
4.3.3а Лазер на HCN6>
12,85
71,899
73,101
76,093
77,001
81,554
96,401
98,693
101,257
112,066
116,132
126,164
128,629
130,838
134,932
201,059
211,001
2,22,949
284
309,7140
310,8870
335,1831
336,5578
372,5283
538,2
545,4
676
773,5
778,2
139,084
136,796
131,418
129,868
122,618
103,733
101,325
98,759
89,233
86,109
79,262
77,743
76,430
74,111
49,737
47,393
44,853
35,2
32,28785
32,16603
29,8344
29,71258
26,84360
18,580
18,335
14,79
12,928
A22uf0)—@5ld0)
A22Л 0)—@5ld0)
A2°0)—@51С0)
A2°0)—@51<:0)
A1м0)--A11С0)
A11С0)~A11с0)
A11С0)—@40 0)
@4о 0)—(О4о 0)
(Ц1*0)—@4° 0)
@40 0)—@4 0Q)
Я B6)
R B5)
R B5)
R B4)
Я(П)
R (Ю)
R (Ю)
R (9)
R (9)
R (8)
0,3
0,008
0,005
0,003
0,1
0,2
0,8
0,2
0,2
0,5
3,0
9,0
4,0
0,8
0,05
0,2
0,08
0,4
1,0
0,6
0,6
17
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18
18—20
18—21
18—20
18—20
18, 19
18, 19, 21
18, 19
21, 22
18—22
18—22
20—22
18—24
18—22
16, 24
16
16
16
181,789
189,9490
190,0080
194,7027
194,7644
204,3872
55,009
52,6457
52,6294
51,3604
51,3441
48,9267
B2° 0)—B20 0)
B20 0)—@9i' о)
B20 0)—B20 0)
B20 0)—@9i' 0)
@91' 0)—@9м 0)
@91' 0)—@9м 0)
4.3.36 Лазер на DCN25>' 26>
Я B2)
R B1)
R B1)
R B0)
R B0)
R A9)
Длина волны
в вакууме, мкм
Частота,
см-1
Пиковая
мощность,
Вт
4.3.3с Лазер на HCN1528>
25
25, 27
26, 27
25, 27
26, 27
25, 27
DW
+ J40
i
| ЪЪ5мкм
110,240
113,311
138,768
165,150
90,711
88,253
72,063
60,551
1,0
0,1
1,0
1,0
^К—1— J=9
1 Ъ77 км
\
Рис. 4.12. Схема части энергетических
уровней молекулы HCN.
Указаны переходы, соответствующие
ИК линиям генерации [74].
122

Тл. 4.
Молекулярные газовые лазеры
Продолжение табл. 4.3
Длина волны
ь вакууме,
мкм
2,279
4,77
7,458
7,596
7,709
1! ,83
11,96
16,932
23,13
23,365
24.966
26,660
27,9707
28,054
28,270
28,356
28,45!
32,924
33,029
34,60
35,017
35,833
36,606
37,848
38,086
39,695
40,45
40,638
42,51
45,517
45,91
47,244
47,39
47,468
47,687
48,19
48,676
49,06
53,910
54,853
55,000
55,088
57,659
57,799
66,880
66,903
67,169
68,344
72,856
73,401
78,443
79,087
85,564
86,478
87,323
87,469
89,772
89,947
Частота,
см-*
4387,60
2096,0
1340,70
1316,38
1297,19
845,3
836,1
590,60
432,3
427,99
400,54
375,09
357,516
356,46
353,73
352,66
351,48
303,73
302,76
289,02
285,58
279,07
273,18
264,21
262,56
251,92
247,2
246,08
235,24
219,70
217,82
211,67
211,01
210,67
209,70
207,5
205,44
203,83
185,49
182,31
181,82
181,53
173,43
173,01
149,52
149,45
148,88
146,32
137,26
136,24
127,481
126,44
116,87
115,64
114,52
114,32
111,39
111,18
Колебательный
переход
Вращательный
переход
4.3.4а Лазер на Н2О31>
—
@20)—@10)
@20) —@10)
@20)—@10)
—
—
@10) —@10)
@20) — @20)
A00) —@20)
A00) —@20)
A00) —@20)
@01) —@20)
@20) —@20)
A00) —@20)
@20) —@20)
A00) —@20)
@20) —@20)
A00) —@20)
—
A00)—A00)
A00) —@20)
@10) —@10)
A00) —@20)
—
@01) —@20)
A00) —@20)
@20) —@20)
—
—
@20)—@20)
—
@01)—@20)
@20) —@20)
A00) —@20)
—
A00) —@20)
—
—
@20) —@20)
@20) —@20)
A00)—@20)
@20) —@20)
—
—
@20) —@20)
или (ЮО) — @20)
@20) —@20)
A00) —@20)
(ЮО) —A00)
A00) —@20)
@20) —@20)
A00) —@20)
A00) —A00)
—.
A00)—@20)
A00)—@20)
—
—
—
4,ц—5бо
5.5 0 661
66i—740
—
—
1311?—121o.t
9б3—8б4
945-854
Q -7
°44—'53
633—5so
66i—5бо
844—736
550—44i
514—44i
—
7з4—625
i312ljl2-ll29
*^0 , 1 2 * *39
744—6б1
13Х г,—122 х„
'441-330 '
—
—
9ба—954
—
633—652
6б1—652
—
74з—752
—
^52—643
5бо—54х
954—945
—
.—
44i—432
625—^5с
541—532
8j7—844
817—808
о о
Оо8—О35
844—835
954—945
—
353—862
%4—963
—
Пиковая

мощность,
Вт
0,02
0,04
0,10
0,50
3,0
0,60
0,01
0,4
7,0
0,35
0,10
0,009
0,003
0,10
0,01
0,006
0,007
0,006
0,08
0,024
0,06
0,04
0,028
0,07
0,001
0,0008
0,06
0,02
0,01
0,002
0,007
0,006
0,006
Примечания
32, 33
34
35
35
32, 35
34
34
29, 36
30, 32
29
32, 33, 37
29, 36
29, 38, 39
29
29, 40
29, 36
32, 33, 37
29, 36
29, 36, 38
30, 41
29, 36, 37
29, 36, 37
29, 36, 37
29, 36, 37
69, 36
29, 36
32, 33, 37
29, 36
30, 41
29, 36
30, 41
29, 36, 38
30, 32
29, 36, 38
29, 36, 38
30, 41
29, 36
30, 32
29, 36
32, 33
32, 33, 37
29, 36, 38
29, 36
32, 33, 37
32, 33
32, 33
29, 36, 37
32, 33, 37
32, 36
29, 36
29, 38, 39, 42
29, 36, 38, 42
32, 37, 36, 42
32, 33, 37
32, 33
32, 33, 37
29, 36
32, 33
123

ч. \.
Газовые лазеаы
Продолжение табл. 4.3
Длина ъолны \
в вакууме,
мкм
90,565
1M,32
118,591
120,08
220,230
Частота, '
см-»
110,42
86,72
84,323
83,28
45,407
1
Колебательный
переход
@20) —@20)
@01) —@20)
@01) —@01)
A00)— @20)
\
Вращательный
переход
Q Q
°35 °2б
642 661
$42 ^33
5гз—550
Пиковая ^

мощность20^ 30)
Вт
0,0007
0,001
Примечания
32, 33
29, 36, 38
29, 36, 38
29
36, 38, 43
5200
5000
4800
4600
% шо
^4200
4000
3800
ЪбОО
3400 L
= 3(интенси6нше линии)
2иг @20)
Щ@01)
Щ82?
-43
,1315,38
181,53
41
146,31?
— 32
3 4 5 6 7
2vz@20)
6 7
vz(OOf)
1 (слабые линии)
vfAOO) 2vz(O2O)
62
7 8 = 3
2vz@20)
Рис. 4.13. Схема энергетических уровней молекулы Н*О16.
Указано большинство из зарегистрированных лазерных переходов, которые обозначены частотами-
генерации, выраженными в см-1. При наличии различных вариантов идентификации наблюдаемой
линии соответствующие переходы отмечены звездочками. Каждый уровень обозначен двумя
квантовыми числами Ка, Кс. Колебательное состояние и значение / для каждого уровня указаны в
нижней части того вертикального ряда, в котором он находится. Уровни с симметрией (+ + ) и (•+■•—)
показаны сплошными линиями, уровни с симметрией (—И и ( ) штриховыми [7].
Длина волны
в вакууме44), мкм
25,162
26,595
28,295
33,308
35,383
Частота44), см—1
Колебательный
переход
4.3.4& Лазер на Н2О1846>
397,42
376,01
353,42
300,23
282,62
A00) —@20)
A00) —@20)
A00) —@20)
@20) —@20)
A00)—@20)
Вращательный
переход
845__752
744 ^50
643 б51
55о—44i

Относительная
интенсивность45)
0,38
0,38
1,00
0,08
0,08
124

Гл. 4.
Молекулярные газовые лазеры
Продолжение табл. 4.3
Длина волны
в вакууме, мкм
48,366
48,604
48,765
49,430
56,129
Частота44,
см-1
206,76
205,74
205,07
202,31
178,16
Колебательный
переход
A00)—@20)
@20)—@20)
A00) — @20)
A00) —@20)
@20) —@20)
Вращательный
переход
643—~65 2
661—652
?44 ?53
$45 854
56о—54i
Относительна»

интенсивность45)
0,28
0,24
0,05
0,08
0,04
i
Рис. 4.14. Схема энергетических уровней молекулы НаО18.
Пояснение к схеме см. в подрисуночной подписи к рис. 4.13.
Длина волны
в вакууме,
мкм
26,36
33,896
35,081
36,096
36,324
36,526
37,788
37,860
39,53
40,994
41,79
4-8,80
50^71
Частота,
см-1
379,36
295,02
285,05
277,04
275,30
273,78
264,63
264,13
252,97
243,94
239,28
204,92
197,20
Колебательный
переход
Вращательный
переход
4.3.4с Лазер на D2O47>
A00) —@20)
A00) —@20)
A00) —@20)
A00) —@20)
@20) — @20)
A00) —@20)
A00) —@20)
A00) — @20)
@20) —@20)
A00) —@20)
—
—
—
12M-11M
1156—1065
1157-1064
1175—10м
Ю55-9в4
Ю5в-963
955-8в4
Ю64-956
128,-11,5
Пиковая
мощность29), Вт
0,30
0,30
0,40
0,04
0,02
Примечания
30
29, 36, 37
29, 36, 37
32, 33
29, 36
29, 36
29, 36
S2, 36
30
29
32, 33, 37
30
30
125

4. I.
Газовые лазеоы
Продолжение табл. 4.3
Длина волны
в вакууме,
мкм
54,73
56,830
61,182
71,944
72,427
72,757
73,341
74,526
76,305
78,16
83,730
84,111
84,284
99,00
103,33
107,731
107,91
108,88
110,49
111,74
170,08
171,67
218,5
Частота,
см-1
182,72
175,96
163,45
138,99
138,07
137,44
136,35
134,18
131,05
127,94
119,43
118,89
118,65
101,01
96,78
92,823
92,67
91,84
90,51
89,49
58,80
58,25
45,77
Колебательный
переход
„
A00)—@20)
—
A00) —@20)
@20) —@20)
@20) —@20)
A00) —@20)
A00) —@20)
—
—
@20) —@20)
@20) —@20)
A00)—@20)
—
—
A00)—@20)
A00) —A00)
A00) —@20)
A00)—@20)
A00) —@20)
@20)—@20)
A00) —@20)
Вращательный
переход
16о, 16 1*>з. I3
—
П57-Ибв
1074—1065
или 1073—Юб4
И75-П66
1258-1267
1359—136$
—
—
Юв5—105в
П.Г-11.7
*2} 12—1Ц?
—
—
11в,-11„
1^6.* 1^5 9
Пв5— И 74
1266-1275
13в8 1377
И«7-11«
11„A1-11з8
Пиковая
мощность29 >,
Вт
0,Ю
0,008
0,02
0,08
0,04
0,04
0,009
0,02
0,05
0,01
Примечания
30
29, 36, 37
32, 33
29, 36, 43
29, 36, 37
29, 36
29, 36, 37
29, 36, 37
29
30
32, 33, 37
29
29, 36, 48
30
30
29, 36, 48
32, 33, 37
30, 37
32, 33, 37
32, 33, 37
36, 47
36, 43, 48
49
I
4200
4000
3800
о 600
3200
3000^-
д**2(интенсидные линии)
2v2@20)
77
55-
9 10 11 12 13
2vz@20)
Рис. 4.15. Схема энергетических уровней молекулы D2O16.
9 10 11 12=J
2vz @20)
Указано большинство из зарегистрированных лазерных переходов, которые обозначены частотами
генерации, выраженными в см-1. При наличии различных вариантов идентификации наблюдаемой
линии соответствующие переходы отмечены звездочками. Колебательное состояние и значение / указаны
в нижней части того вертикального ряда, в котором находится данный уровень. Уровень 020, 1 l3s на
схеме помещен на 100 см-1 ниже своего действительного положения. Уровни с симметрией (+ + ) и
(Н—) показаны сплошными линиями, уровни с симметрией (—Ь) и ( ) штриховыми [7].
126

Гл.4.
Молекулярные газовые лазеры
Продолжение табл. 4.3
Длина волны
в вакууме50*' мкм
Частота,
см-1
Относительная
интенсивность
33,48
33,65
49,63
52,41
56,86
60,31
61,52
73,54
80,52
83,45
92,03
96,41
103,3
108,8
116.8
126,2
129,1
130.8
135,5
140,6
162,4
192,9
225,4
4.3.5
Лазер на H2S51>
298,7
297,2
201,5
190,8
175,9
165,8
162,6
136,0
124,2
1.19,8
108,7
103,7
96,8
91,9
85,6
79,2
77,4
76,4
73,8
71,1
61,6
51,8
44,4
0,6
480
1
60
60
200
1000
0,2
220
1000
0,1
3
125
7
4
2
4
1
2
10
560
20
1000
Длина волны
в вакууме52),
мкм
Частота52)
см-*
Переход

Примечания
4.3.6а Лазер на N2O
Переходы в полосе @0°1) —A0°0)
10,3456
10,3532
10,3609
10,3687
10,3765
10,3843
10,3922
10,4001
10,4081
10,4161
10,4242
10,4323
10,4405
10,4487
10,4570
10,4653
10,4737
10,4821
10,4906
10,4991
966,59
965,88
965,16
964,44
963,72
962,99
962,26
961,53
960,79
960,05
959,31
958,56
957,81
957,06
956,30
955,54
954,77
954,01
953,24
952,46
У? C5)
Я C4)
# C3)
#C2)
C1
#C0)
#B9)
#B8)
#B7)
#B6)
#B5)
#B4)
#B3)
#B2)
#B1)
#B0)
#A9)
#A8)
#A7)
#A6)
(#-ветвь)
53
53
53
53
53
53
53
53
53
53
53
53
53
53
53
53, 54
53, 54
53, 54
53, 54
53, 54
Длина
волны в
вакууме52),
мкм
10,5077
10,5163
10,5250
10,5337
10,5425
10,5513
10,5602
10,5692
10,5781
10,5872
10,5963
10,6054
10,6146
10,6239
10,6332
10,6426
Продолжение
Частота6 2>,
см-1
951,69
950,90
950,12
949,33
948,54
947,75
946,95
946,15
945,35
944,54
943,73
942,91
942,09
941,27
940,45
939,62
Переход
#A5)
#(И)
#A3)
#A2)
#(Н)
#A0)
#(9)
#(8)
#G)
#F)
#E)
#D)
#C)
#B)
#A)
#@)
табл. 4.3

Примечания
53, 54
53, 54
53, 54
53, 54
53, 54
53
53
53
53
53
53
53
53
53
53
55
4.3.6& Лазер на N2O
Переходы в полосе @0° 1) — A0°0) (Р^ветвь>
10,6614 937,96 РA) 55
10,6710 937,11 РB) 53
10,6806 936,28 РC) 53
10,6903 935,43 РD) 53
10,6999 934,58 Р E) 53
10,7097 933,73 Р F) 53
10,7195 932,88 Р G) 53
10,7294 932,02 Р (8) 53
10,7393 931,16 Р(9) 53
10,7493 930,29 РA0) 53
10,7593 929,43 Р A1) 53
10,7694 928,55 Р A2) 53, 56
10 7796 927,68 РA3) 53, 56
10,7898 926,80 Р A4) 53, 56
10,8000 925,92 Р A5) 53, 56
10,8104 925,03 РA6) 53, 56
10,8203 924,15 Р A7) 53, 56
10,8312 923,25 Р A8) 53, 56
10,8418 92:2,36 РA9) 53, 56
10,8523 921,46 Р B0) 53,56,57
10,8629 920,56 Р B1) 53,56,57
10,8736 919,65 РB2) 53,56,57
10,8844 918,75 Р B3) 33,56,57
10,8952 9-17,83 Р B4) 53,56,57
10,9061 916,92 РB5) .53,56,57
10,9170 916,00 РB6) 53,56,57
10,9280 915,08 Р B7) 53,56,57
10,9390 914,16 РB8) .53,56,57
10,9501 9<13,23 Р B9) 53, 56
10,9613 912,29 РC0) 53, 56
10,9726 911,36 РC1) 53,56
10,9839 910,42 Р C2) 53, 56
10,9953 909,48 Р C3) 53, 56
11,0067 908,53 РC4) 53,56
11,0182 907,58 Р C5) 53,56
11,0298 906,63 РC6) 53, 56
11,0415 905,68 РC7) 53, 56
127

<Ч. I.
Газовые лазеры
\i500
Продолжение табл. 4.3
. Центр
полосы
лагерных'
переходов
500
состояние)
'Рис. 4.16. Уровни энергии молекул N2 и N2O,
участвующие в генерации.
-Отсчет энергии ведется от основных состояний
N2(X1Hg , v=0) и N2O@0°0). Показана передача
«колебательной энергии и лазерные переходы
между уровнями N2O [71].
Длина волны
в вакууме,
мкм
Частота,
см-1
Переход
4.3.7а Лазер на OCS
Переходь
8,2388
8,2416
8,2439
8,2518
8,2543
8,2571
8,2595
8,2623
8,2645
8,2673
8,3625
8,3654
8,3685
8,3715
8,3746
8,3779
8,3-809
8,3839
8,3870
8,3900
8,3930
8,3962
8,3999
8,4024
8,4055
8,4085
8,4117
8,4146
i в полосе @0е
1213,76
1213,35
1213,02
1211,86
1211,48
1211,08
1210,73
1210,32
1209,99
1209,59
1195,82
1195,40
1194,98
1194,52
1194,09
1193,62
1193,19
1192,76
1192,32
1191,89
1191,46
1191,02
1190,49
1190,14
1189,70
1189,27
1188,82
1188,40
1)_(Ю°0M8>
Я B6)
R B5)
R B4)
R B1)
R B0)
R A9)
R A8)
R A7)
R A6)
R A5)
РA8)
РA9)
РB0)
РB1)
РB2)
РB3)
РB4)
РB5)
РB6)
РB7)
РB8)
РB9)
РC0)
РC1)
РC2)
РC3)
РC4)
РC5)
Длина волны
в вакууме,
мкм
8,4178
8,4213
8,4243
Частота,
см
1187,95
1187,46
1187,04
Переход
РC6)
РC7)
РC8)
4.3.7Ь Лазер на OCS
Неидентифицированные переходы59)
123
132
Длина волны
в вакууме60^
мкм
81,3
75,8
Частота,
см-1
—
Примечания
4.3.8. Лазер на SO2
140,85
151,16
192,67
215,27
70,99
66,16
51,90
46,45
61—64
61, 63
61, 62, 64
61, 63
*> ±0,08 см-1.
2) См. [80]. Переходы наблюдались в лазере
на СО2 с модулированной добротностью. Для
заселения верхнего лазерного уровня каскадными
переходами необходимо, чтобы одновременно
имела место генерация на линиях 10,6 мкм.
8) Приведенные значения длины волны
рассчитаны на основании точного измерения
частоты [11]. Абсолютная точность ±0,001 см-i или
0,00001 мкм. Для оценки относительной
точности можно считать значащими все цифры.
4) См. работы [12, 78, 81] и приведенные в
них ссылки.
Б) См. [22].
6) См. [31]. Переход наблюдался при
импульсном разряде с большой силой тока
(несколько сотен А) в СО2, давление газа 2,6 мм
рт. ст., частота следования импульсов 15 Гц,
трубка длиной 4,25 м с внутренним диаметром
75 мм.
7) jCm. [32]. Переход наблюдался при
импульсном разряде в СО2, давление газа 2—3 мм
рт. ст., частота следования импульсов 10 Гц,
трубка длиной 3,5 м с внутренним диаметром
35 мм.
8) ±0,15 см-1.
9) См. [25]. Переход наблюдался при
непрерывном разряде в СО2, давление газа 1,5 мм
рт. ст., трубка длиной 1,9 м с внутренним
диаметром 18 мм. Для возбуждения переходов РA9)
и РC8)—РD5) необходимо присутствие N2 и Не.
10) Самаяу интенсивная линия.
") См. [3*2]. Переходы наблюдались при
импульсном разряде в СО2, давление газа 2—
3 мм рт. ст., частота следования импульсов
10 Гц, трубка длиной 3,5 м с внутренним
диаметром 35 мм. Идентификация переходов
недостоверна.
12) Самая интенсивная линия в группе.
13) См. [85]. Переходы наблюдались в смеси
СО2 18> и Н2О 18>.
14) ±0,02 см-1.
15) См. [73]. Переходы наблюдались в
области газоразрядной трубки, лежащей вне зоны
разряда, в которую газовым потоком заносились
возбужденные молекулы азота. Трубка длиной
2 м с внутренним диаметром 25 мм, давление
CS2 0,1 мм рт. ст., N2 2 мм рт. ст., генерация
непрерывная. Идентификация переходов дается по
работе [51]. Ранее (см. [63]) эти переходы
относились к полосе @01)—A00),
16) Все переходы наблюдались при
импульсном разряде. Неидентифицированные переходы
могут принадлежать другой молекуле. Использо-
128

Гл. 4.
Молекулярные газовые лазеры
вались следующие газовые смеси: СН4 — NH3,
СН4 — N2, CH3CN, (CH3JNH, HCN или ICN
(плюс различные примеси). Более подробные
сведения можно найти в работах [66, 82] и
приведенных в них ссылках.
17) См. [84].
18) См. [66]. Переход наблюдался при
импульсном разряде в диметиламине ((СНзЬМН),
давление газа 0,2—0,3 мм рт. ст., частота
следования импульсов 3 Гц, сила тока в разряде
200—900 А, трубка длиной 6,2 м с внутренним
диаметром 78 мм.
"9 См. [57].
м) Относительно идентификации перехода см.
работы [50] и [65].
2|) Переход наблюдался также при
непрерывном разряде.
22) Абсолютное измерение частоты
произведено в работе [33].
а) См. [26].
24) Некоторые авторы сообщают о
расщеплении этой линии (см. [82]).
а> Все переходы наблюдались при
импульсном разряде в смесях D2 с BrCN или CD4 с
ND3. Более подробные сведения можно найти в
работах [66, 82] и приведенных в них ссылках.
26) Относительно идентификации перехода
см. работу [65]. В работе [34] произведено
абсолютное измерение частоты этой линии в разряде
постоянного тока.
27) Линия наблюдалась в разряде
постоянного тока.
28) См. [66]. Переходы не идентифицированы.
Наблюдались при импульсном разряде в трубке
длиной 6,2 м с внутренним диаметром 78 мм,
сила тока в разряде 200—900 А.
29) См. [54].
30> См. [42].
31) Все переходы наблюдались при
импульсном разряде в парах Н2О (см. [7] и
приведенные в этой работе ссылки).
32> См. [23].
33) Наличие этой линии не подтвердилось.
34> См. |84].
35 См. [36].
36) Длина волны взята из работы [7].
37) Идентификация этого перехода спорна.
38> Переход наблюдался также при разряде
постоянного тока в парах Н2О.
39) Длина волны взята из работы [21].
40) Длина волны взята из работы [67].
41) Для возбуждения этой линии необходимо
использование селективного резонатора.
42) В работах [23. 41] сообщено о
наблюдении линии с частотами: 117,04, 117,22, 117,40,
126,66, 126,87, 126,95, 127,07, 127,24, 127,73, 127,92,
128,08 и 128,31 см-1, однако все они,
по-видимому, являются ложными откликами, связанными
с линиями 116,87, 126,44 и 127,48 cm-j (cm. [7]).
43) См. [61].
44) Относительная точность ±0,01%.
43> Для наиболее интенсивной линии пиковая
выходная мощность составляет приблизительно
5 мВт.
46) См. [7J. Переходы наблюдались при
импульсном разряде в парах Н2О18, трубка длиной
3 м с внутренним диаметром 75 мм.
47) Все переходы наблюдались при
импульсном разряде в парах D2O. Более подробные
сведения можно найти в работе [7] и приведенных
в ней ссылках.
48) Переход наблюдался также при разряде
постоянного тока в парах D2O.
49) См. [47].
ь0) Относительная точносп ±1%.
51) См [38]. Переходы наблюдались при
импульсном разряде в H*S, частота следования
импульсов 2 Гц, давление газа 0,15 мм рт. ст.
Длительность импульса генерации 20—100 мкс,
запаздывание генерации по окончании импульса
тока 20—30 мкс.
52) Длины волн и частоты переходов
рассчитаны по формуле v=938,79+0,83282 т—0,00168 т2,
где т=/ +1 [71].
53) См. [60]. Переход наблюдался при
разряде постоянного тока в смесях N2O — N2. Исполь*
зовался селективный резонатор.
54) См. [30].
55) См. [20]. Переход наблюдался в разряде
постоянного тока. Использовался селективный
резонатор. Сообщено о наблюдении 24 других
переходов, которые приблизительно идентифици-
5 Зак. 1956
рованы как
@01)—B0° 0).
переходы Р~ и /^-ветвей полосы
а6> См. 171].
57> См. [55].
Б8> См. [14].
Переходы наблюдались при
импульсном разряде в OCS, давление газа 0,8—
6 мм рт. ст., частота следования импульсов 16 Гц,
максимальная сила тока в разряде 70 А, трубка
длиной 2 м с внутренним диаметром 32 мм.
Длительность импульса генерации 30 мкс,
запаздывание импульса генерации 20—60 мкс.
Одновременно наблюдались линии СО с длинами
волн около 5 мкм.
59) См. [38]. Переходы наблюдались при им
пульсном разряде в чистом OCS и с примесью
одного из буферных газов N2, He, СО или СО—
Не, частота следования импульсов от 2 Гц и
ниже.
60> ±0.5 мкм.
6|) См. [37]. Переход наблюдался при
импульсном разряде в смеси SO2 @,4 мм рт. ст.)
и Не @,4 мм рт. ст.), частота следования
импульсов 13 Гц, сила тока в разряде 90 А,
трубка длиной 2 м с внутренним диаметром 76 мм.
62) См. [19]. Переход наблюдался при разря
де постоянного тока в смеси SO2 B,1 мм рт. ст )
и Не A,5 мм рт. ст.), сила тока в разряде 0,15 А
трубка длиной 2,5 м с внутренним диаметром
56 мм.
63) См. [38]. Переход наблюдался при
импульсном разряде в смеси SO2 с буферными
газами Не, N2 или О2, частота следования
импульсов 2 Гц.
64) См. [37]. Переход наблюдался при
разряде постоянного тока в смеси SO2 @,4 мм рт. ст.)
и Не @,4 мм рт. ст.), сила тока в разряде 0,4 А,
трубка длиной 2м с внутренним диаметром 76 мм.
Таблица 4.4
Лазеры на газах с многоатомными
молекулами
Длина волны
в вакууме,
мкм
Частота,
см-1
Переход
4.4.1 Лазер на CH3F
Чисто вращательные переходы !>
451,924
451,903
496,1052)
496,0722>
541,147
541,113
Длина волны
в вакууме,
мкм
22,1276
22,1286
20,1570
20,1584
18,4793
18,4804
Частота,
см-1
R A2)
#A2)
= 1
•#A0), К = 2
#A0), * = 1

Интенсивность3)

Примечания
4.4.2 Лазер на СН3ОН
Чисто вращательные переходы4)
L 5
Н 6
М 7
Н 6
VL 5
70,6
118,8
164,3
170,6
18.5,5
141,6
84,18
60,86
58,62
53,91
129

4. I.
Газовые лазеры
Длина
волны
в вакууме,
мкм
190,8
193,2
198,8
202,4
2'23,5
237,6
2.53,6
264,1
263,7
264,6
278,8
29:2,2
292,5
369,1
352,3
417,8
570,5
699,5
Частота
см->
52,41
51,76
50,30
49,41
44,74
42,09
39,43
39,35
37,92
37,79
35,87
34,22
34,19
27,09
25,49
23,93
17,53
14,30
Продолжение

Интенсивность3)
VL
VL
L
М
м
L
L
М
м
м
VL
VL
VL
Н
Н
м
н
VL
табл. 4.4

Примечания
5
8
8
6
7
5
5
5
5
5
8
8
5
7
6
6
7
5
Длина
волны в
вакууме,
мкм
Частота,
Переход
накачки

Примечания
4
.4.3 Лазер
на Н2С : СНС1
Чисто вращательные переходы9)
386,0
507,7
634,4
25,91
19,70
15,76
колебания
группы СН
колебания
группы СН
качания
группы СН2
10
10
11
Длина
волны в
вакууме,
мкм
Частота,
см-1
Переход12)

Примечания
4.4.4 Лазер на NH3
Переходы в полосе @3s0) —@2°0).
14,78
35,04
15,08
15,41
15,47
18,21
21,471
2.2,542
22,563
22,71
23,675
676,6
664,9
663,1
648,9
646,4
549,1
4-65,74
443,61
443,20
440,3
422,38
РBI0
Р C) 22
Р C) 2Х
Р43
или
14, 15
14
14
14
14, 15
14, 16
13, 14
13—15
13
14, 15
13—15
Длина
волны
в вакууме,
мкм
23,86
24,918
25,12
26,282
30,69
31,47
31,951
32,13
Частота
см-1
419,11
401,32
398,09
380,49
325,8
317,7
312,97
311,2
Продолжение
Переход12)
Р E) 4г
Р F) 50
или 5Х
табл. 4.4

Примечания
14, 15
13—15
14, 15
13, 14
14
14
14, 15
14, 15
*) См [Ю|. Переходы наблюдались в трубке-
длиной 0,93 м с внутренним диаметром 47,5 мм-
при давлениях СН F до 1 мм рт. ст. Накачка
оптическая излучением лазера на СОг с
модулированной добротностью, линия 9,5524 мкм, переход
РB0) в полосе @0°1)— @2°0).
2) См. 113]. Переход наблюдался в трубке
длиной 0,77 м с внутренним диаметром 47,7 мм
при давлениях CH3F от 0.03 до 0,13 мм рт ст.
Накачка оптическая излучением непрерывного
лазера на СО2 мощностью 10 Вт, линия-
9,5524 мкм, переход РB0) в полосе @0°1)—@2°0).
3) LV — очень слабая линия, L — слабая
линия, М — линия средней интенсивности, Н —
интенсивная линия (выходная мощность несколько
мВт).
4) См. [13]. Переходы наблюдались в трубке
длиной 0,77 м с внутренним диаметром 47,5 мм
при давлении паров метилового спирта (СН8ОН)
от 0.03 до 0,13 мм рт. ст. Это переходы между
уровнями колебательной моды vb — валентного
колебания связи С — О.
б) Оптическая накачка излучением
непрерывного лазера на СОг мощностью 10 Вт, лини»
9,6760 мкм, переход РC4) в полосе @0°1)—@2°0).
6) Оптическая накачка излучением
непрерывного лазера на СОг мощностью 10 Вт, линия-
9,6948 мкм, переход РC6) в полосе @0°1)—@2°0).
7) Оптическая накачка излучением
непрерывного лазера на СОг мощностью 10 Вт, линия-
9,5198 мкм, переход РA6) в полосе @0°1)—@2°6).
8) Оптическая накачка излучением
непрерывного лазера на СО* мощностью 10 Вт, линия-
9,7140 мкм, переход РC8) в полосе @0°1)—@2°0).
9) См [13]. Переходы наблюдались в трубке
длиной 0,77 м с внутренним диаметром 47.5 мм
при давлении винилхлорида (Н2С: СНС1) от
0,3 до 0.13 мм рт. ст.
10) Оптическая накачка излучением
непрерывного лазера на СО2 мощностью 10 Вт, линия-
10,6114 мкм, переход РB2) в полосе @0°1)—
10°0)
п) Оптическая накачка излучением
непрерывного лазера на СОг мощностью 10 Вт, линия*
9,5524 мкм, переход РB0) в полосе @0°1)—@2°0),
12) Идентификация предположительная
(дается в форме P(J) (J—DK) [49].
13 См. [56]. Переход наблюдался при
импульсном разряде в трубке длиной 7 м с
внутренним диаметром 50 мм, частота следования-
импульсов 1 Гц, давление газа 2,4 мм рт. ст.,
скорость газового потока 251 см3/мин.
м> См. [1]. Переход наблюдался при
импульсном разряде в трубке длиной 4,9 м с
внутренним диаметром 100 мм, сила тока в разряде-
600 А, давление газа от 0,5 до 1 мм рт. ст.
15) Самый интенсивный переход.
16) Наблюдается только в селективном резо-
наторе. ___^
13J

Сл. 4.
Молекулярные газовые лазеры
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Akitt D. P., Wittig С. F. Laser
emission in ammonia. — «Л Appl. Phys.», 1969,
v. 40, № 2, p. 902—903.
2. Arnold S. J., Kimbeii G. H. Chemical
laser action in electrically pulsed flowing
CS2—O2 mixtures. — «Appl. Phys. Lett»,
1969, v. 15, .Nb 11, p. 351—353.
3. Akitt D. P.f Yardley J. J. Far-infrared
laser emission in gas discharges containing
boron trihalides — «IEEE J.», 1970, v. QE-6,
№ 2, p. 113—116.
4 Бажулин П. А., Князев И. Нм Пет-
раш Г. Г. Импульсная генерация лазера на
молекулярном водороде. — «ЖЭТФ», 1964,
т. 47, № 4, с. 1590—1591.
5. Бажулин П. А., Князев И. Нм Пет-
-раш Г. Г. Стимулированное излучение
молекул водорода и дейтерия в ближней
инфракрасной области спектра. — «ЖЭТФ»,
1965, т. 49, № 1, с 16—23.
6. Bockasten К.. Lundholm Т., Andrede D.
•Laser lines in atomic and molecular
hydrogen. — «J. Opt. Soc. Am.», 1966, v. 56, № 9,
p. 1260—1261.
7. Benedict W. S., Pollack M. AM Tomlin-
son W. J. The water vapor laser. — «IEEE
J.», 1969, v. QE-5, № 2, p. 108—124.
8. Басов Н. Г., Кулаков Л. Вм
Маркин Е. П. и др. Спектр излучения
химического квантового генератора на смеси Н2-Н
+ F2. — «Письма в ЖЭТФ», 1969, т. 9,
№ И, с. 613—617.
9. Corneil P. HM Pimentel G. С.
Hydrogen—chlorine explosion laser II DCl. —
«J. Chem. Phys.», 1968, v. 49, № 3, p. 1379—
1386.
10. Chang T. Y., Bridges T. J. Laser
action at 452, 496 and 541 microns in optically
pumped CH3F. — «Optics Comm.», 1970,
v. 1, № 10, p. 423—426.
11. Chang T. Y. Accurate frequencies and
wavelengths of CO2 laser lines. — «Optics
Comm.», 1970, v. 2, JS!b 2, p. 77—80.
12. Cheo P. K. CO2 Lasers. — In:
Lasers; a series of advances, v. 3. Ed. by
A. K. Levine. (В печати).
13. Chang T. YM Bridges T. J., Burk-
fiardt E. O. CW submillimeter laser action
in optically pumped methyl fluoride, methyl
alcohol and vinyl chloride gases. — «Appl.
Phys. Lett.», 1970, v. 17, № 6, p. 249—251.
14. Deutsch T. F. OCS molecular laser.-r
«Appl. Phys. Lett.», 1966, v. 8, № 12, p. 334—
335.
15. Deutsch T. F. NO molecular laser. —
•«Appl. Phys. Lett.», 1966, v. 9, № 8, p. 295—
297.
16. Deutsch T. F. Molecular laser action
in hydrogen and deuterium halides. — «Appl.
Phys. Lett.», 1967, v. 10, № 8, p. 234—236.
17. Deutsch T. F. Laser emission from
HF rotational transitions. — «Appl. Phys.
Lett.», 1967, v. 11, № 1, p. 18.
18. Deutsch T. F. New infrared laser
transitions in HC1, HBr, DCl and DBr. —
«IEEE J.», 1967, v. QE-3, № 10, p. 419.
19. Дюбка С. Ф., Свич В. Ам Вали-
тов Р. К. Субмиллиметровый лазер на
SO2, генерирующий на волнах 0,141 и
0,193 мм. — «Письма в ЖЭТФ», 1968, т. 7,
№ И, с. 408.
20. Djeu N.. Woiga G. J. Observation of
new laser transitions in N2O. — «IEEE J.»,
1969, v. QE-5, Mb I, p. 50.
21. Evenson K. JVL, Wells J. S., Matar-
rese L. M., Elwell L. B. Absolute frequency
measurements of the 28 and 78 microns cw
water vapor laser lines. — «Appl. Phys.
Lett.», 1970, v. 16, № 4, p. 159—162.
\J 22. Evenson K. M., Wells J. SM Matarre-
se L. iW. Absolute frequency measurements of
the CO2 cw laser. — «Appl. Phys. Lett.»,
1970, v. 16, № 6, p. 251—253.
23. Faust W. LM McFarlane R. А.
Частное сообщение.
24. Флешер Дж. Т., Мюллер У. Л/1.
Газовый лазер субмиллиметрового диапазона.—
«ТИИЭР», 1966, т. 54, № 4, с. 108—112.
25. Frapard С, Laures P., Roulot М. et al.
Mise en evidence de 85 oscillations laser
nouvelles sur trois transitions vibrationnel-
les de Tanhydride carbonique. — «Compt.
Rend.», 1966, v. 262 B, Mb 20, p. 1340—1343.
26. Gebbie H. A., Stone N. W. В., Find-
lay F. D. A stimulated emission source at
0,34 millimetre wavelength. — «Nature»,
1964, v. 202, № 4933, p. 685.
27. Giuliano C. .R., Hess L. D. Chemical
reversibility and solar excitation rates of the
nitrosyl chloride photodissociative laser. —
«J. Appl. Phys.», 1967, v. 38, JSfe II, p. 4451—
4454.
28. Gregg D. W., Thomas S. J. Analysis
of the CS2—O2 chemical laser showing new
lines and selective excitation. — «J. Appl.
Phys.», 1968, v. 39, № 9, p. 4399—4404.
29. Heard H. G. High-power ultraviolet
gas laser. — «Bull. Am. Phys. Soc», 1964,
v. 9, „Nb 1, p. 65.
30. Howe J. A. R-branch laser action in
N2O. — «Phys. Lett.», 1965, v. 17, № 3,
p. 252—253
31. Howe J. A., McFarlane R. A. New
emission in CO2. I. я—л transition. —
«J. Mot. Spectroscopy», 1966, v. 19, № 2,
p. 224—227.
32. Hartmann B.t Kleman B. Laser lines
from CO2 in the 11—18 micron region. —
«Can. J. Phys.», 1966, v. 44, № 7, p. 1609—
1612.
33. Hocker L. O.t Javan A. Absolute
frequency measurements on the new CW HCN
submillimeter laser lines. — «Phys. Lett.»,
1967, v. 25A, № 11, p. 489—490.
34. Hocker L. OM Javan A. Absolute
frequency measurements of new CW DCN
submillimeter laser lines. — «Appl. Phys. Lett.»,
1968, v. 12, № 4, p. 124—125.
35. Henry A., Bourcin F., Arditi !., Char-
neau RM Menard J. Effect laser par reaction
chimique de Thydrogene sur du chlore ou du
chlorure de nitrosyle. — «Compt. Rend.»,
1968, v. 267 B, № 13, p. 616—619.
36. Hartman В., Kleman В., Spaong-
stedt G. Water vapor laser lines in the 7 \i
131

4. I.
Газовые лазеры
region. — «IEEE J.», 1968, v. QE-4, N2 5,
p. 296.
37. Hard T. M. Sulfur dioxide submilli-
meter laser. — «Appl. Phys. Lett.», 1969,
v. 14, № 4, p. 130.
38. Hassler J. C, Coleman P. D.
Far-infrared lasing in H2S, OCS and SO2. —
«Appl. Phys. Lett.», 1969, v. 14, № 4>p. 135—
136
39. Hodgston R. T. Vacuum ultraviolet
laser action observed in the Lyman bands of
molecular hydrogen. — «Phys. Rev. Lett.»,
1970, v. 25, № 8, p. 494—497.
40. Hodgson R. Т. В печати.
41. Jeffers W. Q., Coleman P. D. Spiking
and time behavior of a pulsed water vapor
laser. — «Appl. Phys. Lett.», 1967, v. 10,
№ 1, p. 7—9.
42. Джефферс У. К., Колмен П. Д.
Спектр стимулированного излучения D2O в
далекой инфракрасной области.—«ТИИЭР»,
1967, т. 55, № 7, с. 168—169.
43 Jeffers W. Q. Single wavelength
operation of a pulsed water vapor laser. —
«Appl. Phys. Lett.», 1967, v. 11, № 6,
p. 178—180
44. Kasper J. V. V., Pimentel G. С. ИС1
chemical laser. — «Phys Rev. Lett.», 1965,
v. 14, № 10, p. 352—354.
45. Каслин В. М., Петраш Г. Г.
Вращательная структура ультрафиолетовой
генерации молекулярного азота. — «Письма в
ЖЭТФ», 1966, т. 3, № 2, с. 88—96.
46 Котра К. L.r Pimentel G. С. A
hydrofluoric acid chemical laser. — «J. Chem.
Phys.», 1967, v. 47, № 2, p. 857—858.
47 Kasuya Т., Minoh A., Shimoda K.
A new laser emission from deuterium oxide
vapor. — «J. Phys. Soc. Jap.», 1968, v. 25,
№ 4, p. 1201.
48. Kasuya Т., Lide D. RM Jr.
Measurements on the molecular nitrogen pulsed
laser. — «Appl. Optics», 1967, v. 6, № 1,
p. 66—80.
49. Lide D. R., Jr. Interpretation of the
far infrared laser oscillation in ammonia —
«Phys. Lett.», 1967, v. 24A, № 7, p. 599—
600.
50 Lide D. R., Jr., Maki A. G. On the
explanation of the so called CN laser. —
«Appl Phys. Lett.», 1967, v. 11, № 2, p. 62—
64.
51. Legay-Sommaire N. Interpretation
and mechanism of the CS2—N2 laser. —
«Appl. Phys. Lett.», 1968, v. 12, № 2, p. 34—
35.
52. Mathias L. E. S., Parker J. T.
Stimulated emission in the band spectrum of
nitrogen. — «Appl. Phys. Lett.», 1963, v. 3,
№ 1, p. 16—18.
53. Mathias L. E. S., Parker J. T. Visible
laser oscillations from carbon monoxide. —
«Phys. Lett.», 1963, v. 7, № 3, p. 194—196.
54. Mathias L. E. S., Crocker A.
Stimulated emission in the far infrared from water
vapor and deuterium oxide discharges. —
«Phys. Lett.», 1964, v. 13, № 1, p. 35—36.
55. Mathias L. E. S., Crocker A.,
Wills M. S. Laser oscillations from nitrous
132
oxide at wavelengths around 10,9 microns.—
«Phys. Lett.», 1964, v. 13, № 4, p. 303—304.
56. Mathias L. E. S., Crocker A.t
Wills M. S. Laser oscillations at wavelengths
between 21 and 32 microns from a pulsed
discharge through ammonia. — «Phys. Lett.»,
1965, v. 14, № 1, p. 33—34.
57. Mathias L. E. S., Crocker A.f
Wills M. S. Laser oscillations at submillime-
ter wavelengths from pulsed gas dischargas
in compounds of hydrogen, carbon and
nitrogen. — «Electronics Lett.», 1965, v. 1,
№ 2, p. 45—46.
58. McFarlane R. A., Howe J. A.
Stimulated emission in the system CO/CO2. —
«Phys. Lett.», 1965, v. 19, № 3, p. 208—210.
59 McFarlane R. A. Observation of a
Ы—!2~ transition in the N2 molecule. —
«Phys. Rev.», 1965, v. 140, № 4A, p. 1070—
1071.
60. Moeller G., Rigden J. D. Observation
of laser action in the R-branch of CO2 and
N2O vibrational spectra. — «Appi. Phys.
Lett.», 1966, v. 8, № 3, p. 69—70.
61. Muller. W. M., Flesher G. T. Conti-
nuouse wave submillimeter osciWation in-
H2O, D2O and CH3CN. — «Appl. Phys.
Lett.», 1966, v. 8, № 9, p. 217—218.
62. McFarlane R. A. Precision spectrosco-
py of new infrared emission systems of
molecular nitrogen. — «IEEE J.», 1966, v. QE-2,
№ 8, p. 229—232.
63. Maki A. G. Interpretation of the CS2
laser transitions. — «Appl. Phys. Lett.»,
1967, v. 11, № 6, p. 204—205.
64. Moore С. В. An electrically pulsed
HC1 laser. — «IEEE J.», 1968, v. QE-4, № 2,
p. 52.
65. Maki A. G. Assignment of some DCH
and HCN laser lines. — «Appl. Phys. Lett.»*
1968, v. 12, № 4, p. 122—123.
66. Mathias L. E. S.f Crocker A.,
Wills M. S. Spectroscopic measurements on
the laser emission from discharge in
compounds of hydrogen, carbon and nitrogen. —
«IEEE J.», 1968, v. QE-4, № 4, p. 205—208.
67. McFarlane R. A., Fretz L. H. High-
power operation of a pulsed water vapor
laser and precision wavelengh measurement
of the strongest component — «Appl. Phys.
Lett.», 1969, v. 14, № 12, p. 385—386.
68. McFarlane R. A. He опубликовано.
69. Osgood R. M., Nichols E. R.t Ep-
pers W. C, Petty R. D. Q-switching of the
carbon monoxide laser. — «Appl. Phys.
Lett.», 1969, v. 15, № 9, p. 69—72.
70. Patel С. К. N., Kerl R. J. Laser
oscillation on X!2+ vibrational rotational
transitions of CO. — «Appl. Phys. Lett.», 1964,
v. 5, № 4, p. 81—83.
71. Patel С. К. N. CW laser action in
N2O (N2—N2O system). — «Appl. Phys.
Lett.», 1965, v. 6, № 1, p. 12—13.
72. Patel С. К. N. CW laser on
vibrational rotational transitions of CO. — «Appl.
Phys. Lett.», 1965, y. 7, 9, p. 246—247
73. Patel С. К. N. CW laser oscillation
in an N2—CS2 system. — «Appl. Phys. Lett.»,.
1965, v. 7, № 10, p. 273—274.

Гл. 5.
Импульсные СО^-лазеры высокого давления
74. Patel С. К. N. Vibrationai-rotational
laser action in carbon monoxide. — «Phys.
Rev.», 1966, v. 141, № 1, p. 71—83.
75 Pollack M. A. Laser oscillation in
chemically formed CO.— «Appl. Phys. Lett.»,
1966, v. 8, № 9, p. 237—238
76 Pollack M. A. Molecular laser action
in nitric oxide by photodissociation of
NOC1. — «Appl. Phys. Lett.», 1966, v. 9,
№ 2, p. 94—96.
77. Pollack M. A. Laser action in
optically pumped CN. — «Appl. Phys. Lett.», 1966,
v. 9, № 6, p. 230—232.
78. Patel С. К. N. Gas Lasers. — In:
Lasers; a series of advances, v. 2. Ed. by
A K..Levine, New York, M. Dekker Inc.,
1968.
79. Parks J. H., Rao D. R., Javan A.
A high-resolution study of the С3яи—B3jxg
@,0) stimulated transitions in N2*. — «Appl.
Phys Lett», 1968, v. 13, № 4, p. 142—144.
80. Rao D. R., Hocker L. O., Javan A.,
Knable K. Spectroscopic studies of 4,3
microns transition laser oscillation in CO2. —
«J Mol. Spectrosc», 19bb, v. 25, № 3,
p. 410—411.
81. Соболев H. H., Соковиков В. В.
Оптические квантовые генераторы на СОг. —
«УФН», 1967, т. 91, № 3, с. 425—454.
^Тычинский В. П. Мощные газовые
лазеры. — «УФН», 1967, т. 91, № 3, с. 389—
424
82. Steffen H., Kneubuhl F. К. Resonator
interferometry of pulsed submilHmeter wave
lasers. — «IEEE J.», 1968, v. QE-4, № 12,
p. 992—1008
83 Spencer D. J., Mirels HL, Jacobs T. A.,
Gross R. W. E. Preliminary performance of
a CW chemical laser. — «Appl. Phys. Lett.»,
1970, v. 16, № 6, p. 235—237.
84 Turner R., Poehler Т. О. Emission
from HCN and H2O lasers in the 4 to 13
microns region. — «Phys. Lett.», 1968,
v. 27A, № 8, p. 479—480.
85. Wieder 1., McCurdy G. B. Isotope
shifts and the role of Fermi resonance in the
CO2 infrared maser. — «Phys. Rev. Lett.»,
1966, v. 16, No 13, p. 565—567.
86 Waynant R. VV., Shipman J. D.,
Elton R. C, Ali A. W. Vacuum ultraviolet
laser emission from molecular hydrogen —
«Appl. Phys. Lett.», 1970, v. 17, № 9, p. 383—
384.
Глава 5
ИМПУЛЬСНЫЕ СО2-ЛАЗЕРЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
Н. В. КАРЛОВ, Ю. Б. КОНЕВ
Импульсные газоразрядные СО2-ла-
зеры, работающие при атмосферном
давлении, впервые были созданы в 1969 —
1970 гг. [1, 2]. Существенный прогресс был
достигнут при переходе к
несамостоятельным разрядам, поддерживаемым внешним
источником ионизации. В этом случае
энерговклад (энергия возбуждения, вводимая
в разряд) осуществляется при оптимальных
значениях напряженности электрического
поля, на величину которого не налагается
ограничение, связанное с необходимостью
создания проводимости в рабочем газе
лазера. Первый эксперимент был выполнен
в 1968 г. [3], когда несамостоятельный
разряд в плазме СО2-лазера
поддерживался пучком протонов. Вскоре после
этого [4] было показано, что при ионизации
пучком ускоренных электронов возможно
создание объемного «тлеющего» разряда
при больших энерговкладах в азоте при
давлениях до 15 атм. В 1971 г. был создан
первый СО2-лазер атмосферного давления
и большой апертуры [5], разряд в котором
контролировался электронным пучком.
Вскоре стало известно об успешном
осуществлении работы лазера при давлениях
до 20—50 атм [6, 7]. К настоящему времени
в импульсах длительностью 1—2 мке
при атмосфеоном давлении получена
энергия 5—10 кДж [8]. Обзор работ,
появившихся до 1974 г., с подробной
библиографией и детальным обсуждением ряда
примеров конструктивной реализации дан в [9].
В обзоре [10] особое внимание уделено
работам советских исследователей. В этих
работах экспериментально показано, что
механизм действия газоразрядных СО2-ла-
зеров не изменяется до давлений порядка
50 атм.
Импульсные СО2-лазеры высокого
давления могут работать в широком
интервале длительностей импульсов от /и ~
ж 50—100 мке (квазинепрерывный режим)
до импульсов субнаносекундной
длительности. При давлении, превышающем
15 атм, возможна плавная перестройка
частоты излучения до 20—40 см-1 в каждом
из рабочих диапазонов 9,6 и 10,6 мкм [11,
12]. Эти лазеры обладают высоким к. п. д.,
мощностью и энергией излучения. Их
возможные применения очень широки и
включают такие важные области, как
технология, управляемый термоядерный
синтез, лазерная химия, экспериментальные
исследования плазмы и элементарных
процессов внутри- и межмолекулярной
передачи энергии.
В следующих параграфах
представлены данные, необходимые для расчета
133

4. I.
Газовые лазеры
баланса энергии электронов и констант
скоростей элементарных процессов при
столкновениях электронов с молекулами
плазмы СО2-лазеров; приведены
параметры, которые позволяют определить
эффективные сечения индуцированных
переходов; разобраны известные кинетические
модели активной среды СО2-лазеров; даны
результаты измерений коэффициента
усиления, оптической прочности рабочего
газа, зеркал к прозрачных диэлектриков
в диапазоне порядка 10 мкм. Все эти
материалы позволяют достаточно надежно
рассчитать коэффициент усиления и
энергетические характеристики импульсных
СО2-лазеров высокого давления.
5.1. СЕЧЕНИЯ ПРОЦЕССОВ УПРУГИХ
И НЕУПРУГИХ СТОЛКНОВЕНИЙ
МОЛЕКУЛ С ЭЛЕКТРОНАМИ
Кинетическое уравнение для
симметричной составляющей функции
распределения электронов по энергии получается
из общего уравнения Больцмана при
условии пространственной однородности и
слабой анизотропии функции распределения
по скоростям электронов, а также малой
степени ионизации газа [13]. Численное
решение кинетического уравнения
позволяет определить важнейшие характеристики
газового разряда A4]. К ним относятся
баланс энергии электронов, скорость их
дрейфа, константы скорости наиболее
существенных процессов неупругих
столкновений электронов с молекулами. Для
плазмы того состава, который обычно
используется в газоразрядных СО2-лазерах, в
настоящее время существуют
экспериментальные данные по эффективным сечениям,
необходимым для такого расчета.
Кинетическое уравнение для
симметричной составляющей функции
распределения электронов по энергии имеет вид
= 1,09-10~3
du
EЛ)
В этом уравнении левая часть описывает
набор энергии электронов в электрическом
поле. Первое слагаемое в правой части
134
представляет передачу энергии при
упругих столкновениях электронов с
молекулами» второе и третье слагаемые
описывают столкновения с возбуждением вращения
молекул, последние два слагаемых
относятся к неупругим столкновениям с
передачей энергии uj\ в колебательное и
электронное возбуждение и ионизацию. Энергия
электронов и выражена в ^В, отношение
напряженности электрического поля
к полной плотности молекул EIN — в
единицах 10~16 В - см2. Величины yj —
относительные концентрации молекул, индекс
1 относится к СО2> 2 к N2, 3 к Не; МЛ =
= 44, М2 == 28; М3 == 4 — их
молекулярный вес; Сх = 8,2 . 10~4 эВ . А2 |15],
С3 = 5,06 • Ю-4 эВ • А2 [16|, В =
= 2,5 • 10~4 эВ — вращательная
постоянная азота. Эффективные сечения в
уравнении выражены в А2. Их величины в
узловых точках щ даны в табл. 5.1—5.17. Для
определения сечений между узловыми
точками следует использовать линейную
интерполяцию.
Транспортное сечение СО2 [17]
Таблица 5.1
0
0,04
0,1
0,3
0,5
0,6
140
84
55
21
10,8
9,4
«
1
1
2
2
3
4
5
0
,7
,0
,5
,1
9ml
5,7
5,0
5,4
6
7,7
9,4
5
7,4
10
20
27
50
U,
10
11,
16
16,
13
5
7
3
Транспортное сечение N2 [16]
Таблица 5.2
0
0,001
0,002
0,008
0,01
0,04
0,08
0,1
0,2
1
1
2
2
4
6
6
8
»2
,4
,4
6
',0
,2
,5
,8
ui
0,
o,
1
I,
1,
1,
2
2
з'
3
4
2
4
8
5
9,8
10
10
11
12,5
20
25
30
26
ui
4
5
7
10
14
18
20
30-
100
15
12
10
10
11
12,2
12
10
10
Таблица 5.3
Транспортное сечение Не [17]
0
0
0
,01
,1
5
5
5
ПЗ
,4
,8
H
0,2
1
2
6,2
6,5
6,1
H
7
10
20
5
4
3
ГПЗ
,1

Гл. 5.
Импульсные СОтлазеры высокого давления
Таблица 5.4 Таблица 5.
Сечение процесса @00)~*@110) [17] Сечение процесса @00)—*( 100+020)
(i*u=0,083 эВ) [17] (u12=0,l<67 эВ)
0,083
0,085
0,09
0,1
0,12
0,14
0,16
0,2
0,3
О,4
Он
0
0,36
1,04
1,Р
1,84
2,12
2,16
2,08
1,76
1,52
ui
0,5
0,6
0,8
1,0
1,2
1,6
1,8
2,0
2,5
3,0
«и
1,28
1,08
0,8
0,58
0,48
0,34
0,35
0,4
0,64
1,04'
3,7
4,0
4,2
4,5
5
6
8
9
10
10,1
0ц
1,4 0,167
1,36
1,2 0,2
0,92
0,53 0,25
0,4
0,36 0,3
0,28
0,16 0,5
0
0,7
0
0,54
0,82
0,82
0,68
0,56
Н
1
1,4
2
3
3,9
4,5
0,47
0,45
0,55
1,15
1,83
1,4
5
6
10
20
30
0,4
0,28
0,2
0,1
0
Таблица
Сечение процесса @00)—>
0,29
0
0,3
0,44
@01)
0,35
0,65
[/7] (и17=0,29 эВ)
0,4
0,73
0,5
0,84
0,8
1
1
1
2
0,78
6
0,37
10
0,25
50
0
Таблица 5.7
Сечения резонансных процессов в области 3,8 эВ \17]
Qia
Qu
Uj
Qib
0,252
0
2,37
0
2,37
0
2,5
0
2,7
0,25
3,0
0,26
3,0
0,17
3,0
0,19
3,0
0,4
3,5
0,52
3,65
0,33
3,5
0,245
3,3
0,6
4,0
0,5
3,8
0,31
4,0
0,21
3,6
0,65
4,5
0,22
4,0
0,21
5,07
0
4,5
0,23
4,6
0,1
4,3
0,1
4,6
0,1
5,0
0
5,0
0
5,0
0
ui3=0,252 эВ
al4=0,339 эВ
и1ь=0,422 эВ
u16=2,5 эВ
135

4. I.
Газовые лазеры
Таблица 5.8
Сечения возбуждения электронных уровней и ионизации С02 [15]
иг
Ql8
щ
Ql9
Uf
Qi.io
7
0
10,5
0
13,8
0
8
0,5
11,5
0,56
15
0,1
8,4
0,6
14
0,8
16
0,13
9
0,46
20
*,2
17
0,17
10
0,175
30
2
30
1,55
10,5
0
50
4
40
2,1
«18 = 7 эВ
«19 —10,5 эВ
аг>10=13,8 эВ
Таблица 5.9
Сечение диссоциативного прилипания
электрона к СО2 [18]
3,3
3,4
3,5
3,6
3,7
4,1
4,3
4,5
10» Qg
0
0,018
0,062
0,141
0,273
1,28
1,48
1,21
и.
4,8
5,2
5,8
6,3
6,6
6,8
7
7,2
10» Qg
0,598
0,132
0
0,062
0,202
0,387
0,686
1,14
и
8
8,1
8,3
9,0
9,5
10,0
50
4,24
4,29
3,80
0,783
0,229
0,616
0
Сечение процесса N2 (v — 0)-
[19-21] («21=0,29эВ)
Таблица 5.10
N (\)
иг
0,29
0,5
0,8
1,0
1,2
1,3
1,4
1,6
1,8
0
0,0052
0,0083
0,0104
0,0166
0,0728
0,135
0,-250
0,52
ui
1,9
2,0
2,05
2,1
2,15
2,2
2,3
2,45
2,53
Ом
0,832
3,02
3,12
2,08
\\2Ъ
0,832
2,90
1,04
1,25
ui
2,6
2,62
2,68
2,73
2,85
2,92
3,12
3,3
4
1,75
2,08
1,73
0,416
0, 32
0,416
0,728
0,52
0
Сечение процесса N2 (у =
[19, 20] (*г22=0,5.8 эВ)
Таблица 5.11
Сечение процесса N2 (v-
[19, 20] («2з=0,87 эВ)
= 0)-
Таблица 5.12
ui
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
2,36
0
0,416
1,33
1,87
1,25
0,208
ui
2,42
2,5
2,61
2,7
2,75
2,8
<,.
0
0,499
0,915
0,624
0,208
0
ut
2,92
3,0
3,25
3,31
0,.
0,416
0,208
0,208
0
Сечение процесса N2 (v — 0) •
[19, 20] (м25=1,45 эВ)
Таблица 5.13
N ( 5)
н
2,1
2,15
2,2
2,3
2,46
Q85
0
0,208
0,541
0,915
1,12
ui
2,5
2,6
2,62
2,68
2,8
(
1
0
0
0
с
,12
,208
,416
и
2,
3
3,
з,
з,
i
9
2
3
35
О9
0
0
0
0,
0
,75
,25
125
1,83
1,9
2
2,05
2,1
2,2
0
0,208
1,46
2,29
1,66
0,79
ui
2,35
2,45
2,5
2,62
2,75
2,95
0,208
1,98
1,78
0,208
1,04
1,66
3
3
3
4
ui
,05
,2
,4
0
0
0
0
,624
,208
,208
Сечение процесса N2 (г>=0)
[19, 20] («2б=1,74 эВ)
Таблица 5.14
^2 (г> = 6)
ui
2,3
2,4
2,5
2,55
) Q
0
0,
1,
1,
26
75
04
12
«i
,2,6
2,65
2,7
2,8
1,04
0,624
0,416
0,208
«i
2,9
3,0
3,1
3,2
t
0
2
0
0
?2a
,125
,5
,166
136

Гл.5.
Импульсные СО2-лазеры высокого давления
Таблица 5.15
Сечения процессов N2 (o=0) *
Ч
Q24
"г
$27
"г
Q28
2,05
0
2,4
0
2,6
0
2,1
0,416
2,5
0,208
2,7
0,208
2,2
1,16
2,75
0,75
2,9
0,29
2
1,
3
0
3
0
,26
58
208
h (
2
0
3
0
3
0
,55
,2
,166
,1
k) [19,
2,75
0,832
3,3
0,146
3,2
0
20]
2,
0
3,
0
3,
1,
77
4
3
04
3
0
3
0
,208
,4
3
0
,05
,208
3,25
0
* = 4
U2i = 1,10
k = 7
а27 = 2,03
* = 8
«28 = 2,32
эВ
эВ
эВ
Таблица 5.16
Сечения возбуждения .
Q29
Ч
Q2,1O
'Ч
<?2,11
Щ
Q2,12
"г
Q2.13
иг
Q2.14
Uj
Q2,iK
5
0
6,8
0
8,4
0
11,25
0
12,5
0
14
0
15,6
0
электронных состояний и ионизации N2 [21]
5,9
0,41
7,1
0,57
8,7
0,42
13,8
0,41
13
0,4
14,3
1,7
18
0,1
6,1
0,41
8,1
0,57
9,1
0,42
14
1
13,6
0,4
14,8
1,7
20
0,21
7
0,07
8,6
0,25
10
0,3
14,7
1
14
0,16
15,6
0,2
50
2,52
9
0
9,5
0,12
20,7
0
15
0,25
20,7
0
20,6
0,2
100
2,52
20,7
0
65
0
25,4
2,8
100
2,8
и29 = 5 эВ
а2,ю — 6,8 эВ
 ц — 8,4 эВ
«2 12 — 11,25 эВ
и2 13—12,5 эВ
 14—14 эВ
аоЛ5 = 15,6 эВ
Таблица 5.17
Сечение резонансного возбуждения
вращения N2 [22, 23]
0,0015
0,05
0,25
0,5
0,8
1
1,5
1,8
1,9
Q
0
0,1
0,65
1,15
2
2,65
5,6
7,5
8,2
иъ
2,0
2,15
2,43
2,6
2,75
2,9
3,25
3,6
4
Q
8,6
8,95
9,0
8,9
8,4
7,65
6,2
5,1
4,5
"г
4,5
5,0
5,5
7,0
9,0
11,0
15,0
22,0
25,0
4,16
3,97
3,93
4,17
4,46
4,42
3,94
3,15
3,05
Резонансное возбуждение вращения
молекул азота электронным ударом
происходит в основном с изменением
вращательных квантовых чисел А У = 2 и 4.
Сечения этих процессов Q2 и Q4 приведены
в работах [22, 23]. В кинетическом
уравнении E.1) учет возбуждения вращения
выполнен в диффузионном приближении.
В этом случае Q = Q2 + 25/48 Q4,
численные значения Q приведены в табл. 5.17.
Константы скорости отдельных
процессов wjk и скорость дрейфа электронов
удр определяются равенствами
Wjk Г—1 =5,93. Ю-9 С duuQjk (и) f (u)t E.2)
I с J
137

4. f.
Газовые лазеры
•[?]-
=-5,93.10'f— — \ duu У.
3 N JJ
X
V1 JL
J du
E.3)
Относительная доля энергии,
подводимой к электронам внешним
электрическим полем, распределяется по различным
*fc 0,8
ar
% 0,2-
0,1
1,0
10
Рис. 5.1. Баланс энергии электронов в смеси
СО2 : N2 : Не A : 6 : 3) в зависимости от
приведенной напряженности электрического поля.
каналам неупругих процессов следующим
образом:
(E/N) vni)
а также переходит в поступательные
гт=5,93 X
oo
1,09-10-3 Гduu2(y^Qmi(u)\ flu)
(BIN)
E.5)
и вращательные степени свободы молекул
гГ = 5,93 X
/=1.2
xio?
1
(E/N)
E.6)
Диссоциативное прилипание
электронов к молекулам СО2 может в
значительной степени влиять на концентрацию
электронов в плазме. Константу скорости
этого процесса можно определить с по-
138
мощью равенства E.2) и табл. 5.9. При
расчете функции распределения ввиду
малости эффективного сечения этот
процесс не учитывается.
Данные табл. 5.1—5.17 позволяют
рассчитать скорость дрейфа и коэффициент
ударной ионизации в азоте и в углекислом
газе и коэффициент диссоциативного
прилипания в углекислом газе.
Сопоставление результатов расчета с
соответствующими экспериментальными данными [15,
21] показывает их хорошее соответствие
в широком диапазоне отношений E/N,
что дает возможность использовать
приведенный в данном разделе материал для
определения характеристик газового
разряда в смесях газов СО2, N2 и Не.
В качестве примера на рис. 5.1
показан баланс энергии электрошэв в смеси
СО2 : N2 : Не A:6: 3). Здесь q{l2) —
доля энергии, передаваемой электронами
в симметричный и деформационный типы
колебаний СО2; 9(з,4) тоже в
антисимметричный тип колебаний СО2 и в
колебания азота; qT — в поступательные и
вращательные степени свободы молекул.
5.2. ЭФФЕКТИВНОЕ СЕЧЕНИЕ
ИНДУЦИРОВАННЫХ ПЕРЕХОДОВ
И КОЛЕБАТЕЛЬНАЯ РЕЛАКСАЦИЯ
Эффективное сечение индуцированных
переходов определяется следующим
образом:
Gj = (XI2nf (Aj/Av), E.7)
где А, — длина волны; Aj — коэффициент
Эйнштейна; Av — ширина линии
излучения; J — вращательное квантовое число
верхнего уровня. Учитывая зависимость
Aj = Am/BJ -+- 1) и используя
экспериментальные значения величин А и Av
[24—26]. можно получить
Oj !A2] = 1,64 \m/BJ H- 1)] (l/Av/гУ'Г),
E.8)
где т— J+\vim=J для Р- и /?-ветви
соответственно; Т — абсолютная
температура газа; п — плотность молекул
газа, отнесенная к плотности молекул
при нормальных условиях; Av [ГГц| =
= 6,05 (уСО9 + 0,75 ук + 0,59 уИе +
-4- 1,16 yHJ — ширина линии при
нормальных условиях; ух — относительные
концентрации молекул в смеси.
В тех случаях, когда распределение
молекул по вращательным уровням
можно считать больцмановским, удобнее
пользоваться величиной
= 1,84
ехр(-0,56
E.9)

Г л 5
Импульсные СО2-лазеры высокого давления
Равенства E.8) и E.9) можно
использовать для диапазонов 10,6 и 9,6 мкм [27].
Можно различать несколько условно
следующие режимы работы импульсных
С02-лазеров высокого давления:
— квазинепрерывный режим (ги >
> 5—10 мкс • атм);
— импульсный режим E мкс ♦ атм >
> гв > 0,05 мкс • атм);
— режим коротких импульсов
@,05 мкс • атм > /и > 2—3 не ♦ атм);
— режим наносекундных импульсов
1й < 2-—3 не . атм).
В первом случае длительность
импульсов tu больше всех постоянных времени
системы, во втором — не меньше времени
передачи энергии от (SL к СО2 и времени
релаксации в системе нижних уровней
\СО2, в третьем — меньше этих
постоянных времени, в последнем случае
становится необходимым принимать во
внимание вращательную релаксацию.
Наиболее надежнее прогнозиревание
энергетических характеристик СО2-ла-
зеров в настоящее время возможно для
длительностей импульсов tu > 1 мкех
Хагм. В этом случае можно считать, что
внутри каждого типа нормальных
колебаний молекул существует локальное
равновесие со своей температурой. Тогда вся
• кинетика определяется балансом средних
чисел квантов е% в каждом типе колебаний
[28]-
dejdt ='ре4 — га (еА — е3), E.10)
des/dt = рез 4- гс (е4 — е3) — г3/3 — rjlflt
E.11)
de2/dt = £2 \ре2 4- Зг3/3 4" V-rjHi —
~ г2(в8—е27)]. E.12)
Здесь предполагается, что
симметричный и деформационный типы колебаний
находятся в локальном равновесии; г2, s—
средние числа квантов деформационного
и антисимметричного типов колебаний;
е4 — среднее число квантов a3oia,
приходящееся на 1 молекулу; e2r =s
= 2 (exp (960/Л — I]-1 — среднее число
квантов в состоянии термодинамического
равновесия; г% — частоты
релаксационных переходов; ре% — частоты
возбуждения соответствующих типов колебаний
электронным ударом; Vjl — частота
индуцированных переходов Ниже все
параметры уравнений приведены для
случая, когда время t выражено в мкО,
интенсивность излучения / в кВт/см2.
Коэффициенты /j определяются
следующим образом:
1+е2/2
2 +
Зе;
Величины г% зависят от температуры
Ту плотности п и состав? газа
(предполагается, что рабочая смесь может состоять
из пяти компонент, относительные
концентрации которых уг — СО2, у2 — N2>
Уз — Не, у4 — Н2О, у& — Н2): га =
= кпуъ 'с = kny2, r2t3 = fe2»s n, k2, з =
= 2 yjk2, 3l. Плотность п — 273 p/T0
отнесена к плотности при нормальных
условиях; То (К) и р (атм) — начальные
температура и давление газа.
Предполагается, что плотность не изменяется в
течение импульса. Константы скорости kat
даны в табл. 5.18 (параметры х = 7~/3,
А (Т) == (Т/273) A 4- е2Т/2). При
определении Oj в соответствии с E.9)
получается Tj = 5,34 Oj.
Частоты накачки pet можно найти
с помощью констант скорости k€i и
концентрации электронов n€pei = Ю-6 kejne.
Константы скорости определяются из E.2):
8 5
Для определения пе необходимо
рассматривать отдельное уравнение, которое
содержит плохо известные для газовых
смесей скорости ионизации и рекомбинации.
Предпочтительнее другой подход,
основанный на экспериментальном определении
плотности тока / и напряженности поля
Е газового разряда, с помощью которых
можно найти удельную мощность W (/),
поступающую в разряд. После
вычисления баланса энергии электронов (см. § 5.1)
частоты накачки определяются
следующим образом:
—
пу2
W
= 0,8- Ю-3
= 2,8-10-*
W{t)t
где W (t) выражено в кВт/см5, q4 = 2 z2f,
/ = l
^3 l7; /2 .^ xj
Параметры активной среды в сильной
степени зависят от температуры газа,,
которую получают из уравнения
2—е2Т)\+
E.13)
+ 2,7-
(t) qT
где су = 2,5
ncv
У2+ Уъ) + 1,5 Уз +

4. I.
Константы
скорости процессов релаксации
Численное значение
Газовые лазеры
Таблица 5.18
Примечание
k
&34
240/Т1/2
А (Т) ехр D,138 + 7,945 х— 631,24 х2 + 2239 х3)
Л (Г) ехр (—1,8634-213,3 х—2796,2 л:2-*-9001,9 Xs)
А (Т) ехр (—3,276-4-291,4 х—3831,8 л:2+1268b л:3)
А (Т) ехр F3,26—1,32.103 лг+9,29-103 ** —
— 1,71-10* х3 — 5,38-104 х44-1,69.10& хъ) .
А СП ехр ф,47&—9.0S& х)
1,16-10» ехр (—59,3 х)
8,55-102 ехр (—69 х)
1,3-10» ехр (—40,6 х)
3,5.104/Г
Примечание. Температура приведена в градусах Кельвина
300<Т<1000 129]
250<Т<2500 [30]
250<7<2500 [30]
250<7<2500 [30]
300<Т<1000 C1]
зоо<т<\ооо \32i
300<7<1000 [33]
30б<Г<1000 [331
300<7<1000 |33]
300<7<1000 [331
300<Г<1000 C31
Коэффициент усиления среды в центре
линии излучения
о, [м-1] = 5,04
E.14)
Это равенство справедливо при условии,
что линии излучения не перекрываются.
Перекрытие линий становится
существенным при давлении 3—5 атм. Тогда
необходимо учитывать вклад всех линий с
учетом форм-факторов фу (v) на частоте v
a (v) = 2
(v).
E.15)
где а, (v) = [14- (v —
Интенсивность излучения в резонаторе
можно найти из уравнения
dlldt = (v — s) /,
E.16)
где v = 300a (v) I; s = —(I(^2)
5 — коэффициент заполнения резонатора
активной средой; L [м] — длина
резонатора; Rlt 2 — коэффициенты отражения
зеркал.
Численное решение уравнений E.10) —
E.16) позволяет рассчитать мощность и
энергию излучения единицы объема
активной среды.
В режиме наносекундных импульсов
можно полностью пренебречь
процессами колебательной релаксации.
Энергетические характеристики и эффективность
усилителей в этом случае определяются
процессами * вращательной релаксации.
Экспериментальные данные по константам
скорости вращательной релаксации
лекул СО2 следующие C4, 35]:
МО
рСО,
N9 =9,1 ±1,5, 10*
*вр не = 4,6 ± 1,5 .
10е с-1
1 * атм-1
i с-1
E.17)
атм-1
В качестве хорошего приближения
для анализа взаимодействия коротких
импульсов излучения с молекулами СО2
можно использовать систему
кинетических уравнений, в которой вероятность
перехода между вращательными уровнями
не зависит от начального состояния [36).
Вращательная релаксация в этом
приближении определяется одной постоянной
времени, которую можно найти с помощью
приведенных выше констант.
В промежуточном интервале
длительностей импульсов необходима детальная
информация по колебательной релаксации
в системе нижних уровней СО2 и по v—и-об-
мену в азоте. Достаточно полные и
надежные экспериментальные данные по этим
процессам в настоящее время отсутствуют.
В работе [37] измерены константы ско-
*рости v—у-обмена изотопически
замещенных молекул СО2
СО2 @0° 1) 4- С13О2 @0°0) - СО2 @0°0) +
4- С13О2 @0° 1) 4- 66 см-1,
СО2 @0° 1) 4; СО18О16 @0° 0)-> СО2 @0° 0) +
+ СО18О16 @0° 1) 4- 18 см-1.
Константа скорости первого из них
составляет A,2 ± 0,15) • 109с-1-атм-1| второго—
C ± 0,3) . 10е с-1 • атм-1. На основании

Гл.5.
Импульсные СО т лазеры высокого давления
этих данных можно оценить константу
скорости процесса
2СО2 @0°
c02 @0°2)+
В работе [38] измерена константа
скорости V—у-обмена между
комбинационными уровнями СО2@0°1) + СО2 @1х0) -
СО2 @14) + СО2 @0° 0) + 12 см-1, кото-
рая составляет D ± 0,75). 109 с-1 . атм-1.
Измерение констант скорости
процессов
СО2@2°0L-М
дает
Х108 с
[39]
1 ч атм"
1 * атм~
+ 102 см-1 E-18)
feO2°o, СО, = B.3±0,8)х
fe02o0,
ХЮ8 с-1 • атм-1 при
й б
= B,3 ± 0,8)Х
f He= @,6 ± 0,2) X
Т = 370 К. В экс-'
]
ХЮ с р
периментальной работе [40] была
определена константа скорости релаксации
уровня СО2 A0° 0) kl0o0 = 4 > Ю-13 см3/с при
Т = 500 К. Измерения осуществлялись
по срыву генерации СО2-лазера при
выключении накачки. Авторы этой работы
считают, что константа относится к
процессу
СО2 A0° 0) + СО2 @0° 0) -* 2СО2 (ОМ).
E.19)
Однако учитывая большую скорость
процессов E.18), это отождествление не
однозначно. По-видимому, больше оснований
полагать, что указанная константа относится
ко всей совокупности процессов релаксации
нижних уровней СО2. К этим процессам
кроме E.18) и E.19) относятся
СО2A0° 0) + М -* СО2@220) + М,
СО2@2°0) 4- М — СО2@220) + М,
СО2@2°0) 4- СО2@0°0)
СО2@220) 4- СО2 @0°0)
Экспериментальных данных по
константам скоростей этих процессов нет.
Вероятно, это достаточно быстрые
процессы, константы которых близки к
приведенной выше величине kl0o0. Знание этих
констант необходимо для правильного
расчета энергетических характеристик СО2-
лазеров, длительность импульсов которых
7и<0,1 — 0,2 мкс . атм.
Измерения константы скорости v—гьоб-
мена в азоте также отсутствуют. В работе
[41] была получена расчетным путем
вероятность процесса N2 (v = 2) 4-
-|>N2@ = 0) -* 2 N2(t> = 1), составляющая
poi = 2 . 10". Расчет по той же
методике вероятности передачи энергии от N2
к СО дает результат, хорошо
согласующийся с экспериментом [42]. Можно
предполагать, что указанная величина вероятности
гоже близка к действительности.
5.3. КОЭФФИЦИЕНТ УСИЛЕНИЯ
И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Коэффициент усиления СО2-лазеров
высокого давления в сильной степени
зависит от режима накачки. Для длинных
импульсов (tm < 100 мкс), когда рабочая
смесь содержит мало СО2, коэффициент
усиления составляет 0,5—1,5 м-1. Для
коротких импульсов коэффициент
усиления выше. В табл. 5.19 приведена
максимальная величина коэффициента
усиления km при накачке импульсами
длительностью 10 мкс при давлении газа
600 мм рт. ст. в несамостоятельном
разряде с напряженностью поля 3 кВ/см.
Там же показан состав смеси, плотность
тока разряда /, время достижения
максимума усиления тт и удельная энергия W,
вложенная в газ к этому времени [43].
Таблица 5.19
Коэффициент усиления импульсных
СО2-лаверов
He:N2:CO2
3:1 : 1
3:2:1
3:0:1
2:0:1
1 5 0 Г 1
3:0,25:1
/, А/см2
6,6
4,9
4,8
4,8
3,6
6,7
1т
мкс
6
10
5
6
6
5
W, Дж/л
118
131
70
83
65
103
м-1
4,2
3,3
2,2
2,8
2,6
4,5
В табл. 5.20 приведена величина
коэффициента усиления, измеренного в
широком диапазоне давлений газа от 1 до
50 атм [10]. Усиление измерялось при
ионизации газа сильноточным электронным
пучком длительностью импульса 20 не. Как
видно из табл. 5.20, коэффициент
усиления может достигать 6—8 м-1. Для ТЕА-
лазеров коэффициент усиления обычно
составляет 3,5—4,5 м-1 [44, 45].
Наибольшая величина коэффициента
усиления получена в несамостоятельном
разряде при ионизации импульсным
электронным пучком длительностью 100 не
смеси СО2 : N2 C : 2) при давлении 3 атм
и составляла 10 м-1 [46]. При добавлении
небольшого количества водорода (СО2 :
N2 : Н2) E7 : 38 : 5) максимальное
усиление достигало 8 м-1. В последнем случае
время существования усиления после
прекращения тока пучка не превышало
100 не. Малая длительность усиления
в указанном случае и его большая
величина хорошо соответствуют требованиям
к усилителям импульсов наносекундной
длительности;
Удельная энергия излучения зависит
от длительности импульса, способа
получения однородного разряда и начальной
температуры газа. Для ТЕА-лазеров,
работающих при длительности накачки
141

Ч. 1.
Газовые лазеры
Таблица 5.20
Коэффициент усиления СО%~лазеров
при высоком давлении
He:N2:CO2
0:1 : 1
0:2:1
0:4:1
5:2:1
32 : 2 : 1
Е/р,
В/(см-мм
рт ст.)
26,0
26,0
15,5
11,0
27,5
14,0
12,5
28,0
22,0
14,0
15,0
Ь,5
7,0
5,5
4,5
3,5
3,0
3,0
р, атм
1,2
1,0
3,0
6,0
1,2
5,0
10,0
1,0
2,0
6,0
1,2
5,0
10,0
20,0
10,0
20,0
40,0
50,0
W. Дж/см3
0,19
0,36
0,79
0,8
0,1*
1,08
0,55
0,36
0,80
1,22
0,6
0,24
0,37
0,4
0,20
0,23
0,24
0,25
k
см
0,04
0,08
0,064
0,05
0,026
0,052
0,016
0,04
0,043
0,04
0,01
0,012
0,012
0,012
0,012
0,012
0,012
0,012
1—2 мкс, энергия излучения не превышает
20 Дж/л и ограничивается
неустойчивостью разряда, развивающейся при
энерговкладе свыше 200—300 Дж/л в
условиях, когда значительная часть энергии
поступает в нижние уровни СО2 и в
электронные степени свободы молекул.
Использование однородной предыонизации в
сочетании с правильным подбором схемы
питания [47, 48] позволяет получить импульс
излучения длительностью несколько
микросекунд и удельной энергией до 40 Дж/л.
В несамостоятельном разряде при
комнатной температуре газа, контролируемом
электронным пучком [43] или
фотоионизацией специально добавляемых присадок,
например трипропиламина [50], в режиме
импульсов длительностью 25—50 мкс
получается энергосъем 50—60 Дж/л.
При пониженной до 200 К начальной
температуре • газа удельный энергосъем
удается повысить до 100 Дж/л [51].
Максимальная энергия излучения известных
СО2-лазеров достигает 2—10 кДж 149,8].
5.4, ПОРОГИ РАЗРУШЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ
СО2-ЛАЗЕРОВ
Оптический пробой активной среды
является принципиальным ограничением
мощности и энергии излучения лазеров
высокого давления. Физика пробоя
молекулярных газов рассматривалась в ряде
работ [52—54]. В них было показано,
что возбуждение колебаний молекул
электронным ударом затрудняет развитие
лавины и повышает порог пробоя по
сравнению с инертными газами.
Экспериментальные исследования пробоя E5—
142
.57] позволили определить пороговую
интенсивность в чистых газах и выявить
влияние частиц пыли.
Для длительности- импульса 200 не
пороговая интенсивность пробоя чистога
воздуха при атмосферном давлении
составляет 3 ♦ 109 Вт/см2 [57].
Содержащиеся в воздухе частицы пыли в тех же ус-
10
10
Рис. 5.2. Зависимость пороговой интенсивности
пробоя для воздуха и рабочей смеси от
длительности импульса излучения..
ловиях понижают пороговую
интенсивность до жЮ* Вт/см2. Более точная
величина порога пробоя зависит от материала
и размера частиц. .
На рис. 5.2 показана расчетная
зависимость [10] пороговой интенсивности
пробоя (Упор) от длительности импульса
(t) для воздуха и смеси СО2 : N2 : He
A:2: 3) при плотности молекул
3 . 101Ь см-з. Для больших длительностей
порог составляет соответственно 3,5 X
X Юу и 9 • 108 Вт/см2.
0,05 0,1 0,2 0,5d,CM
Рис. 5.3. Зависимость пороговой интенсивности*
пробоя от диаметра луча лазера при различных
давлениях..
На рис. 5.3 показана зависимость
пороговой интенсивности пробоя от
диаметра л\ча для различных давлений
газовой смеси СО2 : N2 : He A:1:5) [55].
Длительность импульса составляла 70 не.
Порог пробоя понижался с давлением.
Измерения в широком интервале
давлений [10] для чистых газов N2, CO2 и Не
(рис. 5.4, а), а также воздуха и смеси
СО2 : N2 A : 1) (рис. 5.4, б) показывают^
что для всех газов, кроме Не, пороговая
интенсивность при давлении р ^ 10 атм
начинает возрастать. Диаметр луча d

Гл. 5.
Импульсные С'О'2-лазеры высокого давления
составлял 50 мкм, порог определялся
мощностью, а не энергией импульса.
Высокий уровень ионизации активной
среды ТЕА-лазеров приводит к понижению
порога пробоя до 108 Вт/см2.
Для импульсов наносекундной
длительности при диаметре луча 0,7 см
плотность энергии, при которой пробой
наступал с вероятностью 0,05, составляла
9 Дж/см2. При 7 Дж/см2 пробой не
наблюдался (смесь газов СО^ : N2 : Не
Таблица 5.21
Пороги разрушения покрытий
Рис. 5.4. Зависимость пороговой интенсивности
пробоя от давления газа.
<1 : 1 : 5)) [59]. При начальной
ионизации той же смеси до концентрации
электронов 1011 см"*3 пороговая плотность
энергии понижалась с 7 до 3 Дж/см2.
Наблюдалось сильное влияние рефракции в пред-
пробойной плазме, которая
образовывала рассеивающую линзу. Этот ' эффект
затрудняет пробой. Возможное сильное
влияние рефракции при пробое
короткими импульсами было показано и
теоретически |60].
На практике разрушение оптических
материалов часто ограничивает
энергетические характеристики импульсных
лазеров в более сильной степени, чем пробой
активной среды.
Наиболее стойкими к разрушению
являются незащищенные металлические
поверхности зеркал из меди высокого
качества при условии, что с поверхности
тщательно удалены частицы абразива,
использовавшегося при, полировке. Такие
поверхности выдерживают энергии до
750 Дж/см2 при длительности 0,6 мкс
{61]. Обычные полированные медные
зеркала при той же длительности
выдерживают 90—150 Дж/см2. Эти данные
получены при измерениях в вакууме.
В табл. 5.21 и 5.22 приведены пороги
разрушения защитных, просветляющих
и многослойных отражающих покрытий при
длительности импульса 0,6 мкс [61].
Покрытие и
подложка
А,/4 ThF4 на КС1
fc/4 As2 S, на КС1
Х/4 ZnSe на KG
ZnSe/ThF4
(просветляющее)
на КС1
ThF4/ZnSe
(просветляющее) на
ZnSe
ThF4/ZnS (про-
светляюшее) на
ZnSe

Поглощение
10 см-1
<1 см-1
<Г0,6 см"
0,2 % на

поверхности
—
—
Порог
разрушения
Л
О S*«*
oss
а ^ о
плот
знер
Дж/
80
120
140
60
25—40
30—40
i инте
ноет
МВт/
130
200
230
100
40—70
50—70
Таблица 5.22
Пороги разрушения отражающих
поверхностей
Подложка
Мо
Мо
А1 на

электролизном
Ni
Покрытие
(ThFJZnSeJ
(ThF4/ZnSeK
Ag/
/(ThF4/ZnSeJ
s
I
о
4
о
С
0,22
0,32
0,2
Порог
разру-
шения
о s^
l&t
50
30
270
s •»
н и н
s а£
80
50
450
Данные этих таблиц показывают, что
лучевая стойкость лучших зеркал и
покрытий не хуже, чем активной среды.
Было замечено, что изменение длительности
импульса в пределах 1 —10 мкс не влияет
на порог разрушения по плотности
энергии [62], а пороги разрушения зеркал
в воздухе и в вакууме практически
совпадают [63]. Загрязнение поверхности
пылевыми частицами атмосферы или
частицами, остающимися после обработки
поверхности, сильно понижает порог
разрушения.
Лучшие образцы прозрачных окон из
КС1, поверхность которых очищена
травлением., имеют очень высокий порог
поверхностного и объемного разрушения.
Порог поверхностного разрушения
достигает 2500—2700 Дж/см2 при
интенсивности до 4,5 ГВт/см2. Объемное
разрушение происходит у лучших образцов при-
4600 Дж/см2 и 7,8 ГВт/см2 соответственно
143

Ч. 1.
Газовые лазеры
164]. Однако при обычной полировке
разрушение поверхности происходит при
значительно меньшей плотности энергии
E: 75 Дж/см2). Просветляющие покрытия
типа As2S3/ThF4 на КС1 выдерживают до
30 Дж/см2' [65]. Порог разрушения ZnSe
достигает 40 Дж/см2. CdTe разрушается
при малой плотности энергии (^ 2 Дж/см2)
[65]. При многократном воздействии
импульсов длительностью 75 не окна из
монокристаллического n-Ge
выдерживают 7,5 Дж/см2. Окна из NaCl и КС1
при тех же условиях еще не разрушаются
при 13,5 Дж/см2 [66].
Испытания на лучевую стойкость
зеркал, покрытий и прозрачных материалов
под действием импульсов наносекундной
длительности показывают [67], что пороги
разрушения составляют несколько
джоулей на квадратный сантиметр. Поверхности
из электролитически осажденных меди и
золота после микромашинной обработки
оптического качества разрушаются при
плотности энергии выше 4 Дж/см2.
Лучевая прочность четвертьволновых
пленок из NaF на пластинках из NaCl
достигает 2 Дж/см2. Объемное разрушение
пластинок из ZnSe происходит при
плотности энергии 1 —1,5 Дж/см2, но,
по-видимому, возможно улучшение этого
показателя. При нанесении просветляющих
покрытий на высококачественные
оптически обработанные поверхности из того же
материала порог разрушения повышается
до 2,5 Дж/см2.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Dumanchin R., Rocca-Serra J.
Augmentation de l'energie et de la puissance four-
nie par unite de volume dans un laser a
CO2 en regime pulse. — «C. R. Acad. Sci.»,
1969, v. 269, p. 916—917.
2. Beaulieu A. J. Transversely excited
atmospheric pressure CO2 lasers. — «Appl.
Phys. Lett.», 1970, v. 16, № 12, p. 504—505.
3. Андрияхин В. M., Велихов Е. П.,
Голубев С. А. и др. О возрастании мощности
генерации лазера на СО2 под воздействием
пучка быстрых протонов. — «Письма в
ЖЭТФ», 1968, т. 8, вып. 6, с. 346—349.
4. Ковальчук Б. Мм Кремнев В. В.,
Месяц Г. А. Лавинный разряд в газе и
генерирование нано- и субнаносекундных
импульсов большого тока. — ДАН СССР, 1970,
т. 191, № 1, с. 76—78.
5. Fenstermacher С. A., Nutter M. I.,
Rink I. С, Воуег К. E-beam sastained
atmospheric presure CO2-laser. — «Bull. Amer.
Phys. Soc», 1971, v. 16, p. 42.
6. Басов Н. Г., Беленов Э. М., Данилы-
че-в В. А., Сучков А. Ф. Импульсный СО2-
лазер с высоким давлением газовой
смеси. — В кн.: Квантовая электроника. Под
ред. Н. Г. Басова, № 2, М., «Сов. радио»,
1971.
7. Басов Н. Г., Данилычев В. А.,
Керимов О. М., Подсосонный А. С. Инверсия на-
144
селенностей в активной среде
электроионизационного СО2-лазера при давлении
рабочей смеси до 20 атм. — «Письма в ЖЭТФ».
1973, т. 17, вып. 3.
8. Бычков Ю. И., Карлова Е. К.,
Карлов Н. В. и др. Импульсный СОг-лазер
с энергией излучения 5 кДж. — «Письма
в ЖТФ», 1976, т. 2, вып. 6, с. 281—283.
9. Вуд П. Импульсные молекулярные
лазеры высокого давления. — ТИИЭР,
1972, т. 62, № 3.
10. Басов Н. Г., Беленов Э. М.,
Данилычев В. А. и др. Электроионизационные
лазеры. — УФН, 1974, т. 114, № 2.
11. Bagratashvili V. N.f Knyazev I. N.,
Letochov V. S. On the tunable infrared gas
lasers. — «Opt. communs.», 1971, v. 4, № 2,
p. 154—156.
12. Басов Н. Г., Беленов Э. М.,
Данилычев В. А., Сучков А. Ф. О возможности
создания перестраиваемых газовых лазеров
ИК-Диапазона. — «Письма в ЖЭТФ», 1971,
т. 14, вып. 10.
13. Holstein Т. Energy distribution
function of electrons in high-freguency gas
discharges. — «Phys. Rev.», 1946, v. 70, № 5,
6, p. 367—384.
14. Nighan W. L. Electron energy
distributions and collision rates in electrically
excited N2, CO and CO2. — «Phys. Rev. A.»,
1970, v. 2, № 5.
15. Hake R. D., Phelps A. V. Momentum
transfer and inelastic-collision cross sections
for electrons in O2, CO and CO2. — «Phys.
Rev.», 1967, v. 158, N 1, p. 70.
16. Frost L. S., Phelps A. V. Rotational
excitation and momentum transfer cross
sections for electrons in H2 and N2 from
transport coefficients. — «Phys. Rev.», 1962,
v. 127, № 5, p. 1621.
17. Lowke J. J., Phelps A. V., Irwin B. W.
Predicted electron transport coefficients and
operation characteristics of CO2—N2—He
laser mixtures. — «J. Appl. Phys.», 1973, v. 44,
№ 10, p. 4664—4671.
18 Rapp D.t Briglia D*. D. Total cross
sections for ionization and attachment in
gases by electron impact. II. Negative—ion
formation. — «J. Chem. Phys.», 1965, v. 43,
№ 5, p 1480—1489.
19. Phelps A. V. Rotational and vibra-
tional excitation of molecules by Low-energy
electrons. — «Rev. Mod. Phys.», 1968, v. 40,
№ 4, p. 399—410.
20 Shulz G. J. Vibrational excitation of
nitrogen by electron impact. — «Phys. Rev.»,
1962, v. 125, № 1, p. 229—232.
21. Engelhardt A. G., Phelps A. V.,
Risk С G. Determination of momentum
transfer and inelastic collision cross section
for electrons in nitrogen using transport
coefficients. — «Phys. Rev.», 1964, v. 135,
№ 6A, p. A1566—A1574.
22. Оксюк Ю. Д. Возбуждение
вращательных уровней двухатомных молекул при
электронном ударе в адиабатическом
приближении. — ЖЭТФ, 1965, т. 49.
23. Burke P. G., Chandra N. Rotational
excitation cross sections for e-—N2 scatte-

Гл.5.
Импульсные СО^-лазеры высокого давленая
ring. — «J. Phys. В Atom. Molec. Phys.»,
1973, v. 6, № 11, p. 2355—2357.
24. Данилов В. В., Кругляков Э. П.,
Шунько Е. В. Измерение вероятности
перехода Р20 @0°1—10°0) СО2 и ударного
уширения при столкновениях с СОг, N2 и
Не. — ПМТФ, 1972, № 6, с. 24—28.
25. Drayson S. R., Young С. Band
strength and line half-width of the 10,4 \i
CO2 band. — «J. Quant. Spectrosc. Radiat.
Transfer.», 1967, v. 7; № 6, p. 993—995.
26. Patty R. R., Manring E. R.,
Gardner J. A. Determination of self-broading
coefficients of CO2 using CO2 laser
radiation at 10,6 ц. — «Appl. Optics», 1968, v. 7,
№ 11, p 2241—2245.
27. Murray E. R., Kruger C, Mitchner M.
Measurement of 9,6 u. CO2 laser transition
probability and optical broadening cross
section. — «Appl. Phys. Lett.», 1974, v. 24, № 4,
p. 180—181.
28. Гордиец Б. Ф., Осипов А. И., Ступо-
ченко О. В., Шелепин Л. А. Колебательная
релаксация в газах и молекулярные
лазеры. - УФН, 1972, т. 108, № 4, с. 655—699.
29. Rosser W. A., Wood A. D., Gerry E. Т.
De—excitation of vibrationally excited CO2
@0°l) by collisions with CO2 and N2. —
«J. Chem. Phys.», 1969, v 50, № 11, p. 4996.
30. Бирюков А. С, Конюхов В. К., Лу-
ковников А. И., Сериков Р. И. Релаксация
колебательной энергии уровня @0° 1)
молекулы СО2. — ЖЭТФ, 1974, т. 66, № 4,
с. 1248—1257.
31 Варгин А. Нм Гогохия В. В.,
Конюхов В. Км Пасынкова Л. М. Определение
времени колебательной релаксации
уровня 00° 1 молекулы СО2 в чистом СО2 и в
смеси с Н2О. — ЖТФ, 1975, т. 45, № 3,
с. 604.
32. Rosser W. A., Gerry E. Т.
De—excitation of vibrationally excited CO2 @0°l) by
collisions with CO2, H2, NO and Cl2 —
«J Chem Phys», 1971, v. 54, Nb 9, p. 4131.
33. Taylor R. L., Bitterman S. Survay of
vibrational relaxation data for processes
important in the CO2—N2 laser system —
«Rev. Mod. Phys.», 1969, v. 41, N2 I, p. 26.
34. Cheo P. K., Abrams R. L. Rotational
relaxation rate of CO2 laser levels. — «Appl.
Phys. Lett.», 1969, v. 14, № 2, p. 47—49
35 Jacobs R. R., Pettipiece K. J.,
Thomas S. J. Rotational relaxation rate
constants for CO2. — «Appl. Phys. Lett.», 1974,
v, 24, № 8, p 375—377.
36 Feldman B. J. Short-pulse multiline
and multiband energy extraction in high-
pressure CO2-laser amplifiers. — «IEEE J.»,
1973, v. QE-9, № 11, p. 1070—1078.
37. Stephenson J. C, Wood R. E.,
Moore С. В. Near- resonant energy transfer
between infrared-active vibrations. — «J. Chem.
Phys.», 1968, v. 48, № 5.
38. Burak I., Noter Y., Szoke A.
Vibration — vibrational energy transfer in the v3
mode of CO2. — «IEEE J.», 1973, v. QE-9,
№ 5, p. 541.
39. Jacobs R. R., Pettipiece K. J.,
Thomas S. J. Rate constants for the CO2 02°0—
10°0 relaxation. — «Phys. Rev. A.», 1975,
v. 11, № 1, p. 54—59.
40. Bulthus K., Ponsen G. J. On the
relaxation of the lower laser level of CO2. —
«Chem. Phys. Lett.», 1972, v. 14, Mb 5,
p. 613—615.
41. Berend G. C, Benson S. W.
Vibration—vibration energy transfer between
diatomic molecules — «J Chem. Phys.», 1969„
v. 51, № 4, p. 1480—1483.
42. Zittel P. F., Moore С. В. Vibrational-
to-vibration energy transfer in N2—CO. —
«Appl. Phys. Lett.», 1972, v. 21, № 3.
43. Fenstermacher C. A., Nutter M. J.,.
Leland W. Т., Воуег К.
Electron-beam-controlled electrical discharge as a method of
pumping large volumes of CO2 laser media
at high pressure. — «Appl. Phys. Lett.»,
1972, v. 20, № 2, p. 56—60.
44. La Chambre J. L., Gilbert J., Rhe-
ault F. et al. Performance characteristics of
a TEA CO2 double-discharge grid
amplifier. — «IEEE J.», 1973, v. QE-9, № 4, p. 458.
45. Glaros S., Nilson J., Manes K.
Characterization of a large — aperture CO2
amplifier. — «IEEE J.», 1973, v. QE-9, № 11,
p. 1122.
46. Carmichael С H. H., Garnswor-
thy R. K., Mathias L. E. S. High gain at
10,6fxm from an electron-beam-controlled
pulsed discharge. — «Appl. Phys. • Lett»,
1974, v. 24, N° 12, p. 608—610.
47. Seguin H. J., Tulip J. Photoinitiated
and photosustained laser. — «Appl. Phys.
Lett.», 1972, v. 21, p. 414—415.
48. Judd O. P. An efficient electrical CO2
laser using preionisation by ultraviolet
radiation. — «Appl. Phys. Lett.», 1973, v. 22,
№ 3, p. 95—96.
49. Daugherty J. D., Pugh E. R., Ahou-
se D., Douglas-Hamilton D. K. —«Phys.
Today», 1972, v. 25, № 1, p. 18—19.
50. Lind R. C, Wada J. Y., Dunning G. J.,
Clark W. M. Jr. A long-pulse high-energy
CO2 laser pumped by an
ultraviolet—sustained electric discharge. — «IEEE J.», 1974,
v. QE-10, № 10, p. 818.
51. Douglas-Hamilton D. H., Fein-
berg R. M., Lowder R. S. Experimental and
theoretical electron-beam-sustained CO2
laser output at ~200 and ~300°K. — «J.
Appl. Phys.», 1975, v. 46, № 7, p. 3566—3575.
52. Зельдович Я. Б., Райзер Ю. П. О
лавинной ионизации газа под действием
светового импульса. — «ЖЭТФ», 1964, т. 47,
№9, с. 1150—1161.
53. Афанасьев Ю. В., Беленов Э. М., По-
луэктов И. А. Оптический пробой
молекулярных газов. — «Письма в ЖЭТФ», 1972,.
т. 15, вып. 1, с. 60.
54. Rockwood S. D., Canavan G. H.,
Proctor W. A. Intracavity breakdown in CO and
CO2 lasers. — «IEEE J.», 1973, v. QE-9,
№ 1, p. 154—157.
55. Berger B. J., Smith D. С Gas
breakdown in the laser as the limitation of
pulsed high-pressure CO2 lasers. — «Appl. Phys.
Lett.», 1972, v. 21, № 4, p. 167—170.
145,

Газовые лазеры
56. Басов Н. Г., Беленов Э. М., Дани-
лычев В. А. и др. Оптический пробой
сжатых газов излучением СОг-лазера.—ЖЭТФ,
1972, т. 63, № 6, с. 2010—2014.
57 Lencioni D. E. The effect of dust on
10,6 \im laser-induced' air breakdown. —
«Appl. Phys. Lett», 1973, v. 23, № 1, p. 12—
14.
58. Dumanchin R., Michon M.f Farcy J. C.
et al. Extention of TEA CO2 laser
capabilities. — «IEEE J.», 1972, v. QE-8, № 2,
p. 163—165.
59. Pan Y. L., Simpson J. R., Bern-
tiardt A. F. A limitation for nanosecond
CO2 pulse amplification. — «Appl. Phys.
Lett.», 1974, v. 24, № 2, p. 87—90.
60. Feit M. D., Fleck J. A. Jr. Effect of
refraction on spotsize dependence of laser
induced breakdown. — «Appl. Phys. Lett»,
1974, v. 24, № 4, p. 169—172.
61. Wand V., Rudisill J. E., Giulia-
ло С R. et al. Pulsed CO2 laser damage in
window, reflectors and coating. — In:
Laser induced damage in optical materials.
NBS Special Publication, Ed. by Glass A. J.
and Guenther A. H., 1974.
62. Wang V., Braunstein A. I.f Braun-
stein MM Wada J. Y. Investigation of
pulsed CO2 laser damage of metal and
dielectric—coated mirrors. — In: Proc. Symp.
Laser induced damage in optical materials:
1972. NBS Special Publication 372.
63. Wang V., Braunstein A. I.,
Braunstein M. et al. Pulsed CO2 laser damage
studies of metal and dielectric coated mirrors.
In: Proc. Symp. Laser induced damage in
optical materials: 1973 NBS Special
Publication 387.
64. Allen S. D., Braunstein JVL, Giulia-
no C, Wang V. Pulsed CO2 laser damage
studies of RAP grown KCL — In: NBS
Special Publication, Laser induced damage in
optical materials. Ed. by Glass A. J. and
Guenther A H., 1974.
65. Braunstein A. IM Wang V.t
Braunstein M. et al. Pulsed CO2 laser damage studies
of window and window coatings. — In:
Proc. Symp. Laser induced damage in
optical materials: 1973. NBS Special
Publication 387.
66. Davit J. — In: Proc. Symp. Laser
induced damage in optical materials: 1973,
Special Publication 387.
67. Stark E. E., Reichelt W. H. Damage
thresholds in ZnSe, A/R coated NaCl and
micromachined mirrors by 10.6 \xm multijoule
nanosecond pulses. — In: Laser induced
damage in optical materials. NBS Special
Publication. Ed. by Glass A. J. and
Guenther A. H., 1974.
Глава. 6
ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ЛАЗЕРЫ
В. И. КОНЮХОВ
Газодинамические лазеры (ГДЛ) —
это разновидность молекулярных
газовых лазеров, у которых источником
энергии служат колебательно-возбужденные
молекулы, содержащиеся в газе, нагретом
до высокой температуры; усиливающая
среда образуется за счет процессов тепло-
Рис. 6.1. Типичная схема ГДЛ с использованием
топлива для нагревания газовой смеси:
/ — камера сгорания; 2 — сопловые лопатки; 3 —
диффузор; 4 — зеркала оптического резонатора;
5 — излучение; 6 — выброс газа в атмосферу.
146
вой релаксации молекул во время
течения газа через сверхзвуковое сопло,
усиливающая газовая среда движется через
оптический резонатор со сверхзвуковой
скоростью [1, 2, 39]. В лазерах этого типа
тепловая энергия газа в форме
колебательного движения молекул
непосредственно преобразуется в энергию
когерентного электромагнитного излучения.
Большие выходные мощности ГДЛ в
непрерывном режиме работы обусловлены
тем, что сверхзвуковой поток газа
проносит через, оптический резонатор в единицу
времени большое число молекул, энергия
которых преобразуется в энергию
излучения. Типичная схема ГДЛ приведена
на рис. 6.1.
6.1. ГАЗОВЫЕ СМЕСИ ДЛЯ ГДЛ
Активная среда ГДЛ представляет
собой трехкомпонентную газовую смесь.
Каждый газ, входящий в состав смеси,
играет свою, функционально определенную
роль в работе лазера.

Гл 8
Газодинамические лазеры.
Первый компонент, концентрация
которого в составе смеси наибольшая
(молекулярный азот, 80—90%"**, представляет
собой молекулярный газ с большим
временем колебательной релаксации. Его
молекулы способны длительно сохранять
колебательное возбуждение, полученное
ими на начальном участке течения газа
при высокой температуре газовой смеси.
Благодаря этому свойству потери
колебательно-возбужденных молекул
незначительны за время движения газа от
камеры сгорания до оптического
резонатора. В камере сгорания сжигается
углеводородное топливо с воздухом в качестве
окислителя и образуется нагретая
газовая смесь нужного состава. Энергия
колебательного движения молекул азота
является тем резервуаром, откуда
черпается энергия -для генерации лазерного
излучения. Эта энергия выражается
числом т колебательных квантов, которые
приходятся в среднем на одну молекулу
азота при начальной температуре То
газовой смеси:
ехр(9/7о)— 1
где Q — статистическая сумма по
колебательным состояниям; 0 = hv/k = 3360 К —
энергия колебательного кванта
(неэквидистантностью уровней пренебрегаем).
Число колебательных квантов пг больше,
чем относительная населенность п\
первого колебательного уровня молекулы N2,
поскольку в газе содержатся молекулы,
имеющие по 2 и более квантов. В общем
случае молекула на уровне v — k имеет k
колебательных квантов. Например, для
Го = 1300 К m = 8,1%, пг = 7,0%.
Второй компонент (углекислый газ
Ь—10%) представляет собой
молекулярный газ с малым временем колебательной
релаксации. Молекула СО2 имеет
разрешенные дипольные переходы в
инфракрасной области спектра и. в частности,
колебательно-вращательную полосу 10,6 мкм,
поэтому они взаимодействуют с
электромагнитным полем. У молекулы СО2
имеется колебательный уровень 00° 1 (Е =
= 2349 см-1), который почти совпадает
по энергии (дефект энергии АЕ — 18 см-1)
с первым колебательным уровнем
молекулы N2, поэтому между ними существует
резонансный обмен колебательным
возбуждением. хЭДалое время колебательной
релаксации молекулы СО2 приводит к
тому, что населенность всех ее
колебательных уровней на всем пути от камеры
сгорания до оптического резонатора близка к
равновесной, кроме уровня
00°1,населенность которого поддерживается неизменной
за счет столкновений с возбужденными
молекулами азота, при которых
колебательный квант передается от молекулы N2 к
молекуле СО2. Нижний лазерный уровень
10° 0 (Е = 1388 см-1) расположен высоко-
над основным состоянием и при
температуре сверхзвукового газового потока
Т — 280—320 К населен слабо, так что-
в текущем газе на входе в оптический
резонатор существует состояние инверсной
населенности. В составе газовой смеси
ГДЛ в качестве излучающей молекулы
кроме молекулы СО2 используются также
молекулы СО.
Третий компонент (пары Н2О, 1—2%)-
представляет собой молекулярный газ
с еще более малым временем
колебательной релаксации. Его назначение состоит
в том, чтобы сократить время жизни
молекул СО2 на нижнем лазерном уровне в
ускорить переход молекул СО2 в основное
состояние. При генерации за то время>
пока объем газовой смеси находится в поле
излучения внутри оптического резонатора,
каждая молекула СО2 совершает 2—4
полных цикла. Цикл состоит из перехода из
основного состояния на уровень 00° 1 при
столкновении с возбужденной молекулой'
азота, излучательного перехода между
лазерными уровнями и релаксационного*
перехода в основное состояние. Если
третьего компонента в составе смеси нет
или его концентрация незначительна, то*
«узким местом» в этой цепочке переходов
оказывается переход с нижнего лазерного»
уровня в основное состояние. Большая
концентрация паров воды (выше 5—8%)
в составе смеси ускоряет релаксацию
молекул СО2 с верхнего лазерного уровня и»
как следствие этого, заметную
дезактивацию молекул азота.
Роль третьего компонента в составе
смеси выполняет также гелий,
концентрация которого составляет 40—60% за счет
сокращения доли азота в смеси.
6.2. СВЕРХЗВУКОВОЕ СОПЛО ГДЛ
Сверхзвуковое сопло, или сопло Ла-
валя, выполняет в ГДЛ сразу две
функции: газовая смесь, проходя через сопло,,
адиабатически расширяется, при этом
температура и давление текущего газа быстро
понижаются в несколько раз, сопло
формирует также поток газа со скоростью
движения 1,5—1,8 км/с. Сопла для ГДЛ
характерны малой высотой критического
сечения h^ = 0,3 — 1 мм, сравнимой с
толщиной пограничного слоя. При малой
высоте критического сечения геометрические
размеры сопла оказываются небольшими
A—2 см), и газовая смесь изменяет свои
параметры (например, То = 1300 К,
р0 = 20 атм на входе в сопло; Т = 300 К*
р = 0,1 атм на выходе сопла) за время,,
сравнимое с временем колебательной
релаксации молекул газовой смеси.
Молекулы азота, проходя через сопло,,
теряют незначительную часть колеба-
*) Здесь и далее концентрации приводятся в объемных долях.
147

Таблица 6.1
Некоторые характеристики активной среды газодинамических лазербб
Состав газовой смеси
СО2 @,09)
Н2О @,01)
N2
СО2 @,24)
Н2О @,02—0,1)
N2
СО2 @,18)
N2 @,09)
Не
СО2 @,066—0,12)
Н2О @,06—0,134)
N2
СО2 @,20)
Н2О @,0005—0,05)
N2
СО2 @,10)
N2 @,40)
Не
N2O @,20,
N2 @,10)
Не
Способ нагревания газа
Ударная волна
Омические электрические нагрева
тели
Ударная волна
Камера сгорания взрывного
действия, топливо: светильный газ, ацети
лен, пропан, окислитель—воздух
Камера сгорания взрывного
действия, топливо СО, Н2, окислитель О2
Ударная волна
»
Начальная температура
То, начальное давление
газа р0, расход газа Q
Го = 1000—1800 К,
ро = 15—40 бар
Го =1000 К.
ро — 5 бар,
Го=1800±200 К,
ро = 25 атм
Г0=»1400 К,
ро=5 атм,
Го =1700 К,
ро = 7 атм
Г0 = 1650±50 К,
р0 = 10 атм
Го = 800—3100 К
Го =1000—2200 К,
ро = 3—12 агм
Сопловой аппарат
Одиночное сопло, h^ = 0,8 мм,
Л/Л^ = 14
Одиночное сопло, ft* = 0,8 мм,
Л/Л* = 56
Одиночное плоское, клиновидное
сопло, /г* = 0,5мм, Л/Л^ = 24, La =
= 100 мм, ф=13°, длина сопла 50 мм
Одиночная щель, Л^ =0,7 мм,
La = 60 мм, /^ = 10 — 60 мм
Одиночное клиновидное сопло, Л* =
= 1,5 мм, Л/Л* = 15, ф=15°, La =
= 20 см
Одиночное клиновидное сопло, А* =
= 1,75 мм, Л/Л*=30, ф=-15с\£а=20см
Одиночное плоское, клиновидное
сопло, /г* = 1,3 мм, Л/Л* = 16,
ф=15°, La==20 см
Одиночное плоское, клиновидное
сопло
Одиночное плоское, клиновидное
сопло, /г* = 1,3 мм, ф=15ф, Л/Л* =
= 15, La = 9 см
Коэффициент
усиления,
10" см"
2—8
1—2
5—9
10—25
1—4
0,1—3
5—11

Литература
[6]
15]
14]
|8|
(9|
(Щ
[12]
I
s
1
1

СОо @,11)
N2~@,83)
Н2О @,06)
N2O
N2 в разных
пропорциях
Не
СО2 @,20)
N2 @,70)
Н2О @,10)
СО2 @,15)
N2
Н2О @,075)
со2
Н2О @,02—0,5)
N2
СО2 @,1)
N2 @,4)
Не
СО2 @,14)
N2
Н2О @,005-0,05)
СО2 @,034—0,19)
Н2О @,09—0,1)
О8 @, 1)
N2
со
Горение ацетиле но-воздушной смеси
Ударная волна
Горение смеси СО + Н2 + О2 с
последующим добавлением N2
Горение ацетилено-воздушной сме
си
Ударная волна
Ударная волна
«
Горение CO-f-H2 с воздухом в ка
честве окислителя
Го= 1500 К,
ро= Ю чтм
Го = 750—1800 К,
0О= Ю—50 чтм
7*0= 1200—1500 К,
ро= 12 атм,
Q=0,3—0, 6моль/с
Г0 = 2250 К,
ро = 22 атм
Го= 1500—3200 К
^«8—88 атм
Го =1500 К,
ро = 6 атм
Г0«1550 К,
ро= Ю атм
Го = 965—1690 К,
Ро = 24—26 атм
Сопловой блок из 50 профилиро
ванных сопел с угловой точкой
/1^=0,4 мм, /4/Л* = 25, £а = 50 см
Щель, /^ = 0,8 мм, L =20 мм
Профилированное одиночное сопло,
/г^ =0,1Ъ — 0,25 мм, Л/ЛА = % — 25,
La=10 см, Lx=«6,3 см
Плоское одиночное сопло, /г* = 1 мм,
Ф = 30°
Одиночная щель, /г* =0,8 мм, £#=
= 10-50 мм
Плоское клиновидное сопло,
/i*=0,9 мм, ф = 30°, £а = 80 мм
Плоское профилированное сопло,
/г*=0,65 мм, Л/Л^ = 32, ^Л = 40 мм
Плоское профилированное сопло,
/!*=0,7 мм, Л/Л* = 28,6, La=
= 180 мм, £д = 35 мм
8
1—10
6
0,3—3,8
8
6,5
2—9
.151
[14]
[131
A91
[22]
[23]
[24]
[25]
i
§
1

Продолжение табл. 6.1
Состав газовой смеси
N2O @,1)
СО @,20)
Не
СО2 @,099)
N2
Н2О @,011)
СО2 @,025—0,1)
N2 @,42-0,60)
Не
СО2 @,1)
N2 @,4)
Не
СО2 @,1)
N2
Н2О @—0,05)
СО2 @,1)
N2 @,4)
Не
СО2 @,13)
N2 @,43)
Не
СО2 @,20)
N2 @,5)
Не
Способ нагревания газ*
Ударная волна
Электродуговой нагрев азота с
последующим подмешиванием СО2 и Н2О
Ударная волна
Ударная волна
Ударная волна
»
Электродугорой нагрев азота
Электродуговой нагрев азота с
последующим подмешиванием СО2, N-2,
Не
Начальная температура
Го начальное давление
газа р0> расход газа Q
То = 1000—3000 К
Го = 1580 К,
ро= 10,2 атм
То = 2000 К,
ро = 2О—150 атм
Го = 800—3600 К,
Ро = 2,5—40 атм
Го = 800—2200 К,'
ро= 1,5—40 атм
70= 1640—2300 К,
рос= 2,6—5,6 атм
7*0 = 1000—3000 К,
Ро = 1 атм
Г0=1250 К,
ро = 9 атм
Сопловой аппарат
Плоское клиновидное сопло, <р=30°,
Л* = 1,3 мм Л/Л* = 15, /,а = 90 мм,
1^ = 15 мм
Плоское профилированное сопло,
Л+ = 1 мм, А/А* = 20, /.а = 585 мм
Плоское клиновидное сопло, h# —
= 2 мм, Л/Л* = 10, La — \7 см
Осесимметричное сопло, А^*=
= 0,735 см2, Л/Л. = 18,2; 36,2: 49;
59
Осесимметричное сопло, А* =
= 0,785 см2, Л/Л„ = 18,2; 36,2; №
Плоское клиновидное сопло, /г* =
= 2 мм, ф = 30°, £о = 450 мм, Lx*=
= 2,2—10,2 см
Плоское клиновидное сопло с вду
вом газа через щели в сверхзрукоюй
части сопла, h+—\ мм, q =-15°,
Л/Л+ = 6,3, La = f> см .
Сопловой аппарат из 24 профили
рованных сопел, h* = 1 мм, Л/Л^ = 20
Коэффициент
усиления,
10-3 см
Регистриро
вался
7
1—5
0,8—2,0
0,2—1,2
3,3—5,8
7
7,5
Литерату
ра
[26]
B7|
1281
|29]
|29|
f30|
[32|
135!

СО2 @,063)
N2
Н2О @,024)
СО2 @,15)
N2 @,60)
Не
СО2 @43—0,14)
N2
Н2О
СО2 @,1)
N2 @,4)
Не
Электродуговой нагрев азота с
последующим подмешиванием СО2, N2,
Н2О
Электродуговои нагрев азота
Сжигание топлива в камере
сгорания
Ударная волна, нагрев азота
Г0«1600 К,
ро = 9 атм
Гу = 2000—4000 К
Го=1296 К,
Го =-1498 К
Г0 = 2000К,
/?0 = 7 атм
Тот же сопловой аппарат
Одиночное плоское
профилированное сопло с вдувом газа в районе
критического сечения, /^ = 0,8 мм,
А/А* = 30, La=l2 см
Сопловой аппарат из сопел с /** =
= 0,4 мм, ЛЛ4* = 24
Сопловой аппарат из сопел с Л# =
= 0,15 мм, Л/Л* =56
Одиночное профилированное сопло
с подмешиванием СО2 и Не в сверх
звуковой части, Л* = 1,2 мм, Л/Л# =
= 16,7, La=12x'2 см
5
30
5,7
13,4
25
135]
C61
138}
140)
Примечания. Концентрация компонентов в объемных (молярных) долях указывается в круглых скобках после
химической формулы. Если она не указана только при одном компоненте, то его содержание определяется вычитанием из единицы
концентраций других компоненте, входящих в состав смеси. Если концентрация не указана при нескольких компонентах, то
состав смеси считается не полностью определенным.
В большинстве публикаций по ГДЛ при описании установок и экспериментальных условий не указывается точность, с
которой определены многие физические величины, такие как давление, температура, линейные размеры, мощность и др. Это
создает трудности при указании величин в какой-либо одной системе единиц. Поэтому в таблицах настоящей главы все
величины приводятся в том виде и в гех единицах, которые имеются в первоисточнике.
В таблице приняты следующие обозначения: А /Л *— геометрическая степень расширения сопла, отношение площади А
выходного среза сопла к площади А * критического сечения; La — ширина активной зоны (зоны усиления), которая для плоских
сопел совпадает с шириной -канала; Lr — расстояние между зеркалами резонатора; гь г2 — радиусы кривизны зеркал
резонатора; /г*-— высота критического сечения сопла; ф — угол раскрытия сверхзвуковой части клиновидного сопла; Lx — расстояние
от плоскости щели или от выходного среза сопла до оптической оси резонатора либо до оси, перпендикулярной потоку газа,
вдоль которой измерялся коэффициент усиления.

Таблица 6.2
Основные характеристики газодинамических лазеров
Состав газовой
смеси
СО2 @,15)
Н2О @,01)
N2
СО2 @,2—0,24)
Н/Э @,02—01)
Na
СО2 @,1)
N2 @,15—0,40)
Не
СО2 @,18)
N2 @,09)
Не
СО2
N2
Н2О @,15—02)
Хе
СО, Н2
СО2 @,66—0,12)
Н2О @,134—
0,06)
N2
Способ нагреваниях газа
Камера сгорания,
топливо СО, C2N2, CH4,
окислитель — воздух
Омические элеюриче
ские нагреватели
Ударная волна
Детонация HN3+ NO2
в атмосфере Хе
Камера сгорания взрыв
ного действия, топливо-
светильный газ, ацети
лен, пропан,
окислитель—воздух
Начальная
температура Тй,
начальное давление
р0, расход газа Q
—
г0=юоо к,
ро = 5 атм,
Q = 0,04 кг/с
Го = 1200—
3400 К,
ро = 13—18 атм
±200 К,
/?о = 25 атм
°3000 К,
ро= 10—12 атм
Го =1400 К,
ро = 5 атм,
Сопловой аппарат
Сопловой блок сечением
3X30 см2, /г* =0,8 мм, А/А* =
= 14
Одиночное плоское,
клиновидное сопло, /г* = 0,5 мм, ер =13°,
Л/Л* = 20, Lo= 100 мм
Одиночное сопло, плоское,
клиновидное, h* = 1,27 мм,
ф = 30°, jLg=14 cm
Одиночная щель, /?* = 0,7 мм,
La = 60 мм
Одиночная щель, /г* = 0,4 мм,
La = 200 мм
Одиночное клиновидное
сопло ,h* = 1,5 мм, Л/Л: =15,ф =
Оптический резонатор
Устойчивый резонатор, мно-
гомодовый режим. Неустой чи
вый резонатор, образованный
4 зеркалами
Устойчивый однопроходный
резонатор, £г = 34 см, г^ = оо$
''2 = 2 М
Устойчивый однопроходный
резонатор, Lr = 20 см, ^езоо,
г2=1 м, ^=1,27; 2,54 см
Устойчивый однопроходный
резонатор, Лг=90мм, rj=0,5M,
r2 = 0J м, ^^. = 35 мм
Устойчивый однопроходный
резонатор, L* = 3 см
Устойчирый однопроходный
резонатор, Lr = 24 см
Выходная
мощность W,
длительность
генерации тч
W =60 кВт,
т=10 с
1^ = 1—2 Вт,
т = 200 с
«7=50—
200 Вт,
т=30—70 мс
т = 2,5 мс
W = 60 Вт,
т = 0,1 с

Литература
i6i
i5|
13,
и,
17)
[81

С02 @,15)
Н2О @,015)
N2
СО2 @,10)
N2 @,40)
Не @,50)
СО2 @,21)
N2 @,465)
СО @,17)
Н2О @,075)
Н2 @,01)
СО2 @,11)
N2 @,83)
Н2О @,06)
СО2 @,22)
N2 @,73)
Н2О @,05)
СО @,20)
Аг @,80)
СО2 @,10)
N2 @,20)
Не @,70)
СЛ
СО __
Камера сгорания
взрывного действия топ
ливо —СО, Н2, окисли
тель —О2
Ударная волна
Горение твердых нит-
росоединений
Горение
воздушно-ацетиленовой смеси
Горение смеси СО-}-
+ Н2+О2 с
последующим добавлением N2
Ударная волна
«
Го =1500 К,
ро= 10 атм
Г0=1500—
4000 К,
р() = 13—115 атм
Го-3300 К,
Ро = 50 атм
Го=1600 К,
ро=14,5 зтм,
Q = 1,43 кг/с
Го=1500 К,
Ро = 12 атм,
Q = 0,7 моль/с
Г0 = 2000 К,
Ро==83±6 атм
7'о=16ОО К,
ро = 3,7 атм
Одиночное плоское,
клиновидное сопло, /z* = l,3 мм,
Л/Л* =16, ф=15°, La^20 см
Одиночное клиновидное,
плоское сопло, /?* = 1,42 мм, А/А* =
=*15, ф= 15, Lo = 20 см.
Плоское одиночное
профилированное сопло, ^ = 0,3 мм,
Л/Л*= 120, La = 42 мм
Сопловой блок из 50
профилированных плоских сопел с
угловой точкой, /г^ =0,4 мм,
Л/Л* = 25
Профилированное плоское
одиночное сопло, Л*«=0,23 мм,
Л/Л* = 28, ZLtt = 10 см
Одиночное коническое сопло,
Ф = 15°, диаметр горла 9,5 мм,
Д/Л*=512
Одиночное, плоское,
клиновидное сопло, Л* = 1 мм, ф = 20°,
Л/Л* = 15, Lx = 9,2 см
Устойчивый однопроходный
резонатор, многомодовый
режим, £^ = 3,5 см Lr = 26 см
Устойчивый однопроходный
резонатор
Устойчивый однопроходный
резонатор ^ = 1 м, ^2 = 2 м,
Lr = 25 см
Устойчивый трехпроходный
резонатор /^ = 00, г2 = 5 м,
Lr=l,5 м
Устойчиел1Й однопроходный
резонатор /•1 = /2 = 2 м, La =
= 10 см, Lx = 2,8 см
Устойчивый однопроходный
резонатор ri = oo, r2=4 м, Lr =
= 20 см
Устойчивый однопроходный
резонатор ^ = 00, г2 = 50 см,
Lr = 14 см
W=80 Вт,
т = 0,3 с
Й7 =0,3—
2 кВт

Регистрировалась т =
=0,05-
0,07 с
1^=8,5 кВт,
т=20 мс
№=50 Вт
№=20 Вт,
т = 2 мс
№=13 Вт
[91
[11]
[16]
[15]
[13]
[18]
[20]

Продолжение табл. 6.2
Соотав газовой
смеси
СО @,1—0,5)
Аг
СО @,2)
No, Аг, Кг,
Не 4- Кг
СО2 @,1)
N2 @,4)
Не
СО2 @,20)
N, @,4)
Не
СО @,05)
N2 @,15)
Аг
Способ нагревания газа
Ударная волна
Ударная волна
«
Электродуговой нагрев
азота
Ударная волна
Начальная
температура То,
начальное давле
ние р0, расход
газа Q
Го=2000±
±100 К,
ро = 53±2 атм
7\,= 1860±
±160 К,
/?о = 73±5 а™
Го = 2600 К,
/?о= П5 атм
7 о=Ю00-
3000 К,
р0=1 атм
Го = 2000 К,
ро= 100 атм
Сопловой аппарат
Щель, Л^ = 0,2 мм, А/А#~
~ 500, Lx = St9 см, Одиночное
плоское сопло, 6^=0,4 мм,
Ф = 52°, Л/Л,~150
Плоское сопло, ф = 26ох2,
Л/Л* = 100, ft* = 0,4 мм, LG =
= 7 см
Плоское профилированное
сопло, Л* =0,35 мм, Л/Л* =
= 44,6, Lo=14 см
Плоское клиновидное сопло
с вдувом газа через щели
в сверхзвуковой части сопла,
/ц = 1 мм, <р=15°, Л/Л* = 6,3,
La = 5 см
Коническое сопло, Л^ =
= 1,27 см2, Л/Л^= 577
Оптический резонатор
Устойчивый однопроходный
резонатор ^ = 00, г2 = 0,5 м,
Lr=100 м
Устойчивый однопроходный
резонатор Z,r=10 см, /•1 = г2 =
«= 1 м, /,^ = 6,5 см
Однопроходный устойчивый
резонатор rl = r2 = l м, Lr =
= 19,1 см
Однопроходный устойчивый
резонатор ^ = ^ = 0,6 м,
Lr = 0,25 м
Однопроходный устойчивым
резонатор r1==r2= 10 м
Выходная
мощность W,
длительность
генерации т
Огносшель-
ные
измерения ■

Относительные
измерения
1^=2,5 кВт
т = 5— 15 мс
W = 60 Вт
№=120 Вт
т = 2 мс
Лите
ратуря
B11
[171
C11
C2)
[331

CS2 @,02)
CO @,68)
He
CO2 @,13)
N2 @,42)
He
CO2 @,12)
N2 @,5)
H2O@,07)
NO
CO,
o2
co2
N2
He
Электродуговой нагрев
азота с последующим
подмешиванием СОо, N2,
Не
Детонация газов СО+
+N2O + He
Ударная волна, нагрев
азота
Г0 = 900±50К,
А) = 9±0,5 атм
Го = 1350 К,
ро = 12 атм
Го = 2000-
2800К,
/70 = 30 атм
Г0 = 1750 К,
ро=1О атм
Плоское клиновидное сопло,
Л* =0,8 мм, Л/Л* = 25, La =
= 70 мм
Сопловой аппарат из 24 про
филированных сопел, Л* =
1 мм, Д/Л* = 20
Одиночная щель, Л* = 0,4—
4 мм, La = 400 мм
Одиночное профилированное
сопло с подмешиванием СО2 и
Не в сверхзвуковой части,
/^ = 0,25 мм, Л/Л* = 16,7,
La=12 см
Однопроходный уеюйчивый
резонатор rl^=r2 = 2 м, Lx —
^=60 мм
Однопроходный устойчивый
резонатор /•1=Ю м, /=оо,
Lr = 3Q см
Однопроходный устойчивый
резонатор г1 = 5м, г2 = оо, Lr^=
= 1,5 м
Однопроходный устойчивый
резонатор, г\ = Ь м, а*2 = 00,
£г = 32 см
W = 2 Вт
1=0,3—
0,4 мс
№=*1,6кВт
Регисгриро
валась,
с=2—3 мс
1^ = 270 Вт
т=0,5—
0,7 мс
C4|
|35|
{37|
[41|
Примечание. См. пояснение к табл. 6.1.

Ч. 1.
Газовые лазеры
тельных квантов, молекулы СО2, наоборот,
теряют практически всю свою
колебательную энергию кроме той части, которая
связана с населенностью уровня 00° 1.
Населенность колебательных уровней молекул
воды из-за короткого времени релаксации
всегда термически равновесна и
соответствует температуре текущего газа. Действие
сопла характеризуется эффективностью
(рп — величиной, которая показывает,
какая доля колебательных квантов,
принадлежащих молекулам азота, сохранилась
в потоке после того, как газовая смесь
прошла через сопло. Другими словами, epn
есть отношение расхода квантов на выходе
из сопла к их расходу на входе в сопло.
Для типичных режимов работы ГДЛ
фп = 0,5—0,8. Это означает, что на вход
оптического резонатора поступает 50—
80% гех квантов, которые содержались
в термически равновесном газе в камере
сгорания.
Расход газовой смеси Q |молекул/с|
через единичное сопло подсчитывается по
следующим формулам:
= JV* cm
i/(v — О
где S# 1см2] — площадь критического
сечения; N0,T0 — плотность и температура
газовой смеси на входе в сопло; у —
показатель адиабаты газовой смеси; к —
постоянная Больцмана; тср — средняя
масса молекул, входящих в состав газовой
смеси; с# — скорость звука. Звездочка
означает, что величины относятся к
критическому сечению.
В ГДЛ с большим расходом газовой
смеси вместо одиночного сопла
используются сопловые аппараты, которые
содержат 100 и более отдельных сопел.
В ГДЛ с высокой начальной
температурой газа 2000—4000 К используются
сопла, где газовая смесь образуется во
время течения газа через сопло. Углекислый
газ и гелий подмешиваются к потоку
молекулярного азота в критическом сечении
либо за ним. Такие сопла имеют
эффективность (рп я? 0,9.
6.3. ОПТИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР ГДЛ
Оптический резонатор в ГДЛ
выполняет те же функции, что и в лазерах
других типов. Внутри него существует
интенсивное электромагнитное поле, и он
формирует направленное излучение. В
мощных лазерах с движущейся активной
средой условия его работы имеют свои
особенности.
Движение усиливающей среды через
резонатор порождает новый вид потерь,
свойственный только лазерам этого типа:
потери за счет выноса возбужденных
156
частиц из резонатора. Запас энергии в
потоке газа» сосредоточен у молекул азота.
За время движения газа через резонатор
она переходит к молекулам СО2, а те,
в свою очередь, отдают ее
электромагнитному полю. Напряженность поля внутри
резонатора по различным причинам может
оказаться недостаточной, тогда молекулы
СО2 не успевают переработать в излучение
весь запас колебательных квантов и поток
газа уносит значительную часть
возбужденных молекул азота. В резонаторах с
низкой плотностью поля это основной вид
потерь.
Вторая особенность связана также с
движением активной среды. Течение газа
с большой скоростью порождает в потоке
различного рода оптические
неоднородности в виде турбулентных вихрей, спут-
ных (кильваторных) следов от сопловых
лопаток и слабых ударных волн, идущих
от стенок канала.
Для ГДЛ характерны большие
геометрические размеры оптических
резонаторов с объемом поля порядка 0,1 м3. В
мощных ГДЛ применяются разновидности
резонаторов неустойчивого типа.
С энергетической точки зрения действие
резонатора характеризуется его
эффективностью фг> которая показывает, какая
доля колебательных квантов, поступивших
с потоком газа на вход резонатора,
перерабатывается в кванты выходного
лазерного излучения. Величина <рг зависит от
коэффициента усиления активной среды,
коэффициента отражения зеркал
резонатора, потерь в среде за счет оптических не-
однородностей, геометрических размеров
потока газа и резонатора. Для
экспериментальных реализаций резонаторов
величина фг лежит в диапазоне 0,01—0,8.
Выходная мощность в непрерывном
режиме работы подсчитывается по формуле
Р = hvQmx,(pn<pr, где Q — полный
расход газовой смеси; hv — 1,89 • Ю-20 Дж —
энергия излучаемого фотона; к —
относительная концентрация молекул азота
в составе смеси. В качестве иллюстрации
приведем пример подсчета. Для Q =
= 2,0-1026 с-1=10 кг-с-1, т= 8,1 %,<рп=
= 0,5,х = 0,8, фг = 0,5 величина Р =
= 64 кВт.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Конюхов В. К-, Прохоров А. М.
Способ получения инверсной населенности. Авт.
свидетельство № 223954. — «БИ», 1968,
№ 25.
2. Конюхов В. К., Прохоров А. М.
Инверсная населенность при адиабатическом
расширении газовой смеси. — «Письма в
ЖЭТФ», 1966, т. 3, № 11, с. 436—439
3 Kuehn D. M., Monson D. J.
Experiments with a CO2 — Gas Dynamic Laser. —
«Appl. Phys. Lett.», 1970, v. 16, № 1, с 48—
50.
4 Дронов А. П., Дьяков А. С,
Кудрявцев Е. М. Соболев Н. Н. Газодинамический

Гл. 6
Газодинамические лазеры
СОг-лазер с истечением нагретой в ударной
трубе рабочей смеси через щель. —
«Письма в ЖЭТФ», 1970, т. 11, Ня 11, с. 516—
519.
5. Конюхов В. К., Матросов И. В.,
Прохоров А. М, и др. Газодинамический
квантовый генератор непрерывного действия на
смеси углекислого газа, азота и воды. —
«Письма в ЖЭТФ», 1970, т. 12, № 10,
с. 461—463.
6. Gerry E. F. The Las Dynamic Laser.—
«Laser Focus», 1970, v. 6, № 12, p. 27—31.
7. Джиджоев М. См Королев В. В.,
Марков В. Н. и др. Детонационный
газодинамический лазер. — «Письма в ЖЭТФ»,
1971, т. 13, № 2, с. 73—76.
8. Tulip JM Seguin H. Explosion —
Pumped Gas-Dynamic СОг-Laser. — «Appi. Phys.
Lett.», 1971, v. 19, № 8, p. 263—265.
9. Yatsfv S., Greenfield E.t Dothan-
Deutsch FM Chuchem D., Bin-Nun E. Pulsed
CO2-Gas-Dynamic Laser. — «Appl. Phys.
Lett.», 1971, v. 19, M° 3, p. 65—68.
10. Kuehn D. M. Importance of Nozzle
Geometry to High-Pressure Gas Dynamic
Lasers. — «Appl. Phys. Lett.», 1972, v. 21,
№3, p. 112—114.
11. Гембаржевский Г. В.,
Генералов Н. А., Козлов Г. И., Ройтенбург Д. И.
О коэффициенте усиления света в смеси
СО2—N2—Не при ее расширении в
сверхзвуковом сопле. — ЖЭТФ, 1972, т. 62, № 3,
с. 844—847.
12. Гринь Ю. И., Поляков В. Мм
Тестов В. Г. Экспериментальное исследование
газодинамического усиления лазерного
излучения на смеси N2O—N2—Не. —
«Письма в ЖЭТФ», 1973, т. 18, № 4, с. 260—
263.
13. Meinzer R. A. Experimental Gas
Dynamic Laser Studies. — «AIAA Journal»,
1972, v. 10, Mb 4, p. 388—393.
14. Бирюков А. См Волков А. Ю.,
Демин А. И. и др. Исследование
газодинамического Ы2О-лазера. — ЖЭТФ, 1975, т. 68,
№ 5, с. 1664—1678.
15. Козлов Г. И., Иванов В. HL, Кораб-
лев А. С, Селезнева И. К.
Газодинамический лазер на горении углеводородо-воз-
душных смесей. — ЖЭТФ, 1975, т. 68. № 5,
с. 1647—1663.
16. Белецкий Л. К., Вазюлин В. А.,
Гавриков В. Ф. и др. Газодинамический лазер
на продуктах сгорания нитросоединений. —
«Квантовая электроника», 1974, т. 1, Mb 2,
с. 439—441.
17. Гавриков В. Ф., Дронов А. П.,
Орлов В. К., Пискунов А. К.
Экспериментальные исследования газодинамического
лазера на смеси окиси углерода с инертным
газом. — «Квантовая электроника», 1975, т. 2,
life 1, с. 120—123.
18. Watt W. S. Carbon Monoxide Gas
Dynamic Laser. — «Appl. Phys. Lett.», 1971,
v. 18, Mb 11, p. 487—490
19. Козлов Г. И., Иванов В. Н., Кораб-
лев А. С. Исследование усиления света в
импульсном газодинамическом лазере с
горением ацетилено-воздушных смесей. —
ЖЭТФ, 1973, т. 65, Mb 1, с, 82—87.
20. Sato К., Sekiguchi T. Dependence of
the output power of CO2 gas dynamic laser
on the distance from nossle throat. — «Journ.
Phys. Soc. Japan», 1973, v. 35, № 2, p. 630.
21. Гавриков В. Ф., Дронов А. П.,
Орлов В. К., Пискунов А. К.
Газодинамический лазер на окиси углерода. —
«Квантовая электроника», 1974, т. 1, № 1, с. 183—
185.
22. Демин А. И., Кудрявцев Е. М.,
Соболев Н. Нм Файзулаев В. Н. Эксперимен-
тельное исследование зависимости
показания паров воды в газодинамическом
лазере на СОя—НгО—N2. — «Квантовая
электроника», 1974, т. 1, Mb 3, с. 528—533.
23. Кудрявцев Н. Н., Новиков С. С.,.
Светличный И. Б. Исследование усиления
излучения СОг-лазера в продуктах реакции
окиси углерода с закисью азота. —
«Журнал прикладной механики и технической
физики», 1974, № 5, с. 9—15.
24. Белков П. В., Вакатов В. П., Тка-
ченко Б. К.» Широков Н, Н.
Экспериментальное исследование зависимости
показателя усиления в газодинамическом лазере
на смеси СОг—N2 от содержания паров
воды, — «Физика горения и взрыва», 1976,
т. 12, № 4, с. 568—578.
25. Кталхерман М. Г., Мальков В. М.»
Петухов А. В., Харитонова Я. И.
Непрерывный газодинамический лазер на про»
дуктах горения смеси СО—Н2 в воздухе. —
«Физика горения и взрыва», 1976, т. 12,
Mb 4, с. 578—585.
26. Тестов В. Г., Гринь Ю. И.,
Пискунов А. К. Экспериментальное исследование
усиления и генерации света в смеси N2O-f-
-f-CO + He при ее расширении в
сверхзвуковом сопле. — «Квантовая электроника»,.
1974, т. 1, № 11, с. 2477—2480.
27. Anderson J. D., Humphrey R. L., Va-
mos J. S., Plummer M. J., Jensen R. E.
Population Inversions in an Expanding Gas:
Theory and Experiment. — «Phys. Fluids»»
1971, v. 14, M9 12, p. 2620—2624.
28. Christiansen W. H., Tsongas G. A. Gas
Kineties of CO2 Gasdynamic Laser Mixtures
at High Pressure. — «Phys. Fluids», 1971,
v. 14, № 12, p 2611—2619
29. Гембаржевский Г. В.,
Генералов Н. А., Козлов Г. И. Экспериментальные
исследования коэффициента усиления света
в смесях CO2+N2+He(H2O) при
расширении в сверхзвуковом сопле. — «Журнал
прикладной механики и технической
физики», 1973, № 4, с. 18—24.
30. Лосев С. А., Макаров В. Н.,
Павлов В, А., Шаталов О. П. Исследования*
процессов в газодинамическом лазере на
ударной трубе большого диаметра. —
«Физика горения и взрыва», 1973, т. 9, Ия 4„
с. 463—472.
31. Kuehn D. M. Inportance of Nozzle
Geometry to High-Pressure Gas-Dynamic
Lasers. — «Appl. Phys. Lett.», 1972, v. 21,
Ns 3, p. 112—114.
157

4. I.
Газовые лазеры
32. Bronfin В. R., Boedeker L. RM Che-
yer J. P. Thermal Laser Excitation by
Mixing in a Highly Convective Flow. — «Appl.
Phys. Lett», 1970, v. 16, № 5, p. 214—217.
33. McKenzie R. L. Laser Power at 5 M-m
from the Supersonic Expansion of Carbon
Monoxide. — «Appl. Phys, Lett.», 1970, v. 17,
JVb 10, p. 462—464.
34. Гавриков В. Ф., Дронов А. П.,
Орлов В. К., Пискунов» А. К.
Газодинамический лазер на сероуглероде. — «Письма в
ЖЭТФ», 1976, т 23, № .11, с. 649—650.
35. Lee G., Gowen F. E., Hagen J. R.
Gain and Power of CO2 Gasdynamic
Lasers. — «AIAA J.», 1972, v. 10, JMb 1, p. 65—
71.
36. Borghi R., Carrega A. F., Charpe-
<nel M., Taran J. P. E. Supersonic Mixing
Nozzle for Gas-Dynamic Lasers. — «Appi.
Phys. Lett.», 1973, v. 22, № 12, p. 661—663.
37. Бохон Ю. А., Давлетчин И. И.,
Марченко В. М. и др. Наблюдение эффекта
генерации в газодинамическом лазере на
продуктах газовой детонации. — В кн.: Крат*
кие сообщения по физике, 1972, № 11,
с. 52—55
38. Avizonis Р. V., Dean D. R., Grot-
beck R. Determination of Vibrational and
Translational Temperatures in
Gas-Dynamic Lasers. — «Appl. Phys. Letts.», 1973,
v. 23, № I, p. 375—378.
39. Конюхов В. К., Прохоров А. М.
Второе начало термодинамики и квантовые
генераторы с тепловым возбуждением. —
«Успехи физических наук», 1976, т. 119,
№ 3, с. 541—550.
40. Крошко В. Н., Солоухин Р. И.,
Фомин Н. А. Влияние состава и температуры
среды на эффективность термического
возбуждения инверсии смешением в
сверхзвуковом потоке. — «Физика горения и
взрыва», 1974, т. 10, № 4, с. 473—485.
41. Крошко В. Н., Солоухин Р. И.
Оптимальные режимы инверсии при тепловом
возбуждении смешением в сверхзвуковом
потоке. — «ДАН СССР», 1973, т. 211, №4,
с. 829-832.
Глава 7
ХИМИЧЕСКИЕ ЛАЗЕРЫ
А. Н. ОРАЕВСНИЙ
7.1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ
ХИМИЧЕСКИХ ЛАЗЕРОВ
Химическим называется такой лазер,
в котором энергия излучения получается
за счет неравновесного распределения
химической энергии среди продуктов реакции
непосредственно в реакторе.
В настоящее время химические
лазеры представляют большой
самостоятельный раздел квантовой электроники.
Научным фундаментом исследований
химических лазеров является химическая и
физическая кинетика: теория скоростей
химических реакций, распределение
химической энергии по степеням свободы
продуктов реакции в процессе элементарного
химического акта, релаксационные процессы
и процессы энергообмена в среде.
Практический интерес к проблеме
.создания химического лазера объясняется
в конечном счете тем, что в процессе
многих экзотермических химических реакций
выделяется значительная энергия на
единицу массы прореагировавшего вещества.
Наиболее естественным аккумулятором
энергии, выделяющейся в процессе
химической реакции, являются
колебательные степени свободы молекул. Поэтому
именно переходы между колебательными
уровнями используются в подавляющем
большинстве химических лазеров. В этой
связи важно ответить на такой вопрос:
458
как химическая энергия распределена меж
ду колебательными уровнями молекул?
В настоящее время изучен целый ряд
экзотермических элементарных химических
процессов. Результаты этих исследований
приведены в табл. 7.1, из которой следует,
что в процессе целого ряда реакций
экзотермического обмена возникает инверсная
населенность. Например, в реакции
Н -+- С1.? —> НС1 -Ь С1 колебательный
уровень НС1 с v—2 заселен больше, чем
уровень с о = 1 и т. д.
Ситуацию, когда населенности
колебательных уровней с энергиями Ev > Ev,
подчиняются соотношению
G.1)
называют полной инверсией flj. Однако
такое соотношение сохраняется лишь в
течение определенного времени:
релаксационные процессы стремятся привести систему
к состоянию с равновесным (больцманов-
ским) распределением по энергетическим
уровням. Процессы релаксации для
молекул имеют особенности, которые
существенно сказываются на временной кинетике
инверсной населенности, возникающей как
в процессе химической реакции, так и
при других способах возбуждения
молекулярных систем.
Эти процессы можно разбить на два
этапа. Первый этап состоит в обмене

Гл. 7
Химические лазеры
Таблица 7.1
Распределение энергии в некоторых
реакциях типа А-\-ВС—*АВ (v)-t-C
Реакция
F+H2
F+D8
н+р2
Н+С12
H+Br2
Cl+HJ
V
0
1
2
3
0
1
2
3
4
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
2
3
4
5
6
0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
4
AB(v)
__
0,31
1,0
0,48
—
0,1
0,5
1,0
0,72
_
0,12
0,13
0,25
0,35
0,78
1,0
0,4
0,26
0,16
_
0,2
0,8
1
0,2
0,03
0,003
-—
0,15
1
1
0,15
0,2
0,3
1
0,3
^кол/^полн
0,7
0,79
0,53
0,39
0,66
0,7

Литература
[156)
Ц56]
[177]
[58]
[58]
[58]
энергией между колебательными
уровнями (так называемая
колебательно-колебательная или v—о-релаксация). На этом
этапе общее число колебательных квантов,
запасенных в молекулярном газе,
остается неизменным, изменяется лишь
распределение энергии по уровням. В молекулах
со слабо выраженным ангармонизмом оно
близко к больцмановскому с некоторой
эффективной колебательной температурой
Tv. При этом полная инверсия исчезает**.
На этом же этапе релаксации приходит
во взаимное равновесие распределение
энергии по вращательным и
поступательным степеням свободы, так что оно
характеризуется некоторой общей температурой
Т. Оба эти процесса — обмен энергией
внутри колебательной степени свободы и-
установление равновесия между
вращательными и поступательными степенями
свободы — происходят, как правило,
значительно быстрее, чем установление рав~.
новесия между колебательными уровнями-
энергии с одной стороны и вращательно-
поступательным энергетическим
«резервуаром» с другой. Таким образом, в
течение второго этапа релаксационного
процесса установления равновесия между
колебательными и вращательно-поступатель-
ными степенями свободы существует
разрыв между «колебательной» и «вращатель-
но-поступательной» температурами. Если
при этом Т < Tv% то возможна так
называемая частичная инверсия, когда
неравенства.
Nvj/8vJ>Nv J'/£v J" EvJ>evj> G*2)
выполнены лишь для некоторых значений
J и Г. Для больцмановского
распределения по колебательным и вращательным
уровням с квазиравновесными
температурами Tv и Т
А/„. * 1 . „ 1 „. .
G.3)
где 2V и 2Г — соответственно
колебательная и вращательная статистические
суммы. EvJ = Ev -rBJ (/-Н)**>. При
распределении молекул по уровням,
задаваемом формулой G.3), соотношение G.2)
выполняется, если
Tv/T > В-1 (Ev ~ Eo,)/U' {J' +
-+• 1) — J (J -H l)j; J' > J> G.4}
Правила отбора для вращательно-ко-
лебательных переходов AJ = 0, ±1;
Аи = ± 1 конкретизируют соотношение
G.4)
/' = J + 1, hv/2B > / + 1 >
> (hv/2B) (T/Tv). G.5)
*' В молекулах с сильно выраженным ангармонизмом квазиравновесиое распреде-
[ение по колебательным уровням может заметно отличаться от б©льцмановского, причем
1ежду некоторыми достаточно высокими колебательными уровнями сохранится
инверсное распределение. Однако этот эффект в реальных условиях играет заметную роль
лишь для СО-лазеров [59J.
**> Это -соотношение для Evi справедливо, если молекула двухатомная или линейная.
Именно такие молекулы являются генерирующими центрами в большинстве
молекулярных лазеров.
15D

4. I.
Газовые лазеры
Здесь v — собственная частота
рассматриваемой колебательной моды молекулы.
Соотношение G.5) ограничивает выбор
возможных J в соответствии с энергией,
запасенной в колебательной моде
молекулы в результате реакции, так как именно
эта энергия определяет температуру Tv.
В условиях полной инверсии соотношение
G.2) выполняется для любых значений
/ < J' и даже для значений / = У + 1,
начиная с /min = (kT/2B) In (Nv/Nv _ i —
— 1). Поэтому при полной инверсии
возможна генерация Р-, Q- и даже /^-ветвей
колебательно-вращательных переходов.
При частичной инверсии когерентное из-
-Я/
•Рис. 7.1. Кинетическая схема накачки химического
лазера.
лучение может быть получено лишь для
Р-ветвей. Этим существенно отличаются
частичная и полная инверсии.
Итак, в течение первого этапа
релаксации (v—и-релаксации) .существует
полная инверсия между целым рядом
колебательных уровней. Своим возникновением
она обязана особенностям распределения
энергии по уровням в процессе
элементарного экзотермического химического акта.
В течение второго этапа релаксационного
•процесса (v — R- и v—Г-релаксации),
может иметь место частичная инверсия.
Коэффициент усиления в химических
лазерах, так же как и в молекулярных
лазерах другого типа, работающих на
основе колебательно-вращательных
переходов, описывается выражением
_1_
V2
S(v)(NvJ-
-<V-W
G.6)
В центре линии излучения колебательно-
вращательного перехода
In 2 V/2 *
nrJ A^7 e*2 erfc (a), G.7)
160
где a = Avl/Avd (In 2I/2 =
= 0,833AvL/AvD. Формула G.7)
учитывает совместное действие как «ударно-
спонтанного», так и доплеровского
механизма уширения. Если ширина линии
определяется в основном эффектом Допплера,
что имеет место при низких давлениях, то
а < 1 и
S(vo) = AП2/ЯI/2 (l/AvD) =
= 0,469 A/Av^). G.8)
При высоких давлениях {а > 1)
S(v0) = lMAvL. G.9)
Какие реакции следует использовать
в лазерах? Для ответа на этот вопрос
рассмотрим кинетику простейшей модели,
описывающей возникновение инверсной
населенности в процессе химической реакции.
Пусть в процессе химической реакции
А + В -*> АС, протекающей со скоростью
w, заселяется уровень 2 молекулы АС
(рис. 7.1). Тогда.
\
dn2 ( \
—— =а>— —
dt \х2
^21
1
—
dt
т21
G.10)
где пъ п2 — населенности уровней
(индексы соответствуют номерам уровней);
^i» T2> Ti2 "~ времена релаксационных
процессов, смысл которых понятен из рисунка.
Максимальное значение п2 = ^тЭф,
*эф = ¥i2/(ij + Т1г)- Для получения
генерации необходимо, чтобы разность п2 —
— rt\ превышала пороговое значение дп.
Это означает, что по крайней мере должно
быть
п2 > пт т. е. w > A/тЭф) nD. G.11)
Скорость химической реакции w есть
произведение коэффициента скорости реакции
К и концентраций реагирующих частиц:
w= К [А] [В]. G.12)
Величина К описывается соотношением
[114]
К= Коехр (— EJkT), G.13)
где Т — температура реагирующей
смеси; /Со "- коэффициент,
пропорциональный эффективному числу соударений в
секунду между реагирующими частицами
и имеющий размерность [см3 • с-1]. Он
слабо зависит от температуры. При
комнатной температуре величина К очень мала,
если энергия активации заметно
превышает 5—10 ккал/моль. Так, при Ея =
= 10 ккал/моль ехр (— EJkT) « Ю-7, а
при 20 ккал/моль ехр (— EJkT)^\0~1Ь. Так

Гл. 7
Химические лазеры
как обычно Ко < <oV> — величины,
определяемой газокинетическим сечением, то
условие G.11) может быть удовлетворено,
если энергия активации реакции лежит в
пределах нескольких килокалорий на
моль. Столь малые энергии активации
могут иметь только те химические процессы,
в которых участвуют свободные атомы или
радикалы. Минимально необходимое
количество свободных радикалов или
атомов определяется условием G.11).
Для получения необходимой
концентрации свободных радикалов нужно
затратить энергию, так как радикалы могут
быть получены диссоциацией стабильных
молекул, содержащих необходимый
радикал в качестве составного элемента На
создание каждого радикала необходимо
затратить энергию, равную энергии
связи радикала в молекуле. Энерговыделение
в процессе последующей реакции с
участием этого радикала такого же порядка,
так как энергия связи в молекулах,
стабильных при комнатных температурах,
лежат в пределах нескольких десятков —
сотен килокалорий на моль4*'. Это
обстоятельство выдвигает следующие вопросы:
можно ли сделать затраты энергии на
создание радикалов (инициирование быстрой
реакции) минимальными, чтобы энергия
излучения, полученная за счет
последующего химического процесса, была больше
энергии, затраченной на инициирование
реакции? Можно ли создать химический
лазер вообще без затрат других видов
энергии, кроме химической?
На сегодняшний день на оба эти
вопроса можно дать утвердительный ответ.
Решение их основано на использовании
цепных и самоподдерживающихся
химических процессов. Как известно [110], в
цепных процессах каждый химически
активный центр (атом или радикал)
воспроизводится в процессе реакции. Это дает
возможность с помощью относительно
небольшого количества химически активных
центров путем многократного их
использования «переработать» в излучение в
химическом лазере значительный запас
химической энергии, содержащейся в смеси, что
и дает принципиальную возможность
покрыть и даже перекрыть затраты энергии
на создание радикалов. Поясним сказанное
примером
Пусть имеется смесь двухатомных
газов /42 и В2. Как правило, в таких
смесях прямая (нецепная) реакция
Д2 -Ь В9 -»
G.14)
имеет большую энергию активации и
протекает со скоростью, недостаточной
для образования инверсной населенности
Если внешним воздействием разбить ряд
молекул (например А2) на атомы, то
возможен быстрый цепной процесс:
А -+- В2 -» АВ + Ву В ■+■ А2 -*
-» А В -+- А и т. д. G.15)
Образующиеся в результате этого
процесса молекулы А В оказываются
возбужденными за счет энергии, выделяющейся в
процессе реакции (обозначим их А В*).
Эти молекулы и служат источником
лазерного излучения. Схема реакций G.15)
показывает воспроизводство химически
активных центров в процессе цепной реакции:
в первом акте вместо центра А рождается
активный центр В\ второй акт, рождая
центр 4, возвращает процесс в исходную
позицию. Реальная цепь не бесконечна,
так как активные центры существуют
конечное время. Можно ввести понятие
длины цепи vXIIM как отношение общего числа
наработанных молекул [АВ\ к исходному
числу химически активных центров [Л]о:
vXhm = [Л£]/[/4]о. Длина цепи
определяется отношением скорости наиболее
медленного элементарного акта в звене цепи
G.15) к скорости гибели активных центров
[114, 115].
Казалось бы, чем длиннее цепь (больше
vXHM), тем ближе химический лазер к
идеальному, для которого затраты энергии
на инициирование реакции (создание
химически активных центров) составляют
ничтожную долю по сравнению с энергией
когерентного излучения, полученного от
химического лазера. На деле это не так
Оказывается, что эффективность
химического лазера, работающего на основе
цепной реакции, определяется не химической,
а так называемой лазерной длиной цепи
Vjj [6]. Лазерная длина цепи равна
отношению скорости наработки
возбужденных молекул А В* к гибели инверсной
населенности в результате релаксации.
Скорость релаксации, как правило, больше
скорости гибели химически активных
центров. Поэтому Vjj < Vxhm. Используя
понятие лазерной длины цепи, можно
получить выражение для к. п. д.
химического лазера, определяемого отношением
энергии, затраченной на инициирование
химической реакции, к энергии лазерного
излучения.
Пусть ED — энергия, требуемая для
создания химически активного центра.
Тогда каждый активный центр позволит
провести Vjj актов химической реакции,
полезных для получения генерации.
Энергия, выделяющаяся в процессе этих актов,
есть | АЯ| VjiTjp, где rip —та часть
энерговыделения реакция АЯ, которая идет
на возбуждение (колебательных) степеней
свободы молекулы, активных в смысле гене-
*} 1 эВ = 23 ккал/моль.
**> Можно представить себе ситуацию, когда формально лазерная длина цепи
больше химической. Ясно, что в этом случае все характеристики лазера будут определяться
^хим
'6 Зак 1956 161

4. I.
Газовые лазеры
рации лазерного излучения (ем. табл. 7.1 j.
Искомый к. п. д. оказывается равным
GЛ6>
где т]и — к. п. д. источника
инициирования.
Можно ввести понятие эффективной
длины цепи v3(j)<|) как отношение числа
излученных фотонов на каждый
химически активный центр [116]. В таком случае
г)вн = (hvn/ED) г)и Vjxjxj,, G.17)
где hvn — энергия излучаемого лазером
кванта. Если v9<j><i> > ED/hva, то т]вн > 1,
что означает превышение энергии
излучения над энергетическими затратами на
инициирование реакции. Введенный к. п. д.
логично назвать «внешним», так как он
определяет выход лазерной энергии в
сравнении с введенной извне энергией на
инициирование реакции. Наряду с «внеш-
hi'm» к. п. д. важной характеристикой
химического лазера является отношение
энергии лазерного излучения Wn к общему
запасу химической энергии в смеси Q.
Эту величину можно назвать химическим
к. п. д. (г)хнм). Очевидно, что №л =
=т^лД# И], где [Л] — число
химически активных центров, созданных
источником инициирования, и
Общий запас энергии в смеси Q =
= Д#[Л/], где [N] — число исходных
молекул в исходной смеси стехиометрически
меньшей концентрации. Поэтому
G.18)
Из G.18) следует, что т)ХИм зависит or
степени инициирования (числа,
химически активных центров). Но т]Вн фактически
тоже зависит от этой величины, так ках
лазерная длина цепи — сложная функция
скоростей процессов, протекающих в
реагирующей смеси. Поэтому Vn в неявной
форме зависит от [Л] и для ряда
химических смесей падает с ростом [А]. Величина
Лхим растет с увеличением степени
инициирования *). Очевидно, что с ростом т)ХПм
увеличивается и энергия излучения
лазера. Поэтому в ряде реальных систем
(например в лазерах, использующих энергию
реакции в смеси H2+F2) часто
приходится ИСКаТЬ КОМПРОМИСС Между Т]хпм И Т^вн.
7.2. ХИМИЧЕСКИЕ ЛАЗЕРЫ
ИМПУЛЬСНОГО ДЕЙСТВИЯ
Химические лазеры импульсного
действия, как и импульсные лазеры другого
типа, предназначенны для генерации
короткого во времени мощного импульса
когерентного излучения. Для работы
импульсного химического лазера необходим
регктор, в котором можно готовить
рабочую смесь. Для приготовления смеси
необходимо использовать взаимно стабильные
компоненты, а затем инициировать
реакцию созданием химически активных
центров — свободных атомов или радикалов.
Устройство химического лазера
импульсного действия
Импульсный химический лазер должен
состоять из следующих основных узлов:
реактора, где должна протекать быстрая
химическая реакция с образованием
активной среды; оптического резонатора;
системы инициирования реакции
(создания необходимых концентраций
химически активных центров); системы
приготовления и напуска смеси реагентов в реактор;
системы удаления отработанных
продуктов.
На рис. 7.2 показана типичная схема
лазера, работающего на смеси дейтерия,
фтора, углекислого газа и гелия (D2+
+ F2 + СО2 + Не) [116]. Это одна из
наиболее трудно приготовляемых смесей.
Поэтому смеситель имеет систему
охлаждения, улучшающую возможность приго-
тивления смеси. На выходе лазерной труб-
ги располагается гаситель пламени, что
позволяет работать в режиме непрерывной
смены реагентов. Инициирование
химической реакции в приведенной схеме
осуществляется импульсной лампой. Возможны
и другие системы инициирования, о чем
будет сказано ниже.
В приведенной схеме рис. 7.2.
присутствуют все основные узлы химического лазера
импульсного действия. Конструкции
отдельных узлов могут меняться в
зависимости от характера используемых реагентов,
конкретного назначения лазера и
применяемой системы инициирования реакции.
В качестве инициирующих агентов
можно использовать весь арсенал фотолизных
и радиолизных средств. На практике
наибольшее распространение получили
фотолиз (фотодиссоциация) и диссоциация
молекул электронным ударом.
Источником фотонов при диссоциации
межет служить либо кварцевая импульсная
лампа [117], либо различные типы открытых
разрядов: искровые разряды в газе,
взрывающаяся проволочка [118, 119],
скользящий разряд [119] и т. п. Кварцевые
импульсные лампы могут применяться в том
случае, если необходимая для
фотодиссоциации длина волны излучения больше
180,0—200,0 нм — коротковолновой
границы пропускания кварца. Если диссо-
*> Здесь не рассматривается тривиальный случай
ния, при котором [А] становится сравнимо с [N].
162
столь сильного инициирова-

Гл. 7.
Химические лазеры
циация требует большей энергии фотона,
то необходимо использовать открытые
разряды.
Электроны для диссоциации
электронным ударом можно получать путем
формирования самостоятельного разряда в
рабочей среде химического лазера. В этом
случае инициирование химического лазера
подобно возбуждению газоразрядного
лазера с продольным или поперечным
разрядом [120]. Возможно применение и
несамостоятельного разряда [121 —1231.
Наконец, можно использовать достаточно
сильноточный и высокоэнергетичный (от
нескольких сотен килоэлектрон-вольт до
нескольких мегаэлектрон-вольт)
электронный пучок [124, 113, 125].
Эффективность источников
инициирования определяется отношением энергии,
затрачиваемой непосредственно на
образование химически активных центров, к
общей энергии источника. Для импульсных
световых источников это отношение
зависит от спектральной полосы
фотодиссоциации. Обычно в полосу фотодиссоциации
попадает не более 10% общего светового
потока импульсного источника излучения.
С учетом того, что в газоразрядных
приборах в излучение перерабатывается
порядка 30% электрической энергии
питающей батареи, к. п. д. фотолизного
источника т)и будет Порядка нескольких
процентов. Минимальная длительность
импульса инициирующего излучения*
достижимая для импульсных световых
источников, ^ 10~6 с.
Самостоятельный разряд в газе
(продольный и поперечный) — один из
наиболее простых и дешевых способов
инициирования реакции. Он в несколько раз
по к. п. д. эффективнее инициирования
с помощью импульсного источника
излучения. Недостаток этого метода
инициирования— применимость его для
относительно малых давлений и объемов.
Несамостоятельный разряд,
поддерживаемый пучком быстрых электронов, как
и в СО- или СО2-лазерах такого типа, не
имеет ограничений по давлению. Однако
применимость его к каждой конкретной
смеси требует специального исследования.
Его эффективность существенным образом
зависит от времени жизни свободных
электронов в смеси и от энергии, которую
необходимо затратить на отрыв химически
активного центра от молекулы. При
большой энергии диссоциации требуемое для
разгона электрона электрическое поле
может превышать пороговое значение
пробоя.
Длительность инициирующего импульса
при самостоятельном разряде трудно
получить меньше Ю-6 с. При
несамостоятельном разряде достижимы импульсы
инициирования того же порядка.
Практически свободным от всех
недостатков перечисленных способов
инициирования является метод диссоциации молекул
электронным пучком. Возможность
варьирования энергии пучка в широких
пределах — от сотен кзВ до десятков МэВ—
позволяет инициировать газовую смесь как
в малых, так и значительных объемах и в
широком диапазоне давлений.
Электронный пучок вне конкуренции, если
необходимо инициировать смесь за короткое
время (Ю-7—10~8с). Инициирование
электронным пучком обладает высокой
эффективностью: можно подобрать такие
условия, когда большая часть энергии
электронного пучка полезно расходуется на
создание активных центров. Возбуждение
реакции требует сильноточных электрон-
Не И насосу
НО 2
Рис. 7.2. Устройство химического лазера
импульсного действия:
/ — смеситель; 2 — холодильник; 3 — угольная
ловушка; 4 — гаситель пламени; 5 — вакуумметр;
6 — зеркало; 7 — сильфон; 8 — кварцевая
трубка; 9 — импульсная лампа; 10 — держатель брю-
стеровского окна; // — калориметр.
ных пучков: от десятка ампер на
квадратный сантиметр до килоампер на
квадратный сантиметр. Источники сильноточных
электронных пучков — сложные и
дорогие устройства. Они существенно дороже
световых источников, и в этом их основной
недостаток.
Как уже отмечалось, реакции замещения
с участием радикалов наиболее подходят
для создания химических лазеров.
По-видимому, важна также простота
образующихся молекул, аккумулирующих в
себе энергию, выделяющуюся в реакции.
В противном случае возможно быстрое
перераспределение ее между большим числом
колебательных степеней свободы сложной
молекулы, в результате чего получение
инверсной заселенности может
значительно затрудниться. Количество различных
лазеров импульсного действия, созданных
и исследованных к настоящему времени,
довольно велико (см. табл. 7.2, 7.3). Их
можно было бы классифицировать по
составу исходных продуктов, излучающей
молекуле, особенностям кинетики
химической реакции и т.д. Нам представляется
наиболее принципиальной классификация,
подразделяющая химические лазеры на
дса класса: системы на основе нецепных
и цепных химических процессов. При
этом имеется в виду цепной процесс,
эффективный с точки зрения генерации
163

Газовые лазеры
Таблица 7.2
Импульсные химические лазеры «прямого» действия
Исходные реагенты
Н2+С12
D2+C12
HD+C12
Н2+Вг2
D2+Br2
CF4+H2
CF4+D2
CF4+CH4
CF4-f-CH3Cl
NOC1+H2
CS2+O2
NF2H+H2
N2F4+RH
Inf
°2+ N2F4
I FNO2
MoF6+H2
F2O+I^2
CH3J+CF3J
CD3J+CF3J
Cl2-}-HJ
ClH-HBr
H2+SbF6
H2+XeF4
CH4-|-XeF4
UFe + .
H2
CH4
C2He
C3H8
CC13H
CF3H
SF6+ { JJ^
H2+F2
N,F4+CaH4+Ar
O3+CHF3
«Накачивающая» реакция и излучающие
молекулы (отмечены звездочкой)
Н+С12-»НС1*+С1
D+C12-^DC1*+C1
( H-f-Gl -»НС1*-4-С1
| D+C12-*DC1*+C1
Н+Вг2-»НВг*+Вг
[)_|_ Вг 2 -» D Вг * -{- Вг
F-fH2-HF*-f-F
F+D2-*DF*+D
F+CH4->HF*+CH3
F+CH3C1-»HF*-|-CH2C1
H+NOC1—HC1*+NO
cs+o->co*+s
F+RH-*HF*+R
Цепь, DF* ч
F-}-D2—DF*+D
F+D2-^DF*+D
F+D2-»DF*+D ,
F+H2->HF*+H
F+H2-iHF*+H
H+C12->HC1*+C1
Cl+HBr-> HC1 *+Br
F-}-H2-*HF*+H
p_|_H2-»HF*-|-H
F+H2~>HF*+H
F-|-CH4~*HF*+CH3
F+C2H6-»HF*+C2H5
F-|-C3H8->HF*-1-C3H7
F-fCCl3H-*HF*+CCl3
F+CF3H-HF*+CF3
Г ~г*\ t_ttj LJC4* 1 DT
1 JtlDr—*r"lJr —J—D
Цепь
F+H2->HF*+H 1
F+C2H4F-HF*+C2H3F \
OAD)+CHF3—HF*+COF2 i
Длина волны,
мкм
3,7-3,8
-5,1
~3,8
~5,1
Чисто
вращательные
переходы
-2,7
-4,2
-2,7
-2,7
-3,7
5,1—57
-2,7
-2,7
4,2
-2,7
-2,7
2,6—3,06
3,6—4,05
-3,7
-3,7
-2,7
-2,7
-2,7
~2,7
2,7—3,2
2,7
2,7
Литература
[7,34,35,371
[33]
[33]
[35]
[35]
[35]
[35]
[35]
[35,46]
[35, 36, 70]
[50, 67—69}
[101, 102]
[71]
[77]
153]
[53, 82]
[53]
[53]
[13, 42, 47}
[94]
[54]
[54]
[55, 56]
[57]
[61]
[61]
161]
[38-41]
[39, 41]
[41, 39]
[41]
[41]
141]
[45,87,73]
[8—11, 131
[49,51,52,76]
[74]
[84—86]
(vj, > 1). Такая классификация — не
простое подразделение по кинетическому
принципу: мы видели, что от значения
лазерной длины цепи Vj, существенно зависят
характеристики лазера.
164
Нецепные процессы. В этом разделе
мы рассмотрим лазеры на основе нецепных
процессов. Число молекул, на основе-
которых удалось создать химические
лазеры, относительно невелико: НС1, НВг,.

Гл. 7.
Химические лазеры
Таблица 7.3
Импульсные
Передача
энергии от N
к М
N*-*CO2
НС1*~»СО2
DF*->CO2
DF*-»CO2
OD*->CO2
химические лазеры с передачей энергии
Начальные реагенты
HN3+CO2+He
HJ<C12+CO2
D2-I-F2O+CO2
D24-F2+CO2+He+MoF6
D2+O3+CO2
Накачивающий процесс и излучающие
молекулы
Г HN3-*N*+H2
\ N*-,CO2->CO|+N2
г C1+HJ-*HC1*+J
{ НС1*+СО2-*СО|+НС1
/ F+D2->DF*+D
\ DF*+CO2->CO1+CF
Цепь
F+D2->DF*+D
D+F2-*DF*+F
DF*+CO2-»CO2+DF
OAD)+D2->OD*+D
D+O3-»OD*-f-O2
OD*-}-CO2-COl+OD
Литература
[20,21]
[19]
[22]
[23,29,80,89-91]
[103]
[104]
[99]
HF, ОН и их дейтероаналоги, а также СО
и СО2.
Для получения генерации на основе
молекул НС1 {Х^ 3,7 мкм) используется
обычно смесь молекулярных водорода и
хлора (Н2 4- С12) 17].
Для инициирования реакции удобно
пользоваться импульсным источником
света, так как сечение разложения молекулы
С12 на атомы
С12 + /iv-> 2C1 G.19)
имеет максимум в диапазоне длин волн
% ш 400,0 нм. Далее реакция развивается
по следующей схеме [ПО]:
С1 -+- Н2 -» НС1 + Н,
АН= 1 ккал/моль, G.20а)
н + а2 -» на + а,
ДЯ= — 45 ккал/моль. G.206)
На второй ступени реакции образуются
возбужденные молекулы НС1, которые и
излучают в диапазоне 3,5—3,9 мкм. Спектр
генерации состоит в основном из
колебательно-вращательных линий
колебательной полосы 2-^1. Возникновению
инверсии на переходе 1 —» 0 препятствует
реакция G.20а), в процессе которой
образуются молекулы НС1 в основном
колебательном состоянии, так как этот процесс
эндотермичен. В принципе со сдвигом во
времени можно ожидать возникновения
генерации на переходе 3-> 2 [16], но на
опыте этого наблюдать не удалось.
Как видно из схемы G.206), реакция
в смеси Н2 +С12 является цепной.
Химическая .длина цепи этой реакции может быть
весьма большой [110, 114]. Однако
лазерная длина цепи очень мала. В этом
убеждает простой расчет. Наиболее медленным
звеном в цепи реакции водорода с хлором
является процесс G.20а). Именно он и
определяет скорость развития цепи, так
что
ю= Ка[С1][Н2], G.21)
где w — скорость реакции; Ка —
коэффициент скорости процесса G.20а).
Число активных молекул НС1*,
наработанное за время импульса генерации
ти, не превышает величину штИ. Опыт
показывает, что длительность импульса
генерации в смеси • Н2 + С12 при
давлениях в несколько мм рт. ст. не превышает
10—20 мкс при изменении параметров лазе»
ра в широких пределах. Например [7],
при давлении водорода 10 мм рт. ст.
(общее давление смеси 15 мм рт. ст.)
зарегистрированная на опыте длительность
импульса генерации составила 10 мкс. Так
как Ка = 8,3 . ю13 exp i^— 1 см3 х
( RT J
X моль-1 . с-1, то при Т = 300—1000 К
Несмотря на большую химическую длину
цепи, с лазерной точки зрения реакция
в смеси Н2 + С12 эквивалентна нецепному
процессу.
Генерация с использованием молекул
HF может быть получена путем
использования смеси фторсодержащих молекул
RFn (F2O, NF3, WoFe, UFe, C1F5 и др.) с
водородом или водородосодержащими
молекулами. За счет энергии Q источника
инициирования (в качестве которого чаще
всего используется импульсная лампа или
электрический разряд) получается
атомарный фтор
RFn + Q - RFn _ i + F. G.22
165

4. I.
Газовые лазеры
Последующая реакция атомарного фтора
с молекулярным водородом приводит к
образованию возбужденных молекул HF
F + Н2 - HF + Н,
ДН= — 32 ккал/моль. G.23)
В принципе можно было бы продолжить
процесс за счет атомарного водорода:
Н + RF- HF+ RFn-lf G.24)
а в дальнейшем и радикалов RFn _ г.
Однако опыт показывает [40], что ни
реакция G.24), ни*другие реакции с участием
радикалов RFn _i не вносят вклад в
процесс генерации из-за малых констант
скоростей этих реакций. Поэтому
энергетика лазера на смесях Н2 -f- RFn
полностью определяется реакцией G.23), что
сказывается и на спектре генерации.
Экспериментально зарегистрировано
излучение, соответствующее колебательным
переходам 2 -» 1 и 1 -> 0. Основная часть
излучения сосредоточена в линии 2 -» 1 [38]
в области 2,7 мкм.
Лазер, с использованием молекулы СО,
излучающий в области 5 мкм может быть
создан на основе смеси CS2 + О2 [67] или
CS2 + О3 [126]. Излучение кинетики
генерации этой системы показало [68, 102],
что инверсная населенность возникает за
счет энергии, выделяющейся в процессе
реакции
cs + о -> со* + s,
ДН = — 75 ккал/моль. G.25)
Значительная энергия, выделяющаяся в
процессе этой реакции, позволяет
получать высоковозбужденные молекулы СО.
Ангармонизм, быстрые процессы v—v-
обмена энергией и относительная малая
скорость у— Т-релаксации формируют такое
распределение молекул по уровням
энергии, при котором возможна генерация за
счет переходов между очень высокими
колебательными уровнями. Наблюдаемый на
опыте спектр генерации простирается от
переходов 1 -> 0* до переходов 16 -» 15
[68] (диапазон длин волн 4,9—5,8 мкм).
В различных газовых лазерах часто
с успехом используется метод передачи
возбуждения от одной частицы другой, что
•в ряде случае облегчает достижение
инверсной населенности. Используется такая
возможность и в химических лазерах.
Одной из наиболее интересных систем такого
рода является лазер на основе смеси
Е>2 + О3 + СО2 [99]*>. Возбужденные
молекулы СО2 получаются в результате
последовательности реакций
О3 + hv -> О2 + О CD) (фотолиз),
О (*D) + D2 -> OD* + D,
D + O3 - OD* + O2, G.26)
OD* -f- CO2 -» CO2 -4- O.
Излучение в области 10 мкм генерирует
молекула СО2, получающая энергию от
колебательно-возбужденных радикалов OD*.
Частота колебательных квантов OD
близка к частоте моды 00°/г молекулы СО2, в
силу чего сечение передачи энергии от OD
к СО2 значительно. Измерения показали
[99], что константа скорости передачи
6 • 1012 см3 • с. То же самое можно
сказать о молекулах НС1, DF, НВг по
отношению к СО2. Поэтому добавлением
СО2 в различные смеси, продуктами
реакции в которых являются колебательно-
возбужденные молекулы НС1, НВг, DF,
можно получить генерацию в области
10 мкм за счет передачи энергии от этих
молекул молекуле СО2 (табл. 7.3). В
кинетике этих лазеров много аналогии с
электроразрядными N2 — СО2-лазерами.
Цепные процессы. Если в смеси С12 -f- Н2
хлор заменить более химически активным
элементом—фтором, то можно надеяться,
что цепной процесс
F + Н2 -> HF+ Н,
ДН = — 32 ккал/моль, G.27а)
Н + F2 -» HF H- F,
ДН = — 98 ккал/моль G.276)
будет протекать с большей скоростью. Эта
надежда оправдывается: константа
скорости процесса G.27а) Ка = 7,6 • 1013 X
, X ехр { — 1600/RT) см3 . моль-1 ♦ с-1
а процесса G.276) Кб = 2,4 . 1013 X
X ехр {-—2400/RT} см3 . моль-1 . с-1.
Поскольку процесс G.276) наиболее
медленный, то именно его скорость определяет
скорость реакции в целом. Нетрудно
подсчитать, что скорость цепной реакции фтора
и водорода при комнатной температуре
примерно в 100 раз выше скорости цепной
реакции водорода с хлором. Кроме того,
второе звено реакции значительно
улучшает энергетику химического лазера.
Как уже отмечалось, галогеноводороды
эффективно передают свою колебательную
энергию молекуле СО2. Особенно
выделяется в этом отношении молекула DF**',
которая передает возбуждение моде
00°я СО2 наиболее эффективно в силу
близости энергий колебательных квантов DF
и моды 00°я молекулы СО2.
Образование инверсии при передаче
энергии от «горячих» молекул, возбужда-
*) Здесь мы не рассматриваем лазер на основе смеси D2 + F2 + CO2, о котором
пойдет речь ниже.
**> Проведенные недавно опыты показали, что молекула фтористого трития имеет
сечение передачи колебательной энергии моде 00° п СО2 почти на порядок больше, чем
DF[127].
166

Гл. 7.
Химические лазеры
емых непосредственно в процессе реакции,
рабочим («холодным») молекулам не
требует инверсии заселенности
энергетических уровней в «горячих»
молекулах.Необходимо лишь, чтобы эффективная
температура колебательных степеней свободы
исходных молекул была выше температуры
рабочей молекулы. Это значит, что
энергия исходных молекул может быть
использована даже тогда, когда инверсная
заселенность в них исчезнет, т. е. в течение
значительно большего времени. Молекула СО2
работает в лазере по схеме трех уровней,
нижний ее уровень не основной и релак-
сирует быстрее, чем верхний. Это дает
гарантию инверсной населенности даже
при сравнительно малых скоростях
накачки. Наконец, скорость релаксации 00°я
моды молекулы СО2 меньше, чем молекул
галогеноводородов. Все это позволяет
увеличить лазерную длину цепи, если в
смеси Н2 4- F2 'обычный водород заменить
тяжелым и добавить углекислый газ.
Большая энергетика реакции и значительная
длина лазерной цепи обеспечили в
последние годы первенство химических лазеров
на основе смесей Н2 (D2) -j- F2 и D2 4-
Н- F2 4- СО|:). Приведем наиболее
значительные достижения в области этих
лазеров.
DF—CO2-лазер [23, 103, 104, 128. 129],
инициируемый фотолизом
Состав смеси D2:F2:CO2:He =
C
()
Общее давление смеси,
атм 1
Инициирование Открытый
разряд или
импульсная лампа
Удельный энергосъем,
Дж/л 20—40* •>
Длительность импульса
генерации, мкс 10
Коэффициент
полезного действия по
отношению к электрической
энергии батареи, % 10—20
HF-лазер, инициируемый сильноточным
электронным пучком [125, 130]
Состав смеси H2:F2:O2:SF6**i:)=
= 10:36:14:10
Общее давление смеси,
атм 1
Параметры
инициирующего электронного пучка:
плотность тока, к А/ см2 ~1
энергия электронов,
МэВ 2
общая энергия пучка,
кДж 4
энергия, поглощенная
в смеси, кДж 2,3
Удельный энергосъем,
Дж/л -100
Длительность
импульса генерации, не 3D
Коэффициент
полезного действия по
отношению к поглощенной
энергии электронного пучка,
% -200
За счет снижения энергии
инициирования и удельного энергосъема можно
заметно повысить внешний к. п. д. Это
продемонстрировано в работе [132], где
инициированием смеси H2 + F2 +Не
электронным пучком плотность тока /« 12А/см2
достигнуто значение г|вн«800%. В
работах A33, 134] теоретически и
экспериментально \показана эффективность
электронно-пучкового метода стимулирования
реакции в смеси молекулярных водорода
и фтора.
Особенности кинетики импульсных
химических лазеров. Одна из особенностей
кинетики развития генерации импульсных
химических лазеров связана с разогревом
смеси в процессе реакции [16]. Это
обстоятельство объясняет наблюдаемую на
опыте закономерность изменения спектра
генерации: при повышении температуры
вращательная энергия, при которой
достигаются инверсная населенность [см.
формулу E)] и максимальное значение
коэффициента усиления, смещается в область
больших значений. Этот факт часто
используется для контроля за изменением
температуры в смеси по спектру
генерации. На рис. 7.3 представлена временная
последовательность возникновения
генерации на различных
колебательно-вращательных переходах Н2 -+- Р2-лазера.
Качественно картина является типичной для
химических лазеров.
Поскольку скорости реакции,
релаксации, энергопередачи зависят от темпе-
ж) Часто в качестве разбавителей для этих смесей употребляются инертные газы,
в частности гелий. Гелий особенно важен для смеси D2 + F2 + СО2, так как он не только
.предотвращает перегрев смеси, но и быстро обедняет нижний рабочий уровень в
молекуле СО2, улучшая характеристики лазера.
**' В настоящее время достигнут энергосъем ~ 150 Дж/л.
***> Смесь абсолютных чистых Н2 и F2 нестабильна. Для стабилизации ее применяется
чаще всего кислород. Разбавление смеси D2 + F2 углекислым газом также
стабилизирует смесь. SF6 хорошо диссоциирует под действием электронного удара. Затраты
энергии на образование одного атома фтора при использовании SFe ~ 4,5 эВ [131]. Кроме
того, SF6 препятствует перегреву смеси в процессе реакции. Не исключено и
ее.стабилизирующее влияние на смесь.

Ч. 1.
Газовые лазеры
ратуры, то нагрев смеси изменяет
относительную роль кинетических процессов.
Например, в реакции водорода со фтором
небольшой разогрев смеси улучшает
соотношение между скоростью реакции и
релаксацией [135]. Сильный же разогрев
приводит к превалированию релаксации
и возрастанию порогового значения числа
активных частиц, что может явиться
причиной срыва генерации.
Другая особенность кинетики созданных
к настоящему времени химических
лазеров определяется тем, что практически
все они связаны с молекулами галогено-
1,0
0,5
О
| PW5-
РE№-3)
10
0,5
О
10
- РFКЪ-1)
Л. ;
О
10
РE)E-Ь)
- РG)C-2)
ю
50
Ю
Рис 7 3 Временная последовательность
возникновения генерации на различных
колебательно-вращательных переходах в HF-лазере импульсного
действия.
водородов, которые являются
эффективными тушителями колебательного
возбуждения для многих молекул и прежде всего
для самих себя. Поэтому импульс
генерации в галогеноводородных лазерах
ограничен во времени накоплением
продуктов реакции. Эти общие положения дают
возможность составить кинетическую
модель для теоретического описания режима
генерации в химическом лазере.
Принципиальные основы такой модели описаны
в работе [16]. В дальнейшем были развиты
детальные схемы расчета для многих
химических лазеров [136 — 138]. Расчет
режимов работы химического лазера требует
знания значения и температурной
зависимости коэффициентов скорости различных
процессов, существенных для работы
лазера: скоростей химических реакций,
релаксационных процессов, энергопередачи
между различными молекулами,
энергораспределения продуктов в процессе реакции
и т. д. За последние годы в изучении всех
этих процессов достигнут значительный
прогресс [139, 111, "9, 141]. И хотя еще
далеко не все кинетические процессы
изучены до конца, тем не менее на основе
расчета можно с хорошей точностью (в
пределах коэффициентов 2—3) предсказать
основные параметры химических лазеров,
работающих на смесях Н2 + F2, D2 4-
+ F2 + CO2 + He и ряда других.
В работе [150] рассчитан ряд
характеристик ^фтор-водородного лазера,
необходимых для выяснения возможности
использования его в установках лазерного
управляемого термоядерного синтеза.
Рассматривался лазер на смеси Н2 + F2-f-
•+• SF6 4- О2, инициируемый
сильноточным электронным пучком с плотностью
тока около 1 кА/см2. Исходные данные для
расчета были выбраны в соответствии с
экспериментом [125]. В результате
расчета были получены параметры лазера
отличающиеся от экспериментальных не
более чем 2—3 раза:
Длительность импульса
генерации, не
Энергия
Средняя
рации,
Пиковая
рации,
Внешний
излучения,
мощность
Вт
МОЩНОСТЬ
Вт
к. п. д* .,
Дж
гене-
гене-
%
Теория
160
5400
3,4.1010
0,7.10"
500

Эксперимент
60—80
2340
4.10м
1011
200
Теория, в частности, предсказывает
существенное увеличение к. п. д. при
использовании для усиления излучения
колебательно-вращательных переходов с
большими значениями вращательного
квантового числа J A0—15).
В работе [132] при инициировании
Н2 -+■ Р2-лазера пучком электронов с
меньшей плотностью тока, чем в работе [125J
(~ 10 А/см2), и энергии электронов в
140 кэВ получен внешний к. п. д. порядка
840%. При сопоставимых с экспериментом
исходных данных теория предсказывает
800—1000%. При этом оказывается, что
г]вн как функция степени инициирования
имеет максимум, зависящий от состава
смеси и общего давления [150].*
7.3. ХИМИЧЕСКИЕ ЛАЗЕРЫ
НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
Чтобы получить непрерывный режим
генерации в химическом лазере,
необходимо обеспечить достаточно быструю
смену реагентов в реакторе и решить
проблему получения химически активных центров
в непрерывном режиме.
*) При расчете внешнего к. п. д. в работах [125, 132, 150] принималась во внимание
лишь энергия электронного пучка, поглощенная рабочей средой лазера.
168

Гл. 7.
Химические лазеры
Для поддержания генерации на
постоянном уровне необходима смена
реагентов со скоростью
и = шотн/, G.28)
где шотн [с-1] — относительная скорость
химической реакции; / — размер реактора
в направлении прокачки смеси.
Относительная скорость реакции линейно зависит
от концентрации активных центров*. При
низком давлении реагентов A0~з—Ю~4 мм
рт. ст.) и, стало быть, малой концентрации
активных центров и размере реактора I в
несколько сантиметров иш 10—102 см/с, так
что смену реагентов можно осуществить,
обычной лабораторной вакуумной
техникой. При давлении в несколько мм рт. ст.
необходимые скорости прокачки реагентов
возрастают до звуковых или
сверхзвуковых скоростей A04 —105 см/с).
Лазеры низкого дасления. Прототипом
лазера низкого давления может служить
система, описанная в работе [5]. Для
получения колебательно-возбужденных молекул
НС1 и НВг использовались реакции
Н + С12 -
Н + Вг2 ■
С! 4- HJ
на* -|- а,
НВг* + Вг,
► на* ■+■ j
G.29)
Необходимые для этих реакций атомарные
водород или хлор получались с помощью
электрического разряда в потоке низкого
давления молекулярных водорода или
хлора. Поток частично диссоциированного
водорода или хлора сливался с потоком
молекул галогена или йодистого водорода,
что и приводило к образованию активной
усиливающей среды в результате
процессов G.29).
Реакция окисления сероуглерода CS2
является разветвленным процессом,
способным в определенных условиях к
самоподдержанию [114]. Это было
использовано для создания чисто химического
лазера [141, 142]. Лазер основан на
образовании колебательно-возбужденного
СО в процессе реакции CS + О -* СО* + S,
как это имеет место в импульсной системе.
Отмеченные особенности реакции CS2 и О2
дают возможность организовать свободно
горящее пламя в потоке смеси
сероуглерода с кислородом низкого давления.
Необходимые для создания активной среды
радикалы CS и О образуются в процессе
горения, являясь промежуточными
продуктами реакции. Поток пламени
пропускается через объем, помещенный между
зеркалами, в результате чего возникает
генерация в области X ^ 5 мкм.
Чисто химический DF—СО2-лазер. В
основу этого лазера положена реакция
дейтерия с фтором с последующей передачей
возбуждения на СО2 [19]. Как уже
отмечалось, эта реакция обладает наибольшей
длиной лазерной цепи. Для поджига
реакции в качестве вспомогательного реагента
применялась окись азота [24],
существующая -при комнатной температуре в виде
устойчивого радикала NO. При смешении
этого радикала с молекулой фтора
образуется атомарный фтор
N0
NOF + F,
G.30)
который и служит активным центром,
инициирующим лазерохимическую цепь в
смеси D2 4- F2 + CO2 + (Не):
F 4- D2 — DF* + D,
D + F2 — DF* 4- F,
DF* 4- CO2 @0°0) - DF 4- CO2 @0° 1),
CO2 @0° 1) 4- nhv — CO2 A0°0) +
-+-(/1+1) hv.
G.31)
С химико-кинетической точки зрения после
получения атомарного фтора процесс
полностью аналогичен реакции в импульсной
Зеркало
Рис. 7.4. Схема чисто химического DF—СО2-лазера
непрерывного действия.
системе. Особенности этого процесса
обусловливают определенную
последовательность ввода и смешения реагентов.
Первоначально должны быть смешаны
два потока: NO и F2. При этом NO удобнее
всего подавать в смеси с гелием,
необходимость которого обусловлена теми же
соображениями, что и в импульсных
системах. Последующим вводом в смесь СО2
и D2 обеспечивается полный набор
компонентов, необходимых для получения
генерации. Общая скорость потока смеси в
резонаторе близка к скорости звука, но не
превышает ее. Сказанные соображения
иллюстрирует принципиальная схема чисто
химического лазера на смеси D2 + F2 +
+ NO + СО2 + Не, представленная на
рис. 7.4.
Для создания оптимальной
конструкции лазера необходимо ответить на ряд-
вопросов, важнейшие из которых
следующие:
1. Каково наибольшее статическое
давление реагентов в резонаторе, при котором
обеспечивается наибольшая мощность
генерации?
2. Каков химический к. п. д. лазера
в зависимости от параметров системы?
3. Каков оптимальный парциальный
состав смеси с точки зрения наибольшей
мощности генерации?
169

. I.
Газовые лазеры
4. Каково оптимальное взаимное
расположение инжектирующих систем и
резонатора?
Ответ на первый вопрос важен для
конструирования откачивающих (эжектирую-
щих) систем. С точки зрения откачки
желательно иметь как можно большее
давление в резонаторе: повышение его
упрощает конструкцию откачивающей системы.
Повышение химического к. п. д.
означает уменьшение расхода реагентов на
единицу мощности лазерного излучения.
Нагредатель
Зеркало
: t
•f
Y//////S
Зеркало
Рис. 7.5. Схема химического лазера непрерывного
действия с тепловым инициированием.
Оптимизация конструктивных параметров
системы и состава смеси для достижения
максимальных мощностных показателей
обеспечивает минимальные размеры
системы для достижения необходимого
уровня мощности. Эти и ряд других
вопросов исследовались в целом ряде работ.На
основе этих исследований достигнуты
серьезные успехи в создании чисто химических
лазеров на основе смеси F2 + D2 + CO2 +
+ Не с «поджигом» вспомогательным
реагентом N0.
В литературе описаны лазеры общей
мощностью до 1 кВт [143, 144]. Ниже при-
велены основные характеристики,
типичные для этих типов лазеров.
10°0
Основной
генерирующий переход в С02
Химический к. п. д. по
отношению к реакции, %
Насыщающая
интенсивность излучения, Вт/см2
Максимальный
коэффициент усиления, см-1
Средний коэффициент
усиления вдоль потока,
СМ
Средняя скорость
потока, см/с
Вращательная
температура СОг в зоне
реакции, к
Удельная мощность,
Вт/(г/с)
170
РB0)
00° 1 -*•
4-5%
150
з,з.ю-2
2,0-Ю-2
2-104
400 ±25
50
Оптимальное
статическое давление в
резонаторе, мм рт. ст.
Размер активной зоны
вдоль потока, см
Оптимальные мольные
соотношения реагентов
15—20
O:Fo:H2CO2:He=
= 1:6:5:45:100
Возможно также получить генерацию
в лазере с чисто химическим
инициированием на молекулах HF или ОИ.Для этого,
очевидно, из потока следует удалить СО2.
В работе [144] была получена генерация
на молекулах HF и DF. Достигнутый
уровень мощности (~ 10 Вт) значительно
уступает уровню мощности в лазере с
передачей возбуждения на молекулу СО2.
Это связано прежде всего с большими
пороговыми скоростями реакции,
необходимыми для возбуждения HF, и большими
скоростями релаксации молекул HF (DF)
по сравнению с СО2. Поэтому достижение
больших уровней мощности при генерации
на молекулах HF (DF) связано с
использованием сверхзвуковых потоков.
Химические лазеры непрерывного
действия с тепловым инициированием
реакции. Для получения больших скоростей
потоков истечения необходимо нагреть газ
до высоких температур. Одновременно этот
нагрев можно использовать для
получения химически активных центров путем
тепловой диссоциации молекул, т. е.
осуществить тепловое инициирование
реакции.
Принципиальная схема химического
лазера с тепловым инициированием
представлена на рис. 7.5 [28]. Лазер состоит
из камеры нагревания теплоносителя,
вторичной камеры для добавки теплоносителя,
инжектора химического реагента, который
при смешении с теплоносителем
диссоциирует, являясь, таким образом, источником
химически активных центров.
Струя теплоносителя в смеси с
химически активными центрами выпускается через
сопловой блок, приобретая сверхзвуковую
скорость. На выходе соплового блока
располагается инжектор «горючего», молекулы
которого при смешении со сверхзвуковой
струей вступает в химическую реакцию
с химически активными центрами,
содержащимися в струе. За счет этой химической
реакции и получаются возбужденные
молекулы, генерирующие излучение в
резонаторе, расположенном «ниже» по течению
струи за сопловым блоком. В качестве
нагревателя обычно используется
плазмотрон, особенности которого широко
освещены в специальной литературе [145].
Вторичная камера с инжектором дополнительного
теплоносителя служит для регулировки
температуры теплоносителя и его массы
(теплоемкости).
Для получения лучшего смешения
реагентов сопловой блок обычно
выполняется в виде сотообразного набора
небольших сопел, в плоскости среза которых
располагаются инжекторы «горючего». Ти-

Гл. 7.
Химические лазеры
пичная конструкция и размеры сопла-
ячейки представлены на рис. 7.6, а. На
рис. 7.6, б схематически показан процесс
смешения струи химически активных
центров и теплоносителя с потоком горючего.
Резонатор чаще всего изготовляется из
хорошо полированной меди или медных
сплавов.
В настоящее время наиболее широко
исследованы лазеры с тепловым
инициированием реакции, в которых рабочей
молекулой является HF или DF. Возбужденные
молекулы в этих лазерах получаются в
результате реакций
F + Н2 (D2) -* HF*(DF*) -h H (D),
АН == — 31,7 ккал/моль. G.32)
В качестве теплоносителя используется
молекулярный азот или гелий. В качестве
термодиссоциирующего компонента
обычно применяется SF6 [28, 146].
Теплоноситель (азот или гелий) после нагревания
имеет температуру в диапазоне 2000—
•4000 К. SF6, смешиваясь с теплоносителем,
диссоциирует на атомы фтора, радикалы
типа SFn (n < 5) и атомарную серу.
При инициировании реакции за счет
внешнего источника энергии следует
говорить и о внешнем к. п. д.,
определяемом отношением мощности генерации
к мощности, потребляемой от внешнего
источника.
Изучение характеристик лазера,
проведенное в работах [28, 146], позволило
установить оптимальное соотношение
компонентов в сверхзвуковом потоке для
получения максимальных внешнего к. п. д.,
удельной и общей мощности лазерного
излучения.
Теплоноситель
Расход компонентов, г/с:
Не или N2
н2
о2
Размер активной зоны
вдоль потока
Удельная мощность,
Вт/(г/с)
Статическое давление в
резонаторе, мм рт. ст.
Технический к. п. д., %
Химический к. п. д. по
отношению к реакции, %
Гелий
2,06
1,25
0,75
2,5
300
3—4
3,5
12
А 301
8,5
1,0
0,4
1,8
100
3—4
3
10
Таким образом, лазер с гелием в
качестве теплоносителя имеет лучшие
характеристики, чем с теплоносителем азотом.
Описанная схема лазера с тепловым
инициированием допускает естественное
развитие, делающее лазер чисто химическим.
Подвод тепла в камеру нагрева от
внешнего источника энергии может.быть
заменен химической реакцией в камере
сгорания. Например, за счет тепла,
выделяющегося при сгорании водорода во фторе,
количество которого превышает стехио-
метрическое, значительная часть
избыточного количества фтора может быть
диссоциирована. Остальная схема лазера
подобна таковой при инициировании
подводом энергии извне. Замена SF6 на F2
дает возможность улучшить параметры
лазера за счет цепного процесса G.27).
Рис. 7.6. Конструкция ячейки соплового блока (а)
и схема смещения реагентов (б):
1 — отверстия для охлаждения; 2 —
трубки—инжекторы водорода.
Особенности химических лазеров
непрерывного действия. Химические лазеры
непрерывного действия в основном
сохраняют кинетические особенности
импульсных систем. Однако такие важные
параметры, как температура смеси и ее состав,
при работе в импульсном режиме
изменяются со временем, а при работе в
непрерывном установившемся режиме в
каждой точке пространства сохраняют
постоянное значение, но изменяются
вдоль потока струи. Как было видно из
рис. 7.4, расположение оси
резонатора (системы зеркал) перпендикулярно
направлению движения потока
технически наиболее удобно. Значит, активная
среда неоднородна в плоскости сечения,
перпендикулярного оси резонатора. В
частности, неодинаковы вращательные
квантовые числа, соответствующие
максимальному усилению, что накладывает отпечаток
на генерируемый спектр. На рис. 7.7
в качестве примера приведен спектр
генерации HF-лазера [146], в основе которого
лежит реакция G.32) (атомарный фтор
получается термической диссоциацией SF6).
В спектре представлена одновременно
большая серия колебательно-вращательных
переходов.
Как уже отмечалось ранее (см. § 7.2),
в некотором температурном интервале
цепная реакция водорода с фтором
развивается наиболее благоприятно с точки зрения
соотношения между скоростью реакции
171

Ч. !.
Газовые лазеры
и релаксации. В непрерывно работающей
системе этот температурный интервал
определяет и пространственный интервал вдоль
потока, в котором условия образования
активной среды наиболее благоприятны.
С другой стороны, увеличение
температуры вдоль потока при некоторых условиях
может привести к резкому увеличению
скорости реакции*}, так что процесс
приобретет характер взрыва. Вся энергия
реакции будет выделена в малом
пространственном интервале. Это нарушает характер
движения потока, условия образования
инверсии, что в конечном счете может
сорвать генерацию. «Гладкость» протекания
Pt(B)
PiE)
PfG)
\РгМ
Pz(ff)
I I
Рис. 7.7. Расположение вдоль потока реагентов
спектральных линий химического Нг-ли^ера
непрерывного действия в режиме генерации.
Высота линий соответствует их относительной
интенсивности в режиме генерации. Направление
потока указано стрелкой.
реакции зависит от состава смеси, а также
от процесса смешения реагентов. При
плохом смешении возможны локальные
перегревы и микровзрывы, что нарушает
однородность активной среды в лазере.
Процесс смешения реагентов в
химическом лазере непрерывного действия — это
и особенность, которую необходимо
учитывать при анализе характеристик такого
лазера, и важная проблема. До сих пор не
удалось добиться эффективного смешения
струй, статическое давление в которых
выше 5—20 мм рт. ст.; повышение давления
приводит к резкому ухудшению
параметров лазера. Большую роль в процессе
смешения играет конструкция соплового
блока. Легче добиться смешения,
выполняя сопловой блок в виде большого набора
миниатюрных сопел. Так как размер соп-
.ла в конечном счете определяется его
критическим сечением, наиболее подходящим
•являются сопла с критическим сечением
около 0,1 мм. Насколько далеко можно
пойти по пути уменьшения размеров
сопла, сказать сейчас трудно. Ясно, что при
уменьшении размеров сопла все большую
роль будет играть пограничный слой.
Важное значение для работы лазера
имеет газодинамическая устойчивость
потоков реагентов. Турбулентность потока
в сопле и в непосредственной близости к
^го срезу играет положительную роль в
процессе смешения потоков, однако она
недопустима в зоне резонатора, так как
рассеивает излучение и тем самым
ухудшает параметры лазера.
С процессом смешения реагентов и
повышением статического давления в потоке
тесно связана проблема откачки
отработанных продуктов. Чем выше статическое
давление в струе, тем проще конструкция
откачивающих (эжектирующих) устройств.
Другие типы химических лазеров
непрерывного действия. Описанные типы
химических лазеров непрерывного режима
являются наиболее «популярными»: им
посвящено подавляющее число работ по
непрерывным химическим лазерам. Объясняется
это в первую очередь тем, что
достигнутые мощности и к. п. д. этих лазеров
находятся на уровне, представляющем
интерес с практической точки зрения.
Возможны различные модификации
описанных систем (см. табл. 7.4). Одна из
наиболее интересных состоит в следующем.
В камере сгорания за счет окисления
СО в смеси кислорода, гелия' и СО2
образуется смесь СО2 и Не, температура
которой может регулироваться разбавлением
гелием. Предполагается, что оптимальный
диапазон температур лежит в пределах
1000—1500 К. В результате смешения
потока горячих газов СО2 и Не с F
образуется смесь, состоящая из Не, СО2, F2 и F.
Пропусканием через сопловой блок газ
указанного состава разгоняется до
сверхзвуковой скорости, смешивается с
дейтерием и поступает в резонатор. Ожидается,
что подбором параметров струи и выбором
места инжекции дейтерия внутри сопла
можно будет обеспечить в области
резонатора давление 50—60 мм рт. ст. С помощью
диффузора, расположенного после
резонатора, статическое давление в потоке может
быть доведено до атмосферного. Ниже
приведены характеристики такого лазера,
полученные на основе расчета [144]**>, для
сравнения указаны также характеристики
DF — СО2-лазера с дозвуковой скоростью
потока активной среды.
Удельная
мощность, Вт(г/с)
Химический к. п. д.,
%
Насыщающая
интенсивность излучения,
Вт/см2
Линейный
коэффициент усиления, см-1

Сверхзвуковое
истечение
газа
60
4,7
1300
2-10-2

Дозвуковое
истечение
газа
50
4,6
140
3,3-10-2
*) Кинетические особенности взрывных процессов в смеси Н2 + F2 рассмотрены
в [147].
**} В работе [144] приведена лишь сводка результатов расчета и проведено их
обсуждение, но не содержится сведений о модели, которая использовалась для расчета.
172

Гл. 7.
Химические лазеры
бверх- Дозвуко-
звуковое вое
истечение истечение
газа газа
Средняя скорость
истечения вещества,
см/с 2-105 2-104
Температура в зоне
реакции, К 400 400
Статическое
давление в резонаторе,
мм рт. ст. 50—60 15—20
Давление на
выходе системы, мм рт.
ст. 760 15—20
Интересна также описанная в [148]
система непрерывного лазера, в основе
которой лежат процессы
D + О3 -» OD* + О2,
OD* + СО2 -> СО£ + OD, G.33)
СО2* + nhv -* СО2 + (п + 1) hv.
В составе продуктов реакции,
используемой в этом лазере, нет токсических
компонентов.
7.4. ПРОБЛЕМЫ И ПРИМЕНЕНИЯ
Сегодня химические лазеры —
интенсивно развивающаяся область
исследований. Наряду с достижениями, которые
уже настойчиво стучатся в дверь
технических применений, имеется ряд проблем
исследования в области которых находятся
фактически в стадии научного поиска.
Вот некоторые из них.
1. Проблема использования в лазерах
разветвленных реакций, в процессе
которых химически активные центры не только
сохраняются, но и размножаются [ПО,
112, 114, 115]. Исследованию лазеров на
основе разветвленных реакций посвящен
ряд работ [6, 8, 9, 31, 62]. При
разветвленной реакции процесс развивается
экспоненциально во времени, в том числе
экспоненциально во времени растет и
скорость реакции:
= woest
G.34)
где s — параметр реакции,
характеризующий скорость разветвления.
Для того чтобы процесс разветвления
дал существенный вклад в генерацию,
необходимо, чтобы между параметром s и
временем релаксации активных молекул
т выполнялось соотношение [6]
> 1
G.35)
{а не wi > пи, как это имеет место для
прямой цепи, см. § 7.2). Условие G.35)
не было выполнено пока ни в одном из
проведенных опытов. Однако поиск в этом
направлении очень интересен.
2. Проблема использования теплового
взрыва и детонации для создания
химического лазера. Тепловой взрыв относится
к классу самоподдерживающихся реакций,
но выбор веществ здесь может быть
значительно шире, чем в случае разветвленной
цепи. Общий анализ кинетики
возникновения инверсной населенности при тепловом
взрыве проведен в работе [32]. Конкретных
смесей для создания лазера на основе
теплового воспламенения пока не
предложено*'.
3. Проблема создания химического
лазера с длиной волны излучения меньшей
2,7 мкм. Используя описанные выше
химические реакции, в процессе которых
возбуждаются колебательные уровни молекул,
можно попытаться получить более
коротковолновое излучение. Для этого необходимо
использовать обертоны молекулярных
колебаний или, говоря квантовым языком,
переходы между колебальными уровнями,
для которых Аи > 1.
В литературе имеются сообщения о
получении генерации на переходе v = 3 —»
—> с/ = 1 в молекулах DF (X « 2,2 мкм)
[157] и в молекуле HF (к » 1,3 мкм) [158].
Однако использование в этих работах
смеси мало перспективны для создания
мощных лазерных систем.
В последнее время появились работы,
указывающие на перспективность усилий
в области получения генерации на
обертонах с использованием цепной реакции фтора
с водородом. В работе [159] показано, что
по энергетике генерация на первом
обертоне будет уступать генерации на
основной частоте не более, чем в 2 раза.
Технической трудностью в создании лазеров на
обертоне является необходимость
подавления генерации на основной частоте,
которая в данном случае является
нежелательным конкурентом. Проблема может быть
решена использованием системы
генератор—усилитель.
О получении генерации на длине
волны, меньшей 2,7 мкм, сообщалось в
работе [160]. Генерация развивалась за
счет образования молекулы S2 в
возбужденном электронном состоянии
рекомбинацией атомов серы. Длина волны
излучения К ж 1 мкм.
Надежды на создание химических
лазеров видимого и даже
ультрафиолетового диапазонов с энергетической точки
зрения вполне оправданы: хорошо
известна хемилюминесценция в этом диапазоне
длин волн. Возможности создания таких
лазеров связываются с рекомбинацией
атомов и радикалов [106] (фоторекомбинация,
рекомбинация с участием третьего тела),
а также с реакциями замещения атомов
*) Здесь следует упомянуть о получении генерации за фронтом «пересжатой»
детонационной волны в смеси F2O + H2 [105]. Однако дальнейшего развития эти опыты пока
не получили.
173

4. I.
Газовые лазеры
Таблица 7.4
Химические лазеры непрерывного действия
Реакция, приводящая к
инверсии и излучающая молекула
Условия работы
Способ инициировния

Литература
Н+С12-НС1*+С1
Н+Вг2-*НВг*
C1 + HI-HCP
Смешение Н с С12 и Вг2
и С1 с HJ в потоке в
очень низкого давления
Электрический разряд
потоке водорода
(хлора)
158]
Н+С12-*НС1*+С1
Cl-fHI->HCl*+I
F+H2-HF*-
n-j-r2-*nr
F+HI-
*DF* + D
2-DF*+F
F+DI-*DF* + I
Смешение атомарных
компонентов с
молекулярными в дозвуковом
потоке» Ось резонатора
расположена вдоль
потока
ВЧ разряд B7 МГц) в
потоке Н2, Cl2, D2, F
183]
F+D2->DF* + D
F+H2-HF*
Смешение F с D2 и Н2
в дозвуковом потоке. Ось в
резонатора поперек
потока
Электрический
потоке SF6
разряд
[75,79]
Cl+HI-HCP
Смешение атомов F с
Н2 и D2 и С1 с HI в
потоке звуковой скорости
Электрический разряд
в потоке F2(C12) до входа
в сопло
[167, 168]
Дозвуковой поток
смеси С12 + Н1
СВЧ разряд в смеси
П Н1
[169]
Дозвуковой поток
смеси He+SFC+H2(D2)
Электрический разряд
в смеси He+SF6+H2(D2),
стабилизированный
магнитным полем
[170]
F+HC1-»HF* + C1
Смешение F с НС1
сверхзвуковом потоке
в
Электрический разряд
в потоке F2 до входа
сопло
[15]
F + H2(D2)->HF*(DF*) +
+ H(D)
Смешение F с H2(D2) в
сверхзвуковом потоке.
Ось резонатора
перпендикулярна потоку
Получение атомарного
фтора путем тепловой
диссоциации SF6 за счет
энергии дугового разряда
[28, 146]
174

Гл. 7.
Химические лазеры
Продолжение табл. 7.4
Реакция, приводящая к
инверсии, и излучающая молекула
F+ft-DF' + D
С1 + Н1—НС1*+1
НС1* + СОа—НС1 + СО*
Н + С1а-*НС1*+С1
H+F2-»HF* + F
F-f-D2-DF* + D
H+Br2-*HBr* + Br
НВг* + СО2-*НВг + СО2
NO-*P2-NOF + F
F+H2(D2)-*HF*(DF*) +
+ H(D)
H(D) + Fa-»HF*(DF*) + F
NO+F2~>NOF+F
F + H2(D2)-HF*(DF*) +
+ H(D)
H (D) + Fa—»HF* (DF*) + F
HF* (DF*) +
CS2+O-*CS+SO
cs+o-»co*+s
Получение СО* за счет
реакции атомарного
кислорода с С3О2, СН4, С3Н8,
C2N2
CS2 + O~>CS+SO
cs+o->co*+s
Условия работ»
Смешение F с D2 в
сверхзвуковом потоке
1 """"
Дозвуковое смешение
атомарных компонентов с
молекулами
Смешение N0 с F2,
H2(D2) в дозвуковом
потоке
Смешение СО с F2 и
другими компонентами в
дозвуковом потоке;
продольная и поперечная
геометрия резонатора
Дозвуковой поток
смеси CS2 + O2
Смешение 0 с CS8 в
дозвуковом потоке
Медленный поток
смеси С3О2+О2+Не
Поток смеси
Не+СН4 +воздух
Не -(- С3Н3+воздух
Не+C2N2 + воздух
Медленный поток
смеси CS2-J-O2 низкого
давления
Способ инициирования
Получение атмов
фтора путем диссоциации F2
за счет тепла реакции
Н2 + F2-»2HF,
происходящей в камере сгорания
до входа в сопло
Электрический разряд
в потоке молекул С12,
H2,F2
Чисто химическое
инициирование (метод
вспомогательного реагента)
Чисто химическое
инициирование (метод
вспомогательного реагента)
Электрический разряд
в смеси CS2-j-O5
Электрический разряд
в потоке кислорода О2
Электрический разряд
в смеси в области опти-
сеского резонатора
Свободно горящее пла-
мя

Литература
[171, 172]
[4,25,811
[24]
[24, 26,
144]
[173, 174,
81]
[174-176]
[141, 142]
Примечание. Напомним, что' молекулы НС1 излучают в области 3,7 мкм;
HF — 2,7 мкм; DF — 4,3 мкм; СО — 5 мкм; СО2—10 мкм; НВг— 3,5 мкм.
№

4. I.
Газовые лазеры
металлов (Na, Ba, Mg, Sr, Sm) с галогенами,
кислородом и кислородосодержащими
молекулами [161 —163]. Типичным примером
такой реакции является образование
электронно-возбужденной молекулы MgO при
взаимодействии Mg с N2O:
Mg 4- N2O -» MgO
+ N2
4-
G.36)
Схема уровней молекулы MgO показана на
рис. 7.8. Инверсная населенность уровней
fix2 и 632 по отношению к уровням
/4Х#, а^П может быть достигнута подбором
молекулы, эффективно тушащей уровни
АгП, ФП и мало дезактивирующей
верхние уровни Б1^, 632.
В литературе имеются сообщения о
получении генерации в зеленой и
ультрафиолетовой областях спектра за счет реакций:
Хе* 4- С12 -* (ХеС1)* 4- С1
(X = 308 ни),
Кг* 4- Fa - (KrF)* -т- F
(X = 248,5 нм)
G.37)
Хе 4- О
(ХеО)* (к ж 0,5 мкм)
с участием электронно-возбужденных
атомов благородных газов и кислорода.
Возбужденные атомы благородных газов
получались за счет электронного удара [164]
а атомы кислорода — либо за счет
электронного удара [165], либо фотолиза [166].
Энергия излучения' в этих лазерах
черпается в основном за счет энергии
внешнего источника; их можно отнести к разряду
хи мических лишь с кинетической, но не с
энергетической точки зрения. Поэтому
поиски в области химических лазеров
коротковолнового диапазона продолжаются.
В научных экспериментах химические
лазеры уже сейчас широко используются
для определения сечений (скоростей)
элементарных актов, происходящих в
газовых средах. Можно выделить два аспекта
их применения для изучения
кинетических процессов: 1) возбуждение
колебательных уровней молекул за счет излучения
химического лазера, в котором
генерирующими центрами являются молекулы того
же сорта [152—154]; 2) изучение
особенностей кинетических, спектральных и
температурных характеристик самого
процесса генерации в зависимости от скорости
различных элементарных актов, влияющих на
процесс формирования инверсной
населенности уровней в химическом лазере [11,
41, 79, 91—98, 100, 152—155].
Думается, что этим не исчерпывается
польза той информации, которую мы
можем извлечь, изучая особенности
процессов генерации в химических лазерах.
Изучение относительных скоростей заселения
различных уровней молекул или
радикалов в процессе реакции дает
исследователю информацию для построения
микротеории элементарных актов. Получение
генерации на короткоживущих
промежуточно
ных продуктах реакции может явиться-
одним из наиболее эффективных методов
их изучения.
Уникальный диапазон излучаемых
частот (X ш 2,7—3,2 мкм) и возможность
получения больших энергий и мощностей'
несмотря на технические трудности могут
обеспечить применение HF-лазеров (как
импульсного, так и непрерывного действия)
для стимулирования химических
процессов [151].
Одно из наиболее серьезных применений
импульсных Н2 + Р2-лазеров в
настоящее время связывается с использованием-
fi'2
Х7г
2610см
r,t
Рис. 7.8. Схема электронных энергетических
уровней молекулы MgO.
их в энергосистеме на основе лазерного
термоядерного синтеза [149, 150].
Обсуждается проект замкнутого цикла с
восстановлением химического горючего за счет
электроэнергии или энергии нейтронов,
генерируемых в термоядерной реакции [150].
Техническое использование
химических лазеров связывается с их частичной
(импульсные системы) или полной (непре-
рывнодействующие системы)
энергетической автономией. Оно зависит от удачного
решения ряда проблем. К их числу прежде
всего относится проблема удаления
отработанных химических продуктов.
Создание химических лазеров с нетоксичными
продуктами реакции, приближающихся по
своим характеристикам к фторводородным
системам, было бы большим шагом вперед
в решении этой проблемы.
На наш взгляд, широкое применение
химических лазеров в технологии тесно

Гл. 7
Химические лазеры
связано с будущим энергетики. В
настоящее время серьезно изучаются
преимущества преобразования ядерной энергии
сначала в химическую, а затем в другие ее
виды. Но в таком случае химический лазер
выглядит наиболее естественным
устройством в цикле: ядерная энергия —
химическая энергия — когерентное излучение. В
этом аспекте очень важно дальнейшее
совершенствование характеристик химических
лазеров, в особенности увеличение
химического к. п. д. Так как основным видом
горючего, добываемого с помощью ядерной
энергии, мыслится водород, то создание
химического лазера, преобразующего в
когерентное излучение энергию сгорания
водорода в кислороде, выглядит очень
актуальной проблемой.
7.5. НЕМНОГО ИСТОРИИ
Первая работа по химическим лазерам
относится к 1960 г. [1]. В этой работе было
указано на возможность использования
колебательно возбужденных молекул для
создания лазеров в ИК диапазоне, введено
понятие полной и частичной инверсии (с.м.
также [4]). В работе 15] указывалось, что
быстропротекающие химические процессы
могут привести к инверсии за счет
различных скоростей релаксации подсистем
энергетических уровней в молекулах. В
статье [2] отмечен ряд кинетических
преимуществ цепных процессов для создания
химических лазеров. Фундаментальными
анализ кинетических аспектов, связанных
с проблемой создания химических
лазеров, дан в работе [3]. О первом успешном
эксперименте по получению генерации за
счет энергии химической реакции
сообщалось в статье [7], за которой
последовала целая серия работ, в которых была
получена генерация в одноактных
реакциях атомов галогенов с водородом В
работах [37] для возбуждения был применен
электрический разряд Авторы [57]
впервые сообщили о создании активной среды
за счет химической реакции в непрерывном
потоке низкого давления В этот же
период был предложен метод химического
поджига хлор-водородных и
фтор-водородных смесей [24]; что позволяло создать
чисто химический лазер В качестве
наиболее подходящих вспомогательных
поджигающих реагентов предлагались атомы
щелочных металлов и радикал N0
Поиски в области создания инверсной
населенности в химических лазерах за счет
энергопередачи от «горячих» молекул,
возникающих в процессе химических реакций,
«холодным» [18] привели к обнаружению
эффективной энергопередачи от галогено-
водородов к молекуле СО2 и созданию
лазеров на этой основе [95, 22, 21, 14]
В работе [6], по-видимому, впервые был
четко поставлен вопрос об энергетическом
преимуществе цепных и цепных
разветвленных процессов, введено понятие лазерной
длины цепи.
Значительный шаг был сделан в начале
1969 г., когда впервые экспериментально
была получена генерация в смеси
молекулярных водорода и фтора [8], изучена
возможность различных способов
инициирования этой смеси и детально исследован
спектральный состав излучения [9].
Используя возбуждение фтор-водородной
смеси гармоникой рубинового лазера,
авторы [13] показали существование
длинной лазерной цепи в реакции водорода
с фтором.
Конец 1969 г. ознаменовался созданием
серии химических лазеров непрерывного
действия [15, 19, 28]. Была получена
импульсная генерация с использованием
смеси D2 + F2 + CO2 [11] путем передачи
энергии от молекул DF молекулам СО2.
Последовательная кинетическая модель для
расчетов химических лазеров была
предложена в работе [16]. Указание на то, что
продукты реакций играют решающую роль
в прекращении генерации галогеноводо-
родных лазеров [16, 27] нашло
подтверждение прямыми экспериментами по
измерению констант тушения возбужденных
молекул галогеноводородов и СО2 этими
же [94, 152, 154, 17], а также рядом
других молекул [111]. Эти результаты
в совокупности с изучением
распределения молекул HF (DF) по колебательным
уровням и ряда других важных
кинетических констант позволило создать
детальную кинетическую схему генерации
в Н2 + F2 и D2 + F2 + СО2 химических
лазеров [136, 137]. Получение генерации
с использованием смесей высокого
давления [23, 29, 89—91], доказательства
высокой эффективности возбуждения фтор-
водородных лазеров с помощью
электронного пучка [113, 130], успехи в создании
мощных химических лазеров
непрерывного действия [144, 146] сделали химические
лазеры серьезным конкурентом другим
лазерным системам. Детальный обзор
исследований по химическим лазерам с 1960
по 1973 гг. включительно дан в книге [116].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Polanyi J. С. Proposal for an infrared
maser dependent on vibrational excitation. —
«J. Chem. Phys.», 1961, v. 34, № 1, p. 347—
348.
2'. Ораевский А. Н. Возникновение
отрицательных температур при химических
реакциях. — ЖЭТФ, 1963, т. 42, № 2, с. 177.
3. Тальрозе В. Л. К вопросу о
генерировании когерентного индуцированного
излучения в химических реакциях. —
«Кинетика и катализ», 1964, т. 5, № 1, с. И—27.
4. Suppl. 2 on Chemical Lasers. — «Appl.
Optics», 1965.
5. Басов Н. Г., Ораевский А. Н.
Получение отрицательных температур методом
177

Ч. !.
Газовые лазеры
еагрева и охлаждения систем. — ЖЭТФ,
1963, т. 44, № 5, с. 1742.
6. Ораевский А. Н. Химический
квантовый генератор на основе разветвленных
реакций. — ЖЭТФ, 1968, т. 55, № 10, с. 1423.
7. Kasper J. V., Pimentel G. С, НС1
Chemical Laser. — «Phys. Rev. Lett.», 1965,
v. 14, № 10, p. 352—354.
8. Батовский О. М.т Васильев Г. К.,
Марков Е. Ф., Тальрозе В. Л. Химический
лазер на разветвленной цепной реакции
фтора с водородом. — «Письма в ЖЭТФ»,
1969, т. 9, № 6, с. 341—343.
9. Басов Н. Г., Кулаков Л. В.,
Маркин Е. П., Никитин А. И., Ораевский А. Н.
Спектр излучения химического лазера на
смеси H2+F2. — «Письма в ЖЭТФ», 1969,
№ И, с. 613—617.
10. Hess L. D. Pulsed laser emission
chemically pumped by the chain reaction
between hydrogen and fluorine. — «J. Chem.
Phys.», 1971, v. 55, p. 2466.
11. Basov N. G., Galochkin V. Т., Igo-
shin V. I., Kulakov L. VM Markin E. P., Ni-
kitin A. I., Oraevski O. N. Spectra of
Stimulated Emission in the Hydrogen-Fluorine
reaction process and energy Transfer from
DF to CO2. — «Appl. Optics», 1971, v. 10,
№ 8, p. 1814—1820.
12. Voignier F., Brunei H., Babru M.
Laser Chimique pulse initie par une decharge
•electrique transversale. — «C. r. Acad. Sci.»,
1971, v. 273, № 22, B972—974.
13. Долгов-Савельев Г. Г.,
Поляков В. А., Чумак Г. М. Генерация
излучения в области 2,8 мкм на
колебательно-вращательных переходах молекул HF. —
ЖЭТФ, 1970, т. 58, № 4, с. 1197—1203.
14. Basov N. G., Markin E. P., Niki-
tin A. I., Oraevsky A. N. Branched reaction
and chemical lasers. — «IEEE J.», 1970,
v. QE-6, № 2, p. 183.
15. Airey J. R., Fried S. F. Vibrational
relaxation of Hydrogen fluoride. — «Chem.
Phys. Lett.», 1971, v. 8, № 1, p. 23—26.
16. Игошин В. И., Ораевский А. Н.
Кинетика химического ОКГ на хлористом
водороде. — Препринт ФИАН, 1969; «Химия
высоких энергий», 1971, т. 5, № 5, с. 397.
17. Gorshkov V. I., Gromov V. V., Igo-
shin V. I. et al. Investigation of vibrational
•relacsation in the hydrogen chloride chemical
laser. — «Appl. Opt.», 1971, v. 10, № 8,
p. 1781—1785
18. Басов Н. Г., Ораевский А. Н.,
Щеглов В. А. Тепловые методы возбуждения
лазеров. — ЖЭТФ, 1967, т. 37, № 2, с. 339.
19. Cool Т. A., Falk F. J., Stephens R. R.
DF—CO2 and HF—CO2 continuous —
Wave Chemical lasers. — «Appl. Phys. Lett.»,
1969, v. 15, № 10, p. 318—320..
20. Басов Н. Г., Громов В. В., Коше-
лев Е. Л., Маркин Е. П., Ораевский А. Н.
Индуцированное излучение при взрыве
HN3 в СО2. — «Письма в ЖЭТФ», 1969,
т. 10, № 1, с. 5—6.
21. Джиджоев М. С, Пименов М. И.,
Платоненко В. Т. и др. О создании инвер-
178
сии населенностей в многоатомных молекул
лах за счет энергии химической реакции.—
ЖЭТФ, 1969, 57, № 2, с. 411—420.
22. Gross R. W. F. Chemically pumped
СО2 laser. — «J. Chem. Phys.», 1969, v. 50,
№ 4, p. 1889—1890.
23. Басов Н. Г., Заворотный С. И.,
Маркин Е. П. и др. Импульсный химический
лазер высокого давления на смеси D2+
H-F2+CO2. — «Письма в ЖЭТФ», 1972,
т. 15, № 3, с. 135.
24. Басов Н. Г., Ораевский А. Н. Лазер.
Авт. свидетельство № 436413. — «БИ»,
1974, № 7.
25. Cool Т. A., Stephens R. R. Efficient
Purely Chemical С. W laser operation. —
«Appl. Phys. Lett.», 1970, v. 16, № 2, s. 55—
58.
26. Басов Н. Г., Громов В. В., Коше-
лев Е. Л. и др. Непрерывный химический
лазер на DF—СО2. — «Письма в ЖЭТФ»,
1971, т. 13, № 12, с. 496—498.
27. Васильев Г. К., Макаров Е. Ф.,
Папин В. Г., Тальрозе В. Л. Исследование
передачи колебательной энергии от
молекулы HF, DF к молекулам СО2. — ЖЭТФ,
1971, т. 61, № 1, с. 97—100.
28. Spencer D. J., Mirels Нм Jacobs Т. А.,
Gross R. W. F. Preliminary performance of
a CW Chemical laser. — «Appl. Phys. Lett.»,
1970, v. 16, № 6, p. 235—237.
29 Wilson J., Stephenson J. C. Atmoshe-
ric-pressure pulsed chemical laser. — «Appl.
Phys. Lett.», 1972, v. 20, № 2, p. 64—66.
30. Семенов Н. Н., Шилов А. Е. О роли
возбужденных частиц в разветвленных
цепных реакциях. — «Кинетика и катализ»,
1965, т. 6, № 1,с. 3—16.
31. Krogh О. D., Pimentel G. С.
Chemical lasers from the reactions of CIF and
CIF3 with H2 and CH4: a possible chain-
branching chemical laser. — «J. Chem.
Phys.», 1972, v. 56, № 2, p. 969—975.
32. Игошин В. И., Ораевский А. Н.
Критические явления при тепловом
воспламенении с инверсным возбуждением
продуктов. - ЖЭТФ, 1970, т. 59, № 10, с. 1240—
1250.
33. Cornell P. H., Pimentel G. С.
Hydrogen-chlorine explosion laser. II. DC1. —
«J. Chem. Phys.», 1968, v. 49, № 3, p. 1379—
1386.
34. Басов Н. Г., Громов В. В., Коше-
лев Е. Д., Маркин Е. П., Ораевский А. Н.
О спектре генерации химического ОКГ на
смеси Н2+С12. — «Письма в ЖЭТФ», 1969,
т. 9, № 5, с. 250.
35. Deutsch T. F. Molecular laser action
in hydrogen and deuterium halides. — «Appl.
Phys. Lett.», 1967, v. 10, № 8, p. 234—236.
36. Henry A., Bourcin F., Arditi J. et al.
Effect laser par reaction chimique de l'hyd-
rogene sur du chlore ou du chlorure de nitro-
syle. — «Compt. Rend.», 1968, v. 267B, N2 13,
p. 616—619.
37. Deutsch T. F. Laser emission from
HF rotational transitions. — «Appl. Phys.
Lett.», 1967, v. 11, № 1, p. 18—20.

Гл. 7.
Химические лазеры
38. Котра К. J., Pimentel G. С.
Hydrofluoric acid chemical laser. — «J. Chem.
Phys.», 1967, v. 47, № 2, p. 857—858.
39. Parker J. H., Pimentel G. C. HF
chemical laser emission through hydrogen-atom
abstraction from hydrocarbons. — «J. Chem.
Phys.», 1968, v 48, № 11, p. 5273—5274.
40. Kompa K. L., Parker J. H.,
Pimentel G. C. UF6—H2 hydrogen fluoride
chemical laser. Operation and chemistry. — «J.
Chem. Phys.», 1968, v. 49, № 10, p. 4257—
4264.
41. Parker J. HM Pimentel G. C. Vibra-
tional energy distribution through chemical
laser studies. I. Fluorine atoms plus
hydrogen or methane. — «J. Chem. Phy,s.», 1969,
v. 51, Ло 1, p. 91.
42. Бурмасов В. С,
Долгов-Савельев Г. Г., Поляков В. А., Чумак Г. М.
О квантовом выходе генерации на смеси
H2+F2. — «Письма в ЖЭТФ», 1969, т. 10,
№ 1, с. 42—44.
43. Spencer G. J., Mirels H., Jacobs T. A.
A comparison of HF and DF continuous
chemical lasers. I. Power. — «Appl. Phys. Lett»,
1970, v. 16, № 10, p. 384.
44. Kwock M. AM Gredt R. R.,
Gross R. W. F. A comparison of HF and
DF continuous chemical lasers. II. Spectro-
scopy. — «Appl. Phys. Lett.», 1970, v. 16,
№ 10, p. 386. %
45. Jensen R. J., Rice W. W. Electric
discharge initiated SF6—H2 and SF6—HBr
chemical lasers. — «Chem. Phys. Lett.», 1970,
v. 7, № 6, p. 627—629.
46. Lin M. C, Green W. H. A
pulse-discharge-initiated chemical lasers. I. HF
laser emission from CH2F2C1. — «J. Chem.
Phys.», 1970, v. 53, № 8, p. 3383—3384.
47. Ultee C. J. Pulsed hydrogen fluoride
lasers. — «IEEE J.», 1970, v. QE-6, № 10,
p. 647—648.
48. Jensen R. J., Rice W. W. Thermally
initiated HF chemical laser. — «Chem. Phys.
Lett.», 1971, v. 8, № 2, p. 214—326.
49. Jacobson T. V., Kimbell G. H.
Transversely pulse-initiated chemical lasers.
Preliminary performance of the HF system. —
«Chem. Phys. Lett.», 1971, v. 8, № 3, p. 309—
311.
50. Jacobson T. V., Kirnbell G. H.
Transversely spark-initiated chemical laser with
high pulse energies. — «J Appl. Phys.»,
1970, v. 41, № 13, p. 5210—5212.
51. Hess L. D. Chain-reaction chemical
laser using H2—F2—He mixtures. — «Appl.
Phys. Lett.», 1971, v. 19, № 1, p. 1—3.
52. Cool T. A., Stephens R. R., Shir-
ly J. A. HC1, HF and DF partially inverted
CW chemical laser. — «J. Appl. Phys.»,
1970, v. 41, № 10, p. 4038—4050.
53. Басов Н. Г., Галочкин В. Т.,
Кулаков Л. В. Химический квантовый
генератор на смеси фтора и фторидов азота с
дейтерием. — В кн.: Квантовая
электроника. 1971, № 4, с. 50—57.
54. Berry M. Т., Pimentel G. С,
Hydrogen fluoride elimination chemical laser. —
«J. Chem. Phys.», 1968, v. 49, № 11, p. 5190—
5191.
55. Airey J. R. A new pulsed HC1
chemical laser. — «IEEE J.», 1967, v. QE-3,
№ 5, p. 208.
56. Moore С. В. An electrically initiated,
pulsed HC1 laser. — «IEEE J.», 1968, v. QE-4,
№ 2, p. 52.
57. Anlauf K. G., Knutz P. J., May-
lott D. H. et al. Energy distribution amog
reaction products. Pt 2. H+X2 and X+HY.—
«Discuss. Farad. Soc», 1967, Kb 4, p. 183—
193.
58. Anlauf K. G., Polanyi J. C, Woo-
dall К. В., Wong W. H. Distribution of
reaction products. III. Cl+HI, Cl + DI. — «J.
Chem. Phys.», 1968, v. 49, № 11, p. 5189—
5190.
59. Treanor С. Е., Rich J. W., Rehm
R. G. J. Vibrational relaxation of anharmo-
nic oscillators with exchange—dominated
collisions. — «J. Chem. Phys.», 1968, v. 48,
№ 4, p. 1798—1807.
60. Airey J. R., McKay S. F. A
supersonic mixing chemical laser. — «Appl. Phys.
Lett.», 1969, v. 15, M> 12, p. 401—403
61. Kompa K. L., Gensel P., Wanner J.
New hydrogen fluoride chemical lasers. —
«Chem. Phys. Lett.», 1969, v. 3, № 4, p. 210—
212.
62. Gensel P., Kompa K. L., Wanner J.
IF5—H2 hydrogen fluoride chemical laser
involving chain reaction. — «J. Chem. Phys.
Lett.», 1970, v. 5, № 3, p. 179—180.
63. Stuart R. D., Kimbell G. H.,
Arnold -S. J. Continuous wave stimulated
emission in flowing carbon .disulfide-oxygen
mixtures. — «Chem. Phys. Lett.», 1970, v. 5,
№ 8, p. 519.
64. Witting C, Hassler J. C.f Cole-
man P. D. Carbon monoxide chemical laser
utilizing a fast flow system. — «Appl. Phys.
Lett.»: 1970, v. 16, № 3, p. 117.
65. Jacobson T. V., Kimbell G. H.
Transversely spark-initiated chemical laser with
high pulse energies. — «J. Appl. Phys.»,
1970, v. 41, № 13, p. 5210—5212.
66. Jeffers W. Q., Wiswali С. Е. A
transverse-flow CO chemical laser. — «Appl.
Phys. Lett.», 1970, v. 17, № 2, p. 67—69.
67. Pollack M. A. Laser oscillation in
chemically formed CO.— «Appl. Phys. Lett.»,
1966, v. 8, № 9, p. 237—238.
68. Gregg D. W., Thomas S. J. Analysis
of the CS2—O2 chemical laser showing new
lines and selective excitation. — «J. Appl.
Phys.», 1968, v. 39, № 9, p. 4399—4404.
69. Arnold S. J., Kimbell G. H. Chemical
laser action in electrically pulsed flowing
CS2—O2 mixtures. — «Appl. Phys. Lett.»,
1969, v. 15, № 11, p. 351.
70. Henry A., Ardity J., Henry L. Declen-
chement passif d'une laser chimique a acide
chlorohydrique. — «C. r. Acad. Sci.», 1968,
y. 268, № 9, В1245—В1248.
m

4. I.
Газовые лазеры
71. Басов Н. Г., Мальцев К. K.t
Маркин Е. П., Мартыненко В. Д.,
Ораевский А. Н., Панкратов А. В., Сагитов Р. Г.,
Скачков А. Н. Химический лазер на смеси
дифторамина с водородом. — «Краткие
сообщения по физике». ФИАН, 1971, № 11,
с. 3—9.
72. Ultee С. J. Premixed CW
electric-discharge СО chemical lasers. — «Appl. Phys.
Lett.», 1971, v. 19, № 12, p. 535—537.
73. Marcus S., Carbone R. J.
Performance of a transversely—excited pulsed HF
laser. — «IEEE J.», 1971, v. QE-7, № 10,
p. 493.
Marcus S., Carbone R. J. Gain and
relaxation studies in transversely excited HF
lasers. — «IEEE J.», 1972, v. QE-8, № 7,
p. 651—655.
74. Padrick T. D., Pimentel G. С
Additional elimination HF chemical laser. —
«Appl. Phys. Lett.», 1972, v. 20, № 4, p. 167—
168.
75. Hinchen J. J., Banas С. М. CW HF
electric-discharge mixing laser. — «Appl.
Phys. Lett.», 1970, v. 17, № 9, p. 386—388.
76. Suchard S. N.. Gross R. W., Whit-
tier J. S. Time resolved spectroscopy of
Hash-initiated H2, F2-laser. — «Appl. Phys.
Lett.», 1971, v. 19, № 10, p. 411—413.
77. Brus L. E., Lin M. С Chemical HF-
lasers from flash photolysis of various
N2F4+RH systems. — «J. Phys. Chem.»,
1971, v. 75, № 17, p. 2546—2550.
78. Mirels H., Spencer S. J. Power and
efficiency of a continuous HF chemical
laser. — «IEEE J.», 1971, v. QE-7, № 11,
p. 502—507.
79. Игошин В. И., Кулаков Л. В.,
Никитин А. И. Измерение константы скорости
химической реакции F-f H2(D2)->-HF(DFL-
+H(D) по индуцированному излучению
молекул HF(DF). — «Квантовая
электроника», 1973, № 4A6), с. 50—59.
80. Башкин А. С, Горшунов, Ку-
нин Ю. Я. и др. Сверхзвуковой химический
СОг-лазер на смешении атомарного
дейтерия с озоном и углекислым газом. —
«Квантовая электроника», 1976, т. 3, № 5,
с. 1150.
81. Witting С, Hassler J. С, Cole-
man P. D. Continuous wave carbon
monoxide chemical laser. — «J. Chem. Phys.», 1971,
v. 55, № 12, p. 5523—5532.
82. Pearson B. K., Coules J. 0.,
Herman L. L., Gregg D. W. Pressure dependence
of the NF3—H2 transverse pulse — initiated
HF chemical laser. — 3-rd Conf. on Chem.
and Molec. Lasers, May 1972, St. Louis,
Missouri, USA.
83. Cool T. A., Stephens R. R.,
Shirley H. A. HC1, HF and DF partially
inverted CW chemical lasers. — «J. Appl. Phys.»,
1970, v. 41, № 10, p. 4038—4050.
84. Brus L. E., Lin M. S. Chemical CO
laser produced from flash-initiated O3+XCN
<X=C1, Br, I, CN) systems. — 3-rd Conf. on
180
Chem. and Molec. Lasers, May 1972, St.
Louis, Missouri, USA.
85. Lin M. С Chemical HC1 and HF
lasers produced from reaction of O(!D) atoms
with chlorofluoro methanes. — 3-rd Conf.
on Chem. and Molec. Lasers, May 1972, St.
Louis, USA.
86. Lin M. C. Chemical lasers produced
from OAD) atom reactions. — «J. Chem.
Phys.», 1971, v. 75, № 11, p. 3642—3644.
87. Jacobson T. V., Kimbell G. H.
Transversely pulse-initiated chemical lasers:
atmospheric pressure operation of an HF laser.—
«J. Appl. Phys.», 1971, v. 42, № 9, p. 3402—
3405.
88. Cqol T. A., Stephens R. R., Folck T. J.
A continuous wave chemically excited CO2
laser. — «Int. J. Chem. Kinet.», 1969, № 5,
p. 495—497.
89. Басов Н. Г., Галочкин В. Т.,
Кулаков Л. В., Маркин Е. П., Никитин А. И.,
Ораевский А. Н. Химический лазер на
смеси D2+F2+CO2. — «Краткие сообщения по
физике», ФИАН, 1970, № 8, с. 10.
90. Parker J., Hess L. Electron device
meeting, Washington, D. C, Dec. 3—5, 1973.
91. Басов Н. Г., Ораевский А. Н.,
Щеглов В. А. Теоретический анализ процессов,
лежащих в основе ХНЛ на тройной
газовой смеси D2+H2+F2. — Отчет ФИАН,
1971, № 3703.
92. Котра К. L., Wanner J. Study of
some fluorine atom reactions using a
chemical laser method. — «Chem. Phys. Lett.»,
1972, v. 12, № 4, p. 560—563.
93. Craig N. С, Мооге С. В. Vibrational
relaxation of hydrogen chloride by chlorine
atoms and chlorine molecules. — «J. Phys.
Chem.», 1971, v. 75, № 10, p. 1622—1623.
94. Airey J. R., Fried S. F. Vibrational
relaxation of hydrogen fluoride. — «Chem.
Phys. Lett.», 1971, v. 8, № 1, p. 23—26.
95. Chen H. L., Stephenson J. C,
Moore С. В. Laser-excited vibrational
fluorescence of HC1 and HC1—CO2 laser.—«Chem.
Phys. Lett.», 1968, v. 2, № 8, p. 593—596.
96. Chen H. L., Moore С. В. Vibration-
vibration energy transfer in hydrogen
chloride mixtures. — «J. Chem. Phys.», 1971, v. 54,
№ 9, p. 4080—4081.
97. Chen H. L., Moore С. В. Vibration-
rotation energy transfer in hydrogen
chloride. — «J. Chem. Phys.», 1971, v. 54, № 9,
p. 4072—4080.
98. Tsushiya S., Nielson N.f Bauer S. H.
3-rd Conf. on Chem. and Molec. Lasers, May
1972, St. Louis, Missouri, USA.
99. Басов Н. Г., Башкин А. С, Иго-
шин В. И., Ораевский А. Н., Юрышев Н. Н.
Исследование переноса колебательной
энергии от OD к СО2. — «Письма в- ЖЭТФ»,
1972, т. 16, № 10, с. 551—555.
100. Игошин В. И., Кулаков Л. В.,
Никитин А. И. Измерение констант скоростей
химических реакций атомарного фтора с
водородом и дейтерием, лазерным методом. —

Гл. 7.
Химические лазеры
«Краткие сообщения по физике». ФИАН,
1973, JSfe 1, с. 3—9.
101. Башкин А. С, Юрышев Н. Н.
Выходные параметры химического лазера на
смеси CS2+O2. — В сб. «Квантовая
электроника», под ред. Н. Г. Басова, 1972, № 5,
с. 129—131.
102. Гордон Е. Б., Павленко В. С,
Москвин Ю. Л. и др. Кинетика импульсного
химического СО-лазера с
фотоинициированием на реакции окисления сероуглерода.—
ЖЭТФ, 1972, т. 63, № 4, с. 1159—1172.
103. Suchard S. N., Ching A., Whit-
tier J. S. Efficient pulsed chemical laser. —
«Appl. Phys. Lett.», 1972, v. 21, № 6, с 274—
275.
104. Poehler T. 0., Shandor M.,
Walker R. E. High-pressure pulsed CO2
chemical transfer laser. — «Appl. Phys. Lett.»,
1972, v. 20, № 12, p. 497—499.
105. Gross R. W. F., Kohen N..
Jacobs D. J. Получение генерации в смеси
F2O-f-H2 за фронтом пересжатой
детонационной волны. — Симпозиум по
химическим лазерам. Москва, 1969, 2—4 сент.
106. Башкин А. С, Ораевский А. Н. Фо-
торекомбинационные лазеры. —
«Квантовая электроника», 1973, № 1A3), с. 5—29.
107. Fettis G. С, Knox J. H. Progress in
reaction kinetics, v. 2, MacMillan Co., N. Y.,
1964, p. 22.
108. Jonathan N.. Mellair-Smith С. M.,
Slater D. H. Initial vibrational energy level
populations resulting from the reaction H+
+ F2 as studied by infrared chemilumine-
csence. — «J. Chem. Phys.», 1970, v. 53,
№ 11, p. 4396—4397.
109. Callear А. В., Van Bergh H. E. An
hydroxyl radical infrared laser. — «Chem.
Phys. Lett.», 1971, v. 8, № 1, p. 17—18.
ПО. Семенов Н. Н. Цепные реакции.
Госхимтехиздат. 1934.
111. Васильев Г. К., Ораевский А. Н.,
Тальрозе В. Л. Образование инверсного
возбуждения в химических реакциях. —
«Химия высоких энергий», 1972, т. 6, № 3,
с. 216—223.
112. Капралова Г. А., Марголина Е. М.,
Чайкин А. М. Горение и взрыв. —
Материалы III Всесоюзного симпозиума по
горению и взрыву. М., «Наука», 1972.
113. Жаров В. Ф., Малиновский В. К.,
Неганов Ю. С, Чумак Г. М. Об
эффективности возбуждения генерации в смеси F2—
Н2 пучком релятивистских электронов. —
Препринт ИЯФ СО АН СССР, 1972, № 45—
71.
114. Кондратьев В. Н., Никитин Е. Е.
Кинетика и хМеханизм газофазных реакций.
М., «Наука». 1974.
115. Эмануэль Н. М., Кнорре Д. Г. Курс
химической кинетики. М., «Высшая школа»,
1969.
116. Башкин А. С, Игошин В. И.,
Никитин А. И., Ораевский А. Н. «Химические
лазеры. Итоги науки. Сер. Радиотехника»,
т. 8. М., ВИНИТИ, 1975.
117. Маршак И. С. Импульсные
источники света. М.—Л., Госэнергоиздат, 1963.
118. Борович Б. Л., Григорьев П. P.f
Зуев В. С, Розанов В. Б., Старцев А. В.,
Широких А. П. Экспериментальные и
теоретические исследования динамики мощных
излучающих электрических разрядов в
газах. — «Труды ФИАН», 1974, т. 76, с. 5—
35.
119. Николаев Ф. А., Розанов В. Б., Сви-
риденко Ю. П. Излучение, динамика и
устойчивость литиевой плазмы сильноточного
разряда. — «Труды ФИАН», 1974, т. 76,
с. 36—74.
120. Газовые лазеры. Сб. статей под ред.
Н. Н. Соболева. М., «Мир», 1965.
121. Басов Н. Г., Беленов Э. М., Дани-
лычев В. А., Сучков А. Ф.
Электроионизационные лазеры на сжатом углекислом
газе. «Успехи физических наук», 1974, т. 114,
№ 2, с. 213—247.
122. Басов Н. Г., Данилычев В. А.,
Керимов О. М., Мальцев К. К., Маркин Е. П.,
Ораевский А. Н., Подсосонный А. С.
Электроионизационный химический ОКГ на смеси
F2+D2+CO2+He. — «Краткие сообщения
по физике», ФИАН, 1973, № 7, с. 25—27.
123. Hofland R., Ching A., Lund-
quist M. L., Whitler J. S. VIII International
Conference on Quantum Electronics, post
deadline papers, June 12, 1974, p. 7.
124. Месяц Г. А. Генерирование мощных
наносекундных импульсов, М., «Сов.
радио», 1974.
125. Gerber R. A., Patterson E. L., Blair
L. S., Greiner N. R. Multi-kilojoule HF
laser using intense electron-beam initiation of
H2—F2 mixtures. — «Appl. Phys. Lett.»,
1974, v. 25, № 5, p. 281—283.
126. Башкин А. С, Ораевский А. Н.,
Породников О. Е., Томашов В. Н.,
Юрышев Н. Н., Пантюхов Г. Н. Исследование
химических СО и СО2-лазеров на основе
озоносодержащих смесей». — Отчет ФИАИ^
1973.
127. Никитин А. И., Ораевский А. Н.
Определение коэффициентов Эйнштейна
спонтанного излучения молекул TF с помощью
химического лазера на смеси T2-f-NF3. —
«Оптика и спектроскопия», 1976, т. 41, № 5,
с. 763.
128. Басов Н. Г., Галочкин В. Т.,
Кулаков Л. В., Маркин Е. П., Никитин А. И.,
Ораевский А. Н. Химический квантовый
генератор на смеси фтора и фторидов азота
с дейтерием. — Сб. «Квантовая
электроника», 1971, № 4, с. 50.
129. Басов Н. Г., Заворотный С. И.,
Маркин Е. П., Никитин А. И., Ораевский А. Н.,
Борович Б. Л., Григорьев П. Г., Зуев В. С.
Импульсный химический лазер на смеси
D2+F2+CO2-f Не. — «Квантовая
электроника», 1974, т. 1, № 3, с. 560—564.
130. Васильев Г. К., Макаров Е. Ф.,
Папин В. Г., Тальрозе В. Л., Исследование пе-
181

Ч. 1.
Газовые лазеры
редачи колебательной энергии от молекул
HF и DF к молекулам СО2. — ЖЭТФ, 1971,
т. 61, № 1, с. 97—100.
131. Gross R. W. F., Wesner F.
Electron-beam-initiated chemical laser in SF6—H2
mixtures. — «Appl. Phys. Lett.», 1973, v. 23,
№ 10, p. 559—561.
132. Mangano J. A., Limpaecher R. L.,
Daugherty J. D., Russell F. Efficient
electrical initiation of an HF chemical laser. —
«Appl. Phys. Lett.», 1975, v. 27, № 5, p. 293—
295.
133. Белеков 3. M., Исаков В. А., Ора-
евский А. Н., В. И. Романенко. О
диссоциации молекул фтора электронным
ударом. — «Квантовая электроника», 1974, т. 1,
№ 6, с. 1375—1378.
134. Heidler III, R. F., Bott J. F. Vibra-
tional deactivation of HF (V-I) and DF
(V-I) by H and D atoms. — «J. Chem.
Phys.», 1975, v. 63, № 5, p. 1810—1817.
135. Васильев Г. К., Важин В. В.,
Макаров Е. Ф., Чернышев Ю. А., Тальро-
зе В. Л. Импульсный фотолиз смесей F2+
+ D2-fO2+He. — «Химия высоких
энергий», 1975, т. 9, № 2, с. 154—159.
136. Игошин В. И. Теоретическое
исследование кинетики химических лазеров. —
«Труды ФИ АН», 1974, т. 76, с. 117—145.
137. Kerber R. L., Emanuel G., Whit-
tier J. S. Computer Modelling and
parametric study for a pulsed H2+F2 laser. — «Appl.
Optics», 1972, v. II, № 5, p. 1112—1123.
138. Kerber R. L., Cohen N., Emanuel G.
MD4 — a kinetic model and computer
simulation for a pulsed DF—CO2 chemical
transfer laser. — «IEEE J.», 1973, QE-9, № 1,
part II, p. 94—113.
139. Bott J. F., Cohen N. Shock-tube
studies of HF vibrational relaxation. — «J.
Chem. Phys.», 1971, v. 55, № 8, p. 3698—
3706.
140. Васильев Г. Км Макаров Е. Ф.,
Папин В. Г., Тальрозе В. Л. Колебательная
релаксация HF и DF в ударной волне. —
ЖЭТФ, 1973, т. 64, № 6, с. 2046—2050.
141. Dyeu N., Piloff H. S., Searles S. К.
Determination of optical gain for CO
transitions in a CS2—O2 flame by oscillation-
range measurements. — «Appl. Phys. Lett.»,
1971, v. 18, № 12, p. 538—540.
142. Searles S. K., Dyeu N.
Characteristics of a CW CO laser resulting from a
CS2—O2 additive flame. — «Chem. Phys.
Lett.», 1971, v. 12, № 1, p. 53—56.
143. Folk T. J., Cornell Aueronaut. Lab.,
Buffalo, N. Y., Cal. RF-2966aA-l, Tinal Tech.
Rep. D. 29061-70, C-066, June, 1971.
144. Cool T. A. MDI — the transfer
chemical laser: a review of recent research. —
«IEEE J.», 1973, v. QE-9, № 1, pt 2, p. 72—
83.
145. Генераторы плазменных струй и
сильноточные дуги. Сб. статей. Л., «Наука»,
1973.
182
146. Spencer D. J., Mirels HL, Dur-
ran D. A. Performance of CW HF chemical
laser with N2 or He diluent. — «J. Appl.
Phys.», 1972, v. 43, № 3, p. 1151—1157.
147. Васильев Г. Км Макаров Е. Ф., Ря-
бенко А. Г., Тальрозе В. Л. Вращательная
и колебательная дезактивация
неравновесно возбужденных молекул Н. — ЖЭТФ,.
1975, т. 68, № 4, с. 1241—1251.
148. Юрышев Н. Н., Исследование
химических малотоксичных СО и СОг-лазе-
ров. — Канд. дис, М., ФИАН, 1975.
149. Improved HF laser is high-energy
source. — «Chem. Engineering News», 1974,,
v. 52, p. 17.
150. Басов Н. Г., Башкин А. С, Иго-
шин В. И., Ораевский А. Н. Доклад на II
Всесоюзном симпозиуме по газовым
лазерам, июнь 1975; Препринт ФИАН, № 171,
1975.
151. Baspv N. G., Oraevsky A. N., Pank-
ratov A. V. Chemical and biochemical
applications of lasers, ed. by С. В. Moore, Acad.
Press, N. Y., 1974, chapter 7.
152. Moore С. В., Wood R. F., Hu B.-L.,
Jardley J. T. Vibrational energy transfer in
CO2 lasers. — «J. Chem. Phys.», 1967, v. 46,
№ 11, p. 4222—4231.
153. Bott J. F. Temperature dependence
of vibrational energy transfer from DF(V-I)
to several diatomics. — «J. Chem. Phys.»,
1974, v. 60, № 2, p. 427—434.
154. Bott J. F.t Cohen N. Relaxation of
HF(V-I) by various polyatomic molecules.—
«J. Chem. Phys.», 1974, v. 61, № 2, p. 681—
682.
155. Bott J. F., Cohen N. Temperature
dependence of several vibrational relaxation
processes in DF—CO2 mixtures. — «J. Chem.
Phys.», 1973, v. 59, № 1, p. 447—452.
156. Anlauf K. G., Charters P. E., Hor-
ne D. S. et al. Translational
energy—distribution in the products of some exothermic
reactions. — «J. Chem. Phys.», 1970, v. 53,
№ 10, p. 4091—4092.
157. Suchard S. N., Limentel G. C.
Deuterium fluoride vibrational overtone chemical
laser. — «Appl. Phys. Lett.», 1971, v. 18,
№ 12, p. 530—531.
158. Hon J. F., Novak J. R. Ill
Conference on Molecular and Chemical Lasers,
Digest of Techn. Papers, Paper TA6, S. L.
Missouri, 1973.
159. Басов Н. Г., Башкин А. С, Иго-
шин В. И., Ораевский А. Н. Усиление
излучения на основной гармонике и обертонах
в процессе реакции водорода со фтором —
«Квантовая электроника», 1976, т. 3, № 9,
с. 1967—1979.
160. Зуев В. С, Кормер С. Б.,
Михеев Л. Д., Синицин М. В., Собельман И. И.,
Старцев Г. Н. Возникновение инверсии на
переходе 12J?+-^32g~ молекулярной серы
при фотодиссоциации COS. — «Письма в
ЖЭТФ», 1972, т. 16, № 4, с. 222—224.

Гл. 8.
Лазеры на парах металлов
161. Jones С. R., Broida H. P. An
efficient chemiluminescent reaction. — «J. Chem.
Phys.», 1973, v. 59, № 12, p. 6677—6678.
162. Field R. W. Assignment of the
lowest 3П and XU states of CaO, SrO and
BaO. — «J. Chem. Phys.», 1974, v. 60, № 6,
p. 2400—2413.
163. Benard D. J. CW chemical transfer
€O2-laser. — «Appl. Phys. Lett.», 1975, v. 27,
№ 10, p. 542—544.
164. Ewing J. J.f Brau C. A. Laser action
on the bands of KrF and XeCl. — «Appl.
Phys. Lett.», 1975, v. 25, № 6, p. 350—352.
165. Powell H. J., Murray J. R.,
Rhodes С. Н. Laser oscillation on the green
bands of XeO and КЮ. — «Appl. Phys.
Lett.», 1974, v. 25, № 12, p. 730—732.
166. Басов Н. Г., Бабейко Ю. А.,
Зуев В. С, Михеев Л. Д., Орлов В. К.,
Погорельский И. В., Ставровский Д. Б.,
Старцев А. В., Яловой В. И. Лазерная
генерация на молекуле ХеО при оптической
накачке. — «Квантовая электроника», 1976,
т. 3, № 4, с. 930—931.
167. Glaze J. A. Gain and spectral
characteristics of a CW HF/DF chemical
laser. — «Appl. Phys. Lett.», 1971, v. 19, № 5,
p. 135—136.
168. Glaze J. A., Finzi J., Krupke W. F.
A transverse flow CW HC1 chemical
laser. — «Appl. Phys. Lett.», 1971, v. 18, № 5,
p. 173—175.
169. Naegeli D. W., Ultee С J. A CW
HC1 chemical laser. — «Chem. Phys. Lett.»,
1970, v. 6, № 2, p. 121—122.
170. Buczek C. J., Freiberg R. J., Hin-
chen J. J. et al. Premixed CW chemical
laser. — «Appl. Phys. Lett.», 1970, v. 17, № 12,
p. 514—516.
171. Meinzer R. A. A continuous-wave
combustion laser. — «Int. J. Chem. Kinet.»,
1970, v. 2, № 4, p. 335.
172. Nagai С. К., Karlson L. W. Heat-
transfer characteristics of an advanced DF*
chemical laser. — «AIAA paper», 1976, № 74,
p. 684.
173. Witting C, Hassler J. C., Cole-
man P. D. Carbon monoxide chemical laser
utilizing a fast flow system. — «Appl. Phys.
Lett.», 1970, v. 16, № 3, p. 117—118.
174. Lin M. C, Bauer S. H. A chemical
CO laser. — «Chem. Phys. Lett.», 1970, v. 7,
№ 2, p. 223—225.
175. Lecuyer A.t Legay-Sommaire N.
Etude d'un laser a oxyde de carbone forme chi-
miquement. — «C. r. Acad. Sci.», 1970, v. 271,
№25, В1212—1215.
176. Barry J. D., Boney W. E. Brandilik
4.9—[x He—Air—CH4—(CO) laser. —
«IEEE J.», 1971, v. QE-7, № 5, p. 208—
209.
177. Jonathan N., Melliar-Smith С. М.,
Jimlin D., Slater D. H. Analysis of hydrogen
fluoride infrared chemiluminescence from
simype atom-molecule reactions. — «Appl.
Opt.», 1971, v. 10, № 8, p. 1821—1826.
Глава 8
ЛАЗЕРЫ НА ПАРАХ МЕТАЛЛОВ
Г. Г. ПЕТРАШ
Лазеры на парах металлов составляют
сейчас один из наиболее обширных и
важных классов газовых лазеров. Поскольку
классификация газовых лазеров и
соответствующая терминология еще не стали
общепринятыми, необходимо рассмотреть
особенности, выделяющие лазеры на
парах металлов из всех других газовых
лазеров. Прежде всего нужно отметить, что
во всех лазерах на парах металлов
генерация осуществляется на переходах атомных
частиц, т. е. на переходах атомов или
атомарных ионов.
К настоящему времени генерация
газовых лазеров осуществлена на переходах
атомов и атомарных ионов 48 элементов.
Краткие данные о том, на каких элементах
получена генерация, приведены в табл. 8.1.
В ней символ элемента, на переходах атома
или иона которого получена генерация
в газовой фазе, заключен в квадрат. Кроме
того, в каждой клетке ниже символа
элемента приводится потенциал ионизации
атома в электрон-вольтах, а справа от
символа элемента температура Тол в ° С, при
которой давление насыщенных паров
элемента достигает 0,1 мм рт. ст. Эта
температура приведена для того, чтобы дать
грубое представление о той температуре, при
которой можно получить генерацию на
атомных и ионных переходах данного
элемента. Как правило, генерация на
переходах атомов наблюдается при давлении
рабочего газа 0,1 — 1,0 мм рт. ст., а ионная
генерация в диапазоне давлений 10~з —
Ю-1 мм рт. ст.
Данные о характере полученной
генерации представлены в виде штриховки
определенных прямоугольников,
занимающих нижнюю правую часть клетки,
отведенной для каждого элемента. Нижний ряд
прямоугольников относится к генерации
183

н
Li
5,36
629
Ъ55
Таблица 8.1
Элементы, для которых получена генерация
на переходах атомов и атомарных ионов.
9,32
7,64
1361
Ш
Ш
8,30
А1
5,98
2358
1293
11,26
Si
8,15
2845
1477
10,48
-232,4
Ж
Ъ7
13,61
10,36
25
137
13,59
17,42
13,01
-255
-227
-133
ш
24,59 Ш
21,56
Аг
15,76
-272
-259
-226
Температура(т,0о)(р~0,1ммртхт.)
5,69
-Ионы
Потенцишк \ ^Переходысреза-
ионизации \ намного на ^
/ \ метастабипьныи
I \ уровень
/ Импульсная генерация
Непрерывная генерация
4,34
269
590
6,11
ш
Sc
6,54
1597
Л
6,82
1946
V
6J4
2044
1513
Мп
1096
6,76
7,43
7,90
1586
СО
7,86
1313
7,63
1255
7,72
1419
408
9,39
1180
1588
6,00
7,88
As
317
287
9,81
9,75
дг
-71
11,84
Кг
-207
14,00
4,19
224
Sr
62/
Y
6,38
1847
2645
6,84
НЬ
6,88
2980
Mo
1,10
2775
Тс
7,28
2800
па
7,36
2656
Rh
7,46
2256
Pi
1738
7,57
1163
Cd
321
In
1042
Ш
5,78
Sn
1412
7,34
5b
600
8,64
Те
432
9,01
I
12
10,48
-180
12,13
203
Bfl
724
Lu
5,61
1904
Hf
7,0
2870
Ttt
188
5d52.
W
7,98
3525
Re'
7,87
3375
OS
8,7
2920
lv
9,0
2525
Pt
9,0
2270
9,22
4,0
1574
82
Ш
ШШШ
n
706
ШШ
6,11
Pb
837
614
7,42
7,29
Po
8,43
411
At
9,4
123
Rn
10,76
-152
655
5,28
5,5
Ce
6,91
Th
5J
2457
Pf
5,42
Pa
5,7
1460
U
5,49
U
1535
2166
Рт
5,55
Np
fim
b,63
Pa
832
1704
Ы
5,66
702
»:■
^:;
Gd
809
Tb
5,85
Щ
5,93
Ио
6,02
Er
6,10
Tu
6,18
964
Yb
5,25
647
Lu
5,43
1287

Гл. 8.
Лазеры на парах металлов
на переходах атомов, верхний — на
переходах ионов. Штриховка
прямоугольников левого столбца означает непрерывную
генерацию, штриховка среднею столбца —
импульсную. Штриховка
прямоугольников правого столбца означает генерацию на
переходах с резонансного на метастабиль-
ный уровень в атомах (нижний
прямоугольник) и ионах (верхний
прямоугольник). Для элементов, на переходах атомов
и ионов которых генерация пока не
получена, штриховка отсутствует.
Разделение элементов на металлы и
металлоиды основано на их свойствах в
конденсированном состоянии. Нас же с точки
зрения использования в газовых лазерах
интересуют свойства элементов в газовой
фазе. Из 11 элементов, существующих при
нормальных условиях в виде газа, шесть —
одноатомные инертные газы, остальные
(Н2, N2, О2, F2 и С12) имеют устойчивые
двухатомные молекулы. Лазеры на
инертных газах относятся к другому классу
газовых лазеров и здесь не
рассматриваются. Кроме этих 11 элементов, все остальные
могут быть получены при определенной
температуре в виде паров. Пары 10
элементов состоят почти целиком из
устойчивых молекул (С, Р, S, As, Se, Br, Sb, Те,
I, At) (из них сурьма относится к
металлам). Все остальные элементы по
существующим данным имеют пары, состоящие
в основном из атомов, хотя в некоторых
условиях могут в заметных количествах
присутствовать и молекулы (например, для
щелочных металлов). Все эти оставшиеся
элементы с атомарными парами, за
исключением бора, кремния и германия, можно
отнести к металлам.
Таким образом, лазеры на парах
металлов могут быть выделены на основе того
общего свойства, что они используют в
качестве активной среды атомарные пары.
Тогда к этому классу следует также
добавить лазеры на парах бора, кремния и
германия.
Известно, однако, значительное число
газовых лазеров, генерирующих на
переходах атомов или атомарных ионов, но
использующих в качестве рабочей среды
молекулярный газ или пар. В этом случае
процессы образования инверсии сложнее,
чем для атомарных паров, так как они
должны включать образование рабочих
-атомов или ионов из исходных молекул.
Для некоторых лазеров установлено, что
инверсия образуется в процессе распада
возбужденных молекул или молекулярных
ионов. Возможна, однако, и такая ситуация,
когда ^ процессе распада исходных
молекул, например, в разряде, образуются
рабочие атомы в основном состоянии,
которые и играют затем определяющую роль
в механизме образования инверсии, а все
остальные компоненты рабочей среды
играют лишь роль буферного газа. В этом
случае свойства лазера должны быть
близки к свойствам лазера, использующего
атомарный газ. Учитывая это и имея в виду
классификацию по механизмам
образования инверсии, можно ввести расширенное
определение класса лазеров на парах
металлов, включив в него лазеры, в
механизме образования инверсии которых
определяющую роль играют процессы
возбуждения атомов металла (а не процессы,
в которых участвуют молекулы). В
настоящее время механизмы образования
инверсии на атомных переходах в молекуярных
газах изучены еще мало. В некоторых
случаях установлена существенная роль
молекул в механизме инверсии. Во многих
же случаях имеющиеся сведения не
позволяют в достаточной мере понять
процессы, приводящие к инверсии.
Исторически развитие газовых лазеров
началось в 1961 г. с исследования гелий-
неонового лазера, затем лазеров на
инертных газах и ряде молекулярных газов.
Генерация лазера на парах металла
впервые была осуществлена в 1962 г. на
переходе атома цезия при использовании
оптической накачки верхнего рабочего уровня
(см. [1]). Генерация на линиях Hgll и
HgHl была первой генерацией на
переходах одно- и двухкратно ионизованных
атомов [2, 3]. В дальнейшем развитие лазеров
на парах металлов шло сравнительно
медленно, что связано со значительными
трудностями работы с парами металлов. Как
видно из табл. 8.1, для получения
необходимого для работы лазера давления
паров большинство металлов следует
нагревать до довольно высоких температур. Это
обстоятельство составляет одну из
отличительных особенностей данного класса
лазеров Методы введения рабочих атомов
в активную среду рассмотрены в
следующем параграфе.
Несмотря на значительные трудности
к настоящему времени генерация получена
на переходах 27 атомов или ионов
металлов из 48 тех элементов таблицы Д. И.[Мен-
делеева, для которых получена генерация
(см. табл. 8.1). Кроме того, генерация
получена на переходах бора, кремния
и германия (для бора и кремния она
получена с использованием молекулярных
газов). Если учесть серьезные трудности
работы при высоких температурах и
ограничиться рассмотрением только тех
элементов, для которых Год < 1700° с* то ока~
жется, что генерация пока не получена
только на следующих 10 металлах: Li,
Al, Sc, Cr, Fe, Co, Ni, Nd, Gd, Lu. Bee
они, кроме Li и Al, обладают довольно
сложной структурой энергетических
уровней.
Естественно возникает вопрос, какие
причины заставляют преодолевать
значительные трудности, возникающие при
работе с парами металлов. Одна из
наиболее важных причин, побуждающая
исследовать лазеры на парах металлов,
связана с попытками создания лазеров с
высоким к. п. д. генерации. Большинство
существующих сейчас газовых лазеров,
генерирующих в ближней инфракрасной,
185

4. I.
Газовые лазеры
видимой и ультрафиолетовой областях
спектра, обладают низким к. п. д.
Наиболее распространенные лазеры, такие как
гелий-неоновый или ионный аргоновый,
имеют относительно более высокий к. п. д.,
который, однако, не превышает обычно
0,1%. Это существенно ограничивает
возможности их практического применения.
Факторы, определяющие к. п. д.
газовых лазеров, проанализированы.в 14, 5].
Величина к. п. д. непрерывной генерации
определяется выражением х\ = fhv/EB =
= /'Ппр- непр» гДе h>v — энергия кванта
лазерного перехода; Ев — энергия
возбуждения верхнего рабочего уровня; фактор
f (эффективность накачки) описывает ту
долю энергии, затраченной на
возбуждение активной среды, которая идет на
возбуждение верхнего рабочего уровня и
проходит через канал генерации.
Отношение hvJEB можно назвать «предельным
к. п. д. перехода» для непрерывной
генерации. Эта величина зависит только от
расположения рабочих уровней и
представляет собой тот к. п. д. генерации,
который получился бы, если бы удалось всю
энергию, вводимую в активную. среду,
направить на возбуждение верхнего
рабочего уровня и пропустить через канал
генерации. В большинстве газовых
лазеров для генерации используются переходы
между уровнями, расположенными
сравнительно высоко над основным, в связи
с чем предельный к. п. д. перехода
оказывается порядка 0,1, а то и меньше.
Использование высокорасположенных уровней
отрицательно сказывается и на величине /,
так как в этом случае ниже рабочих
уровней обычно оказывается значительное
число других уровней, которые и
перехватывают основную долю энергии, вводимой
в активную среду. В атомах инертных
газов все уровни расположены
сравнительно высоко. Таким образом, ограничения
к. п. д. для них носят принципиальный
характер.
В работах [4, 5] было также показано,
что для получения высокого к. п. д.
необходимо, чтобы девозбуждение нижнего
рабочего уровня происходило не
спонтанным излучением, как в подавляющем
большинстве существующих газовых лазеров,
а столкновениями с тяжелыми частицами,
т. е. с атомами или молекулами. Лазеры,
у которых девозбуждение нижнего
рабочего уровня происходит столкновениями
с тяжелыми частицами, получили название
столкновительных лазеров. Они должны
обладать высоким к. п. д. и большой
мощностью генерации в непрерывном режиме.
Лазеры, работающие по этому принципу,
созданы пока только для средней
инфракрасной области спектра. Типичным
примером могут служить лазеры на СО2 и СО,
которые действительно обладают высоким
к. п. д. и большой мощностью. Анализ
же возможностей создания
столкновительных лазеров, генерирующих в более
коротковолновой области спектра, показал,
186
что структура уровней, наиболее
благоприятная для получения столкновитель-
ной генерации на атомных переходах,
имеется у атомов некоторых металлов.
Для них предельный к. п. д. перехода
может достигать величин порядка 0,7.
Пока эффективную непрерывную
генерацию в режиме столкновительного
лазера в коротковолновой области спектра
осуществить не удалось, так как еще не
найдены такие условия, при которых
нижний рабочий уровень для какой-нибудь
системы с высоким к. п. д. перехода
достаточно быстро разрушался бы
столкновениями с тяжелыми частицами.
Для осуществления импульсной
генерации в начале импульса возбуждения
требование быстрого девозбуждения
нижнего рабочего уровня отпадает. Это сильно
расширяет возможности выбора лазерных
переходов [6]. Выражение для к. п. д.
импульсной генерации в этом случае
можно записать в виде
Чимп
Чпр имп,
где gH и gB — статистические веса
нижнего и верхнего рабочих уровней.
Множитель gu/(gn •+- gB)> добавившийся в
выражении для к. п. д. импульсного лазера,
учитывает то обстоятельство, что
импульсная генерация продолжается до тех пор,
пока не выровняются заселенности
рабочих уровней, отнесенные к их
статистическим весам. Лазеры такого типа,
генерирующие в коротковолновой области
спектра на переходах атомов и ионов ряда
металлов, осуществлены. Для них
предельный к. п. д. перехода для импульсной
генерации может приближаться к 0,5.
Более подробно они рассматриваются в одном
из последующих параграфов.
Создание лазеров с высоким к. п. д.
хотя и важная, но далеко не единственная
задача, где применение паров металлов
может дать большие преимущества.
Поскольку металлы составляют большую часть
всех химических элементов, естественно
ожидать для них большого разнообразия
возможных механизмов образования
инверсии и большого разнообразия
параметров генерации. В данной главе нет
возможности рассмотреть все лазеры и все
механизмы инверсии. В последующих
параграфа* рассматриваются только те из
них, которые в настоящее время
представляются наиболее важными с точки
зрения достигнутых характеристик генерации-
или с точки зрения механизмов
образования инверсии.
Имеется, однако, одно общее свойства
атомов металлов, которое приводит к
заметным отличиям свойств 'лазеров на парах
металлов от свойств другого широкого
класса лазеров на переходах атомов и-
атомарных ионов — лазеров на инертных
газах. Потенциалы ионизации атомов
металлов значительно меньше потенциалов-
ионизации атомов инертных газов (см.
табл. 8.1). Из всех металлов только-

Гл. 8.
Лазеры на парах металлов
у ртути потенциал ионизации выше 10 эВ.
В связи с этим параметры плазмы
разрядов в парах металлов обычно заметно
отличаются от параметров плазмы разрядов
в инертных газах. В лазерах, как правило,
используются смеси паров металлов с
инертными буферными газами. При этом
важную роль в механизмах образования
инверсии могут играть резонансы между
уровнями энергии атомов инертных газов и
атомов металлов. Для атомов металлов такие
резонансы довольно редки, так как для
большинства металлов все уровни атомов
всех инертных газов лежат выше
потенциала ионизации атома металла. Лишь
в немногих случаях нижние уровни атома
ксенона оказываются ниже потенциала
ионизации атома металла. И только для
атома ртути потенциал ионизации выше
нижнего уровня атома криптона. Р1меются,
однако, многочисленные резонансы между
уровнями атомов инертных газов и
уровнями ионов многих металлов. Это
позволило реализовать особые механизмы
образования инверсии, которые более
подробно рассматриваются далее. Наконец, еще
одна особенность атомов металлов состоит
в том, что для большинства из них многие
линии поглощения лежат в доступной
области спектра, что в принципе позволяет
использовать оптическую накачку.
8.1. СПОСОБЫ СОЗДАНИЯ
ПАРОВ МЕТАЛЛОВ
Поскольку прчи обычных условиях все
металлы не являются газами, одна из
наиболее важных особенностей лазеров на
парах металлов состоит в необходимости
обеспечить достаточную концентрацию
рабочих атомов в активном объеме. В
большинстве случаев необходимая плотность
паров металла достигается его
нагреванием.
Типичная конструкция разрядной
трубки лазера на парах металлов, основанная
на этом принципе, схематически
изображена на рис. 8.1. С помощью специальной
трубчатой печи нагревается обычно только
средняя часть разрядной трубки, а окна
и электроды располагаются вне нагреваемой
зоны. Рабочий металл помещается в
специальные отростки или просто на стенку
трубки. Для замедления вылета металла
из нагретой зоны, а также для
поддержания разряда в холодных частях трубки,
где отсутствуют пары, применяется
буферный газ. Давление буферного газа
обычно намного больше, чем паров
металла. В качестве буферного газа, как
правило, применяется один из инертных газов.
В некоторых лазерах он действительно
играет роль только инертного буфера,
в других — принимает существенное
участие в процессе образования инверсии.
В трубках такой конструкции атомы
металла медленно диффундируют сквозь
буферный газ и осаждаются вблизи конца
нагретой зоны. Таким путем удается
обеспечить достаточно длительный срок
службы разрядной трубки.
В некоторых случаях разрядные трубки
конструируются таким образом, что
разогрев рабочей части трубки до нужной
температуры осуществляется за счет тепла,
выделяющегося в разряде (метод
саморазогрева). В этом случае можно исключить
внешнюю печь, что делает конструкцию
лазера более удобной и повышает
практический к. п. д. системы. Однако при этом
нужно учитывать, что температура
рабочей части трубки, а следовательно,
давление паров рабочего металла и все
параметры лазера оказываются зависящими от
тепловыделения в разряде.
^v" Нв He+Cd He /
Рис. 8.1. Конструкция разрядной трубки лазера
на парах металлов с нагревом в печи.
Другой широко применяемый способ
введения рабочих атомов в активный объем
основан на использовании явления
катафореза. Это явление наблюдается в
разрядах в смесях компонентов с сильно
различающимися потенциалами ионизации, в
том числе в разрядах в смесях паров
металлов с инертными буферными газами,
и заключается в пространственном
разделении паров металла и буферного газа вдоль
разрядного столба. В ранних работах, в
которых применялись разрядные трубки с
парами металлов, нагреваемые в печи,
катафорез часто мешал проведению
экспериментов. В дальнейшем это явление удалось
использовать для разработки весьма
удобных разрядных трубок, широко
применяемых сейчас для непрерывных ионных
лазеров на парах металлов, подобных гелий-
кадмиевому лазеру [7]. Конструкция
разрядной трубки, использующей катафорез,
схематически изображена на рис. 8.2.
В этой трубке металл помещается в
отдельный небольшой резервуар вблизи
анода, который нагревается специальным
нагревателем. В результате катафореза в
трубке возникает поток атомов рабочего
металла от анода к катоду, который
позволяет получить достаточно равномерное
распределение атомов металла вдоль
разрядного столба. Металл не осаждается в
трубке, поскольку в рабочих условиях она
нагревается до температуры, при которой
конденсация исключена. Конденсация
металла происходит вблизи катода на
холодной стенке в месте расширения трубки.
Оптимальные давления паров
рабочего вещества в ионных лазерах обычно
колеблются в пределах 10*~з—Ю~2 мм рт. ст.^
187

4. I.
Газовые лазеры
что легко достигается с помо'щью
катафореза. Из-за низкого давления расход
рабочего вещества обычно невелик» в связи
с чем срок службы таких трубок может
составлять сотни часов. С помощью
катафореза удалось ввести в разряд большое
число различных элементов (Cd, Zn, Hg,
Se, Те, Mg, I, P, As, Sb, Bi, Tl), на которых
получена генерация на переходах ионов
[8, 9]. Гелий-кадмиевые лазеры,
работающие с катафорезными разрядными
трубками, серийно выпускаются
промышленностью.
С помощью нагревания или путем
катафореза сравнительно нетрудно ввести в
активный объем атомы тех элементов, кото-
Конденсация металла на холодной с тонне
\
Катод"
НагреВатель
Рис. 8.2. Конструкция разрядной трубки лазера
на парах металлов, использующая катафорез.
рые обладают значительной упругостью
паров при температуре ниже 1000° С.
Однако многие металлы имеют при этой
температуре пренебрежимо малую упругость
паров. Для работы с ними приходится
конструировать лазерные трубки,
рассчитанные на более высокую температуру,
что требует применения
высокотемпературных материалов и заметно осложняет
работу с такими металлами. Тем не
менее эти трудности удалось преодолеть и
оказалось возможным работать с парами
таких металлов, как медь и золото при
температуре стенок разрядной трубки
около 1700° С. В качестве материала трубок
в этом случае используется обычно
керамика на основе А12О3 или ВеО. С
последней, видимо, можно будет работать при
температуре выше 2000"° С. Дальнейшее
существенное повышение рабочей
температуры возможно с применением
тугоплавких металлов, например в разрядах с
полым катодом.
• Повышение температуры создает не
только технические трудности, но и
затруднения более принципиального
характера, поскольку при высокой температуре
могут заметно заселяться нижние рабочие
уровни. Особенно это опасно для лазеров
с высоким предельным к. п. д. перехода,
для которых нижний рабочий уровень не
может быть расположен высоко над
основным.
Трудности, связанные с введением в
активный объем рабочих атомов путем
нагревания, а также попытки получить
генерацию в парах трудноиспаримых металлов,
заставляют искать альтернативные спосо-
бы^ основанные на создании
неравновесной при данной температуре плотности
рабочих атомов. Значительные плотности
Ш
паров практически любых металлов можно
создавать на некоторое время
электрическим взрывом проволочек или другими
способами быстрого испарения металлов,
среди которых предлагались испарение
пучком быстрых электронов и срыв рабочих
атомов разрядом со стенок разрядной
трубки. Получена импульсная генерация в
парах меди, созданных электрическим
взрывом медных проволочек, и генерация в
парах натрия, сорванного разрядом со
стенок разрядной трубки [10, 11]. Для
лазеров на ионных переходах успешно
применялось катодное распыление в полом
катоде [12]. Этим методом, однако, трудно
создавать плотности паров порядка 1 мм рт.
ст., необходимые для работы ряда лазеров
на атомных переходах
Еще одним способом введения рабочих
атомов в активный объем может служить
использование их молекулярных
соединений с последующей диссоциацией и
выделением рабочих атомов под действием,
например, разряда или других методов
диссоциации. Известно довольно большое
число примеров, когда наблюдалась
генерация на переходах атома или атомарного
иона в разряде в молекулярном газе или
в парах, состоящих из устойчивых
молекул. Таким путем удалось получать
генерацию на переходах таких атомов, для
создания необходимой равновесной
плотности паров которых из элемента нагревом
. требуется температура, намного
превышающая 2000° С, например на атомах
углерода и бора. В последнее время импульсная
генерация с хорошими характеристиками
получена на переходах атома меди при
использовании разряда в парах галогенидов
меди, обладающих достаточным давлением
паров уже при температуре около 500° С
вместо 1500—1600° С для металлической
меди [13—15]. В настоящее время трудно
с уверенностью отнести все эти лазеры
^рассматриваемому здесь классу, так как пока
не ясно, принимают ли участие в создании
инверсии в них молекулы. По имеющимся
сейчас данным можно ожидать, что
основную роль в лазерах на галогенидах
меди играют процессы возбуждения атомов
меди.
Рассматривая различные методы
введения рабочих атомов в активный объем,
основанные на создании их неравновесной
плотности, нужно учитывать, что эти
методы требуют дополнительных затрат
энергии на испарение металла, отрыв атомов
от стенки, диссоциацию молекул и т. п.
Поскольку энергия связи атомов в
металле или в молекуле обычно того же порядка,
что и энергия кванта генерации, а
возбудить удается далеко не все рабочие атомы,,
эти затраты энергии могут быть
относительно велики, что может привести к
ухудшению к. п. д. всей системы. Кроме того,
в этих методах нелегко направить всю
энергию только по нужному каналу. При
испарении металла, например, часть энергии
может тратиться на возбуждение нежела-

Гл. 8.
Лазеры на парах металлов-
тельных уровней, в частности метастабиль-
ных, на ионизацию газа и пр. Все это
создает значительные трудности при
создании эффективных методов введения атомов
металлов в активный объем лазера.
Резюмируя, можно констатировать, что
в настоящее время сравнительно хорошо
разработаны методы работы с парами
металлов, для которых необходимая
упругость паров достигается при температуре
не выше 1700° С. Вопрос о разработке
практичных методов работы с парами
металлов, требующих нагрева до более
высоких температур, остается открытым.
Значительные трудности существуют также
в работе с парами химически, активных
элементов, таких как щелочные металлы,
барий, редкоземельные элементы.
8.2. ЛАЗЕРЫ НА ПЕРЕХОДАХ
АТОМОВ МЕТАЛЛОВ
Импульсная и непрерывная генерация,
как видно из табл. 8.1, получена на
атомных переходах многих металлов.
Генерация далеко не на всех этих переходах
представляет одинаковый интерес. Часть линий
генерации лежит в инфракрасной области
спектра и соответствует переходам между
высокими уровнями атомов. Далеко не во
всех случаях выяснены механизмы
инверсии. В ряде случаев линии генерации даже
не отнесены к определенным переходам.
Далее в .этом параграфе основное
внимание уделяется лазерам, механизмы
инверсии которых обоснованы достаточно
надежно. Некоторые из них уже сейчас
обеспечивают хорошие характеристики
генерации и перспективны в области
практического применения.
Импульсные лазеры на переходах
с резонансного на метастабильный
уровень
Этот класс лазеров представляет
классический пример систем с нестационарной
инверсией. Инверсия в них образуется на
короткое время на переходе с первого
резонансного на метастабильный уровень
за счет разницы в скорости заселения этих
уровней в начальные моменты разряда.
До начала разряда практически все атомы
находятся на основном уровне. После
включения импульсного разряда и
появления в плазме электронов достаточно
высокой энергии начинается заселение
возбужденных уровней электронным ударом.
В большинстве случаев эффективные
сечения возбуждения электронами велики
для тех уровней, которые связаны с
основным состоянием атома сильными
оптически разрешенными переходами, и
значительно меньше для возбуждения по
запрещенным переходам.
Как правило, скорость возбуждения
разряде наиболее велика для первого
резонансного уровня и значительно
превышает скорости возбуждения всех других
уровней, в том числе и метастабильноп>
уровня. Поэтому в первые моменты
разряда, когда основную роль играет
возбужденнее основного состояния, а другие,
вторичные процессы еще не успевают
развиться, на переходе с резонансного на
метастабильный уровень образуется
инверсная населенность и может быть
осуществлена генерация. Поскольку нижний
лазерный уровень в данном случае
метастабильный и скорость его распада обычно
мала, постепенно населенность на этом
уровне увеличивается, и инверсия пропа
дает.
Процесс накопления населенности на
метастабильном уровне имеет место даже
в отсутствие прямого возбуждения
электронами за счет спонтанных или
стимулированных переходов по рабочему каналу.
В связи с этим инверсная населенность на
таких переходах с нераспадающимся
нижним уровнем существует лишь
ограниченное время. Расчеты показывают, что при
малых плотностях электронов длительность
существования инверсии порядка времени
жизни верхнего рабочего уровня. При-
больших плотностях электронов
длительность инверсии сокращается прежде
всего за счет переходов по рабочему каналу
в результате столкновений с электронами.
На практике длительность генерации в
таких системах оказывается заметно меньше,
чем радиационное время жизни верхнеп>
уровня, и имеет величину от 1 не до
нескольких десятков наносекунд. В связи
со сказанным лазеры на таких переходах
с нераспадающимся нижним уровнем
часто называют лазерами «на
самоограниченных переходах», поскольку длительность
генерации ограничена свойствами самих
рабочих уровней.
Девозбуждение нижнего уровня в
таких системах осуществляется в
промежутке между последующими импульсами. В-
связи с этим такие лазеры в отличие от
непрерывных, в которых распад нижнего-
уровня происходит во время генерации»
называют «циклическими» лазерами.
Достижимая частота повторения импульсов для
них определяется временем распада мета-
стабильного уровня. В большинстве
случаев это время определяется не
радиационным распадом, а столкновительными
процессами в объеме газа или на стенке.
Таким образом, оно оказывается зависящим
от условий работы лазера, например от
рода и давления буферного газа.
Импульсные лазеры на переходах с
резонансного на метастабильный уровень
переживают в настоящее время период,
быстрого развития. Это определяется тем,,
что лазеры этого класса обладают рядом
особенностей, делающих их
перспективными для многих применений. Наиболее-
важная их особенность состоит в том, что-
многие из них обладают высоким
предельным к. п. д. перехода, что позволяет рас-
189-

4. I.
Газовые лазеры
считывать на получение высоких значений
практического к. п. д. генерации в видимой,
ближней инфракрасной и
ультрафиолетовой областях спектра.
В импульсном режиме при реализации
высокого к. п. д. имеются и свои
специфические трудности, которые пока преодолены
далеко не полностью. Прежде всего
необходимо, чтобы длительность импульса
возбуждения была близка к длительности
существования инверсии. Поскольку
длительность генерации для лазеров этого
класса невелика, требуются импульсы
возбуждения короткой длительности с крутым
фронтом. В настоящее время практически
во всех случаях длительность импульса
возбуждения значительно превышает
длительность генерации. Импульс генерации
появляется обычно на фронте импульса тока.
Учитывая эту трудность и некоторые
другие каналы возможных потерь энергии,
достижимый к. п. д. генерации для лучших
лазеров этого класса можно оценить
величиной порядка 10%.
К настоящему времени получена
импульсная генерация на переходах с
резонансного на метастабильный уровень
во многих атомах и ионах*\ В табл. 8.2
в порядке увеличения длин волн
приведены все известные автору переходы этого
типа в атомах, на которых к моменту
написания статьи экспериментально
обнаружена генерация. Приведены также
значения предельного к. п. д. перехода для
импульсной генерации и рабочей
температуры. В табл. 8.3 приводится
аналогичная сводка данных для переходов в ионах.
В случае ионов механизм образования
инверсии, как предполагается, аналогичен
рассмотренному выше для атомов, т. е.
возбуждение верхнего рабочего уровня
происходит электронами из основного
состояния ионов. В этом же предположении
вычислены значения предельных к. п. д
переходов. Для ионов, однако, ситуация
может быть более сложной, так как может
происходить заселение ионных уровней
при возбуждении из атомных состояний.
Экспериментальных данных пока
недостаточно для подробного анализа этого
вопроса.
Основные характеристики генерации,
достигнутые к настоящему времени
экспериментально для некоторых лучше всего
•обследованных лазеров на переходах с
резонансного на метастабильный уровень,
приводятся в табл. 8.4. Как видно из
таблицы, для шести лазеров, работающих
на атомных переходах в различных
областях спектра, получена импульсная
генерация со средней мощностью более 1 Вт,
так что лазеры этого класса могут
успешно конкурировать по средней мощности
с ионными лазерами на инертных газах.
Таблица 8.2
Переходы с резонансного на
метастабильный уровень в атомах,
на которых получена генерация
К нм
312,3
363,9
405,7
406.2
510,5
534 ,1
535,0
542,0
547,0
551,7
553,8
578,2
627,8
722.9
1130.0
!290,0
1329,4
1331,9
1362,7
1386,4
1399,7
1499,9
1759,6
2058,3
5546,0»)
6456,0»)
472,2
Атом
Aul
Pb I
Pb I
Pbl
Cu I
Mn 1
Tl I
Mn I
Mn I
Mn 1
Mn I
Cu I
Au I
Pbl
Ba I
Mnl
Mn I
Mnl
Mn I
Mnl
Mn 1
Ba I
Eu 1
Hel
Ca I
Sr I
ВП
Переход
6p«P° -*6s»D
6p7s зр° -*6jt?2 3P,
6p7s 3P^ -► 6p2 3PP
QpQd 3O —*■ 6p2 "^Do
4p 'Р"г/2 - is' *D5 2
УР° ■* а Ю
7*S ~6*P 2
y.p ''2-«'D7 2
4p2po'2,-4«»'d* 2
6p 7s 3P0 ->6p2 »О2
qp ipo -^ 5rf 3D8
2eP7/2^G°D3/2
z ер _>а в£>
2epg/2^a 6£>7/2
2вР5/2-а9°5/2
2в/>3/2""ав°3/2
2ep3/2^GeDi/2
Р 1 "** _2
6s6p*Pq /о "~*-6s5d 8D0
1 2
-,p,po-»4dtD,
7,'P? ^бр. «Oj
P
2
s
p.
H
47
39
44
33
38
29
47
30
25
25
17
38
29
24
31
14
15
17
15
14
9
26
14
0,7
4,8
4,5
43
о
1570
1000
1000
1000
1500
1200
800
1200
1200
1200
1200
1500
1570
1000
720
1200
1200
1200
1200
1200
1200
720
600
20
600
500
700
l) Эти линии кончаются на квазиметаста-
бильных уровнях 1D2i которые могут
распадаться по интеркомбинационным переходам на
уровни 3Р.
*} Генерация на переходах ионов рассматривается в следующем параграфе. Однако
ввиду общности механизма образования инверсии лазеры на переходах с резонансного
на метастабильный уровень в ионах удобно рассмотреть вместе с лазерами на таких
переходах в атомах.
19Э

Гл. 8.
Лазеры на парах металлов
Таблица 8.3
Переходы с резонансного на
метастабильный уровень в ионах,
на которых получена генерация
X,.- нм
398,4
614,2
649,7
664,5
854,2
866,2
1032,6
1091,8
1345
1361
1477
1649,8
2437,7
Ион
Hgil
Ва 11
Ва II
Ей II
Gall
Са II
Sr 11
Sr П
Yb II
Eu II
Eu II
Yb II
Yb II
Переход
6P>P0/2-+6s>>D5/2
6p2Po/2^5d2D5/2
6p2Pl/2"*5d2£>3/2
вр »p6 -* 5d*D0
4/?8P3/2"d2D5/2
4p2Pl/2">3d2D3/2
5p 2^§/2-*4d2D5/2
bp *P\i2-»Ad2£>zl2
6p2P3/2^5d*DS/2
6p *Pt-+bd 'DO
о
6p 9P3 -*■ bd 7D0
6р2Р3/2^ЬаЮ5/2
ь
s
Ok
25
44
39
31
28
31
25
27
12
17
16
12
12
о
70
700
700
600
700
700
500
500
450
600
600
450
450
К. п. д. же лазеров на переходах с
резонансного на метастабильный уровень уже
и сейчас выше, чем для ионных.
Практический к. п. д., рассчитанный по отношению
к энергии, отбираемой от выпрямителя,
для лазера на парах меди доходит до 1%.
Для других, упомянутых в таблице
лазеров, он не ниже 0,1%
Таким образом, уже сейчас
импульсные лазеры на переходах с резонансного
на метастабильный уровень в атомах
могут представлять значительный интерес
для практики и успешно конкурировать
с другими типами лазеров. Следует,
однако, ожидать и дальнейшего
значительного прогресса лазеров этого класса, так
как достигнутые характеристики были в
большой степени ограничены
применявшимися системами питания. Теоретические
оценки показывают, что с лазерами этого-
класса можно рассчитывать на получение
средних мощностей генерации более 1 кВт
с 1 м активной длины. Имеются,
по-видимому, перспективы получения
генерации и на новых переходах этого типа в.
атомах и ионах.
Лазеры на парах металлов
представляют интерес и с точки зрения
осуществления режима столкновительного лазера.
Особенно это относится к лазерам на
переходах с резонансного на метастабильный
уровень. Действительно, для создания
эффективного столкновительного лазера в
качестве верхнего уровня желательно иметь
эффективно заселяемый резонансный
уровень. С другой стороны, релаксация
нижнего уровня все равно должна происходить
столкновениями, так что он может быть и
метастабильным. Особенно интересны с этой
точки зрения переходы с высоким
предельным к. п. д. Если для одного из лучших
лазеров на переходах с резонансного на
метастабильный уровень удастся
обеспечить достаточно быстрое девозбуждение
нижнего уровня столкновениями с
тяжелыми частицами и при этом не испортить
условия возбуждения верхнего уровня, то,
видимо, можно будет рассчитывать на
получение непрерывной генерации с
большой мощностью и к. п. д. порядка 10—20%.
Таблица 8.4
Характеристики генерации, достигнутые с помощью импульсных лазеров
на переходах с резонансного на метастабильный уровень
X, нм
510,5
578,2
722,9
542,0—553,8
1290,0—1399,7
1499,9 и др.
1759,6 и др
627,8
312,3
Атом
Средняя
мощность,
Вт
Си I I 43,5
РЬ I
Мп 1
Ва I
Ей I
Аи!
1,3
2,1
1,6
2,0
2,1
0,2
Пи ковая
мощность »
кВт
200
:а
24
27
—
—

Длительность
генерации,
НС
5—10
3,5
20
—
—
—
частота

повторения,
кГц
20
20
5
15
—
10
10
К. п. д.?
%
1,0
0,2
0,2
0,28
0,1
0,15
г* °с
1600
1000
1200
800
1700

Литература
[17,31}
[18]
[19]
[20]
[21]
[32]
191

4. I.
Газовые лазеры
В качестве систем для осуществления
столкновительной генерации
предлагались атомы марганца и лантана [5]. Пока,
однако, вопрос о путях создания
эффективного непрерывного столкновительного
лазера, работающего в коротковолновой
области спектра, остается открытым.
Лазеры на парах меди
Ниже в качестве примера более
подробно рассмотрим лазер на парах меди. С этим
лазером получены наилучшие
характеристики генерации, и он, видимо,
представляет сейчас наибольший интерес.
Схема уровней атома меди приведена
на рис. 8.3. У меди имеются два близко
20
10 -
"I
JLJi
i
b
К
\ \
4
Cul
Рис. 8.3. Схема уровней атома меди.
Лазерные переходы указаны стрелками.
расположенных резонансных уровня,
которые эффективно возбуждаются
электродами в разряде. Генерация наблюдается
на двух переходах с этих уровней,
указанных на рисунке стрелками. Линии генера-
дии кончаются на двух метастабильных
уровнях, расположенных на 11 203 и
13 245 см-1 выше основного состояния.
В обычных условиях мощность генерации
на зеленой линии 510,5 нм намного больше,
чем на желтой 578,2 нм. При рабочей
температуре равновесная населенность уровня
2D5/2 около 5-1011 см-з. Для эффективного
образования инверсии на указанных
переходах нужно, следовательно, за время
короче времени жизни верхних рабочих
уровней создать на них населенность,
намного большую, чем населенность
метастабильных уровней. Времена жизни
верхних рабочих уровней при условии
пленения резонансного излучения относительно
велики: 770 и 370 не. Поэтому для
создания инверсии можно использовать импуль-
192
сы возбуждения с не слишком крутым
фронтом.
Основные характеристики генерации
лазера на парах меди приведены в табл. 8.4.
Предполагается, что все они могут быть
существенно улучшены. Так, эксперименты
со сдвоенными импульсами показали, что
в определенных условиях может быть
получена генерация с частотой повторения
импульсов около 100 кГц. В настоящее
время улучшение характеристик
генерации этого лазера осложняется из-за
трудностей разработки систем
импульсного литания с необходимыми параметрами.
Одна из уникальных особенностей
лазеров на переходах с резонансного на ме-
тастабильный уровень, и в том числе
лазера на парах меди, — чрезвычайно
высокий коэффициент усиления. Эти лазеры
легко могут работать в режиме
сверхсветимости, т. е. без резонатора, а только
с одним зеркалом или даже без зеркал.
Эта особенность дает возможность
использовать их в качестве когерентных
усилителей света, способных за один проход
активной среды на несколько порядков
усиливать яркость световых пучков, несущих
изображение или любую другую
оптическую информацию. На этой основе с
лазером на парах меди осуществлен лазерный
проекционный микроскоп, позволяющий
получать усиленные по яркости
изображения микрообъектов с большим увеличением
и на больших экранах [22]. Инфракрасный
лазерный проекционный микроскоп,
работающий на длине волны 1,5 мкм,
осуществлен на основе лазера на парах
бария [23].
Чрезвычайно высокое усиление и
малая длительность существования
инверсии, свойственные лазерам на переходах
с резонансного на метастабильный
уровень, создают определенные трудности при
разработке лазеров с хорошей
направленностью излучения. Поскольку за время
существования инверсии излучение
успевает лишь несколько раз пробежать
расстояние между зеркалами, применение
обычных резонаторов не дает возможности
получить хорошую расходимость. Выход
был найден применением неустойчивых
резонаторов с большими значениями
увеличения. С такими резонаторами для
лазера на парах меди удалось получить
расходимость излучения, близкую к
дифракционной [24]. При этом средняя мощность
генерации уменьшалась по сравнению
с мощностью, получаемой в тех же
условиях с резонатором, состоявшим из плоских
зеркал, приблизительно вдвое
Лазеры с образованием инверсии
в процессе ион-ионной
рекомбинации
На таком механизме образования
инверсии основана работа лазеров на смеси
паров натрия или калия с водородом [25,

Гл. 8.
Лазеры на парах металлов
26]. Инверсия в этом случае образуется
на переходах, оканчивающихся на
резонансных уровнях атома натрия или калия,
что представляет собой довольно
необычную для газовых лазеров ситуацию.
Возбуждение верхнего рабочего уровня
происходит в результате селективной накачки
в процессе рекомбинации положительно
заряженных ионов металла и
отрицательных атомарных ионов водорода. Этот
процесс для натрия может быть записан в виде
Na+ + Н- — Na Ds2S1/2) -Ь Н. Для
калия он полностью аналогичен. Генерация
получена в послесвечении импульсного
разряда на следующих переходах натрия
и калия:
Nal 4s2S
1/2 —Зр-
-» Зр2 Р
/
К\ 5s2 S
5s2 S
1/2
1/2
Р1/2 Я, = 1138,2 нм;
3/2 X = 1140,4 нм;-
4р3Р1/2 X = 1243,4 нм;
^2 ^3/2 ^ ^ 1252,3 нм.
Лазеры с оптической накачкой
Поскольку атомы металлов обладают
сравнительно низкорасположенными
уровнями, для них оказывается возможной
оптическая накачка. Оптическое
возбуждение обладает предельной
селективностью, с его помощью нетрудно возбудить
единственный уровень атома. Поэтому
создание инверсии не встречает
принципиальных трудностей.
Оптическая накачка впервые
использовалась в лазере на парах цезия [1]. Одна
из сильных линий гелия 388,8 нм
совпадает в пределах ее ширины с линией
поглощения атома цезия. Поглощая излучение
этой линии, атом цезия возбуждается на
уровень 8р2Р^/2> в результате чего
создается инверсия на всех переходах с этого
уровня, кроме перехода в основное
состояние. Генерация была получена на
переходах: 8р2Р{/2 -*8saS1/2 Х = 7,182 мкм
и 8р2Р^/2 -» 6d2D1/2 X = 3,204 мкм.
Мощность генерации оказалась низкой из-за
неблагоприятного наложения контуров
линии накачки и поглощения.
Трудности подбора мощных линий
накачки, совпадающих с хорошей точостью
с узкими линиями поглощения атомов,
привели к тому, что метод оптической накачки
почти не получил для паров металлов
дальнейшего развития несмотря на очевидное
преимущество в селективности. Недавно
этот метод опять был применен для
лазера на парах ртути [27]. Этот лазер
представляет особый интерес, так как в нем
впервые удалось получить непрерывную
генерацию на переходе, нижний уровень
которого разрушался столкновениями с
молекулами постороннего газа.
Механизм инверсии иллюстрируется
рис. 8.4. Смесь паров ртути с азотом
освещалась ртутной лампой. Поглощая
излучение резонансной линии 253,7 нм, атомы
7 Зак. 1956
ртути возбуждались на уровень б зрг>
откуда столкновениями с молекулами
азота переводились на метастабильный уровень
6 3Р0. С этого уровня атомы ртути,
поглощая излучение линии 404,7 нм,
возбуждались на уровень 73Sle Генерация в
непрерывном режиме наблюдалась на зеленой
линии ртути X =546,1 нм, переход
73S1 -* 63Р2. Стационарная инверсия
поддерживалась за счет девозбуждения
нижнего уровня лазерного перехода
столкновениями с молекулами азота.
Возбуждение
^^ сдетом
/
/ Релаксация
/столкновениями
/ с^г
ч Возбуждение
сбетом
60-
40-
20
д
Рис. 8.4. Схема уровней атома ртути,
поясняющая процесс образования инверсии при
использовании оптической накачки и дезактивации
нижнего уровня столкновениями с молекулами
азота.
Таким образом, в этом лазере впервые
продемонстрирована возможность
поддержания стационарной инверсии за счет
девозбуждения нижнего лазерного уровня
молекулами тушащего газа. Этот
результат значительно увеличил шансы создания
эффективного столкновительного лазера.
Для полноты картины отметим, что
импульсная генерация при оптическом
возбуждении излучением твердотельных
лазеров наблюдалась также на переходах
атомов калия, рубидия и цезия.
8.3. ЛАЗЕРЫ НА ПЕРЕХОДАХ
АТОМАРНЫХ ИОНОВ
Лазеры на парах металлов,
работающие на ионных переходах, так же как
и лазеры на атомных переходах, весьма
многочисленны и разнообразны. В них
реализуется значительное число различных
механизмов инверсии. Возбуждение
электронами и для лазеров этого класса во мно-
193

Ч. 1.
Газовые лазеры
гих случаях приводит к образованию
импульсной, а при благоприятном
соотношении времен жизни и к непрерывной
инверсии. Один из типов ионных лазеров
с электронным возбуждением — лазеры на
переходах с резонансного на метастабиль-
ный уровень в ионах — рассматривался
в предыдущем параграфе. Лазеры с
другими механизмами инверсии
рассмотрены ниже.
Лазеры с передачей энергии
от долгоживущих частиц
Подобно тому, как в гелий-неоновом
лазере инверсная населенность создается
за счет селективного возбуждения в
процессе передачи энергии от метастабиль-
ных атомов гелия, при работе с атомами
металлов тоже можно рассчитывать на
использование таких процессов. Однако из-за
низких потенциалов ионизации атомов
металлов в большинстве случаев метаста-
бильные уровни атомов инертных газов
оказываются выше потенциала ионизации
атома металла, а иногда выше и второго
потенциала ионизации. В связи с этим,
как правило, можно рассчитывать на
возбуждение в таких процессах не атомов
металлов, а их ионов. Очевидно, что
наиболее эффективно для возбуждения могут
быть использованы долгоживущие
тяжелые частицы, присутствующие в активной
среде в сравнительно больших
концентрациях, т. е. атомы буферного газа в мета-
стабильных или квазиметастабильных
состояниях и ионы в основном состоянии.
Во многих существующих лазерах на
парах металлов для селективного
возбуждения верхнего рабочего уровня
используются два процесса:
процесс перезарядки вида М + А+ -*
-> М+* + А + Д£,
процесс Пеннинга М + Ат —» М+* +
+ А + е.
Здесь М — атом металла; А, А+ — атом
и ион буферного газа в основном
состоянии соответственно; М+* — ион металла
в возбужденном состоянии; Ат — атом
буферного газа в метастабильном или
квазиметастабильном состоянии; АЕ —
разность потенциальной энергии
первоначальных и образующихся в данном
процессе частиц. ч
Процесс перезарядки имеет резонансный
характер, и его эффективное сечение
велико, только когда АЕ ж kT, где Т —
температура газа. В этом случае
эффективное сечение перезарядки может
достигать величин порядка Ю-1^ см2. При
таких больших сечениях процесс
перезарядки может обеспечить довольно
эффективное заселение небольшой группы
уровней иона металла, которые и могут
служить верхними лазерными уровнями. В
некоторых случаях наблюдается генерация
на переходах не прямо с уровней,
заселяемых в процессе перезарядки, а с уровней,
194
заселяемых каскадными переходами с по"
следних. По имеющимся сведениям
реакция перезарядки на ионах гелия играет
определяющую роль в образовании
инверсии на ряде переходов ионов кадмия
цинка, ртути, селена, иода. Перезарядка
на ионах неона позволяет получить
генерацию на переходах ионов таллия и
теллура.
Процесс Пеннинга не имеет такого
резонансного характера, как процесс
перезарядки или процесс передачи энергии
ударами второго рода, поскольку
выделяющаяся в этом процессе энергия может быть,
унесена электроном. Таким образом, этот
процесс мало селективен и в нем могут
заселяться многие уровни,
расположенные ниже положения резонанса, в том
числе и сравнительно далекие от резонанса.
Эффективное сечение процесса Пеннинга
может достигать величин порядка 10~Ч см2
при разности энергий порядка 1 эВ.
Из-за отсутствия селективности
использование этого процесса для создания
инверсии налагает в общем случае более
жесткие требования на подбор расположения
рабочих уровней и соотношение времен
их жизни.
Реакция Пеннинга ответственна за
образование инверсии на ряде переходов-
в ионах цинка, кадмия. Предполагается,
что этот же процесс приводит к инверсии
на переходах ионов олова и магния.
В ряде случаев в образовании
инверсии на переходах ионов могут принимать,
участие и другие процессы столкновений
с участием возбужденных тяжелых
частиц, однако их роль, судя по
имеющимся сейчас данным, сравнительно
невелика.
Сводка данных по лазерам на парах
металлов, для которых основную роль в
создании инверсии, как предполагается,
играют процессы передачи энергии от
долгоживущих тяжелых частиц, приводите»
в книге [9].
Поскольку в рассматриваемых в этом
параграфе лазерах основные механизмы
образования инверсии в существенных
чертах подобны механизму образования
инверсии в гелий-неоновом лазере,
неудивительно, что их характеристики тоже-
в большой мере подобны характеристикам
этого лазера. Наиболее типичные лазеры
рассматриваемого здесь класса, такие как
гелий-кадмиевый и гелий-цинковый,
используют обычно для возбуждения
тлеющий разряд, подобный разряду в гелий-
неоновом лазере, хотя и при больших
токах, и имеют сравнимые значения
мощности и к. п. д. Как и для гелий-неонового
лазера, к. п. д. генерации ограничен тем,
что используются сравнительно высокие
уровни, а девозбуждение нижних рабочих
уровней происходит спонтанным
излучением. Иногда для возбуждения лазеров
этого класса используется разряд в полом:
катоде, который в ряде случаев
оказывается предпочтительнее.

Гл. 8.
Лазеры на парах металлов
Ниже в качестве типичного примера
более подробно рассматривается гелий-
кадмиевый лазер, наиболее
распространенный в настоящее время лазер этого
класса.
Гелий-кадмиевый лазер
Схема уровней и переходов в ионе
кадмия изображена на рис. 8.5.
Стрелками на этом рисунке обозначены
переходы, на которых наблюдалась генерация.
В левой части рисунка показано
относительное положение метастабильных
уровней атома гелия и основного состояния
иона гелия, отсчитанные от основного
состояния атома кадмия. Механизмы
инверсии в гелий-кадмиевом лазере
изучались во многих работах (подробнее см. [8,
9, 28]).
Как видно из рис. 8.5, ряд уровней
иона кадмия находится в тесном
резонансе с основным уровнем иона гелия. Было
/?s
pi/z
nf nff Ыа Jsz
2-n Zn
no-
30
0
Нвт
Hers
5p
CdF 5s 2SVz
Рис. 8.5. Схема уровней и переходов в ионе
кадмия, поясняющая механизмы образования
инверсии в Не—Cd-лазере.
показано, что в типичных условиях
разряда эти уровни заселяются
преимущественно в процессе перезарядки: Не+ + Cd—»
—* Не + Cd+* + Д£. С этих уровней
начинаются линии генерации 635,5, 636,0,
723,7, 728,4 и 887,8 нм. На линиях 533,7,
-537,8, 806,6 и 853,1 нм инверсия
образуется за счет накачки каскадами с уровней,
возбуждаемых перезарядкой. Все эти
лилии характеризуются сходным поведением.
7*
Линии 325,0 и 441,6 нм,
начинающиеся с уровней 5s22D5/2 3/2, представляют,
пожалуй, наибольший интерес. В
обычных для этого лазера условиях
наибольшая мощность непрерывной генерации
сосредоточена в линии 441,6 нм. Линия
325,0 нм пока единственная в
ультрафиолетовой области спектра, на которой
сравнительно легко при небольших токах
разряда осуществляется генерация в
непрерывном режиме. Как было показано,
инверсия на обеих этих линиях образуется
в результате возбуждения их верхних
уровней в процессе передачи энергии по
реакции Пеннинга от метастабильных
атомов гелия Не B3SX).
Кроме того, на работу
гелий-кадмиевого лазера, как впрочем и других
лазеров этого класса, заметное влияние может
оказывать девозбуждение уровней иона
электронами [29].
Описанные механизмы инверсии
позволяют построить лазер, который по своим
практическим характеристикам,
достигаемым с трубками, использующими
катафорез, близок к гелий-неоновому лазеру и
лишь немного сложнее в производстве.
В настоящее время в ряде стран налажен
промышленный выпуск гелий-кадмиевых
лазеров. В непрерывном режиме они
позволяют получить с прибором средних
размеров мощность генерации 10—50 мВт
на линии 441,6 нм при к. п.д. около 0,1%
и несколько милливатт на линии 325,0 нм.
Гелий-кадмиевый лазер и другие
лазеры этого класса (Не—Zn, He—Se) хорошо
дополняют гелий-неоновый лазер,
существенно расширяя набор длин волн линий
генерации на всю видимую и даже на
ультрафиолетовую область спектра.
Импульсные ионные лазеры
с образованием инверсии
в процессе рекомбинации
двукратно заряженных ионов
Импульсная генерация в
послесвечении разряда на ряде переходов ионов
кальция и стронция получена
сравнительно недавно [30]. Механизм образования
инверсии для этих лазеров удобно
рассмотреть на примере стронция. Схема уровней
иона стронция приведена на рис. 8.6.
Наибольший интерес представляет
генерация на линиях 430,5 и 416,2 нм,
обозначенных на рисунке стрелками. Обе эти
линии кончаются на резонансных уровнях
иона стронция. Инверсия на них
образуется "в послесвечении импульсного
разряда в процессе ударно-радиационной
рекомбинации двукратно ионизованного
стронция, образованного во время
импульса тока. Для щелочно-земельных элементов
концентрация двукратно заряженных ионов
в плазме импульсного разряда может быть
значительной, так как и первый, и второй
потенциалы ионизации для них
относительно низки, так что потенциал двукрат-
195

4. I.
Газовые лазеры
ной ионизации меньше потенциала
ионизации гелия. При такой ситуации в
разряде в смеси паров металла с гелием может
играть большую роль процесс столкновений
ионов гелия с атомами металла,
приводящий к образованию двукратно заряженных
ионов металла. В процессе рекомбинации
двукратно заряженных ионов заселение
1пО
ZpD
20
„холодными"
электронами
5s zSj/z SrF
Рис. 8.6. Схема уровней иона стронция.
уровней SriI идет «сверху», в результате
чего на многих переходах может возникать
инверсия населенности. Скорость
рекомбинации двукратно заряженных ионов
велика, что приводит к образованию
значительной по величине' инверсии.
Для образования инверсии на
указанных переходах Sr II и Са II существенно
также и то, что девозбуждение нижнего
рабочего уровня обеспечивается не
спонтанным распадом, а девозбуждением
«холодными» электронами на уровни 2D3/2 5/2-
Этот процесс особенно эффективен в том
случае, когда квант энергии на переходе,
по которому идет тушение, заметно
меньше кванта на лазерном переходе. Это
хорошо выполняется для SrII и Call, но не
для Ball. В связи с этим генерацию на
аналогичных переходах Ball получить не
удалось. Для иона Mgll этот механизм
196
1/2 /
42Я1/2 X =
инверсии также не реализуется, так как
у него уровни 2D расположены выше
соответствующих 2Р уровней.
Таким образом, в работе этих лазеров
большую роль играют «холодные»
электроны, плотность которых должна быть
велика. Поэтому велика и роль гелия,
который способствует быстрому остыванию
электронного газа в послесвечении. В
связи с этим оптимальные давления гелия для
этих лазеров велики и составляют
несколько сотен мм рт. ст.
Схема уровней и вся ситуация для
кальция вполне аналогична описанной
выше для стронция. Генерация
наблюдалась на переходах Call 52S1/2 —* 42Р
/1 = 373,7 нм и 5251/ 42Я/
= 370,6 нм и обладает характеристиками,
близкими к характеристикам генерации
на аналогичных переходах иона стронция.
С лазером на указанных переходах
стронция получена генерация со
значительной средней (около 0,5 Вт) и пиковой
мощностью при частоте повторения
импульсов 5 кГц и к. Ъ. д. 0,1%.
Предполагается, что частота повторения может
быть увеличена до 100 кГц. Такие
характеристики генерации уже сейчас
представляют интерес для практики.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Rabinowitz P., Jacobs S., Gould G.
Continuous optically pumped Cs laser. —
«Appl. Optics.», 1962, v. 1, № 4, p. 513—516.
2. Bell W. E. Visible laser transitions in
Hg+. — «Appl. Phys. Lett.», 1964, y. 4, № %
p. 34—35.
3. Gerritsen H. J., Goedertier P. Blue gas
laser using Hg2+. — «J. Appl. Phys.», 1964,
v. 35, JMb 10, p. 3060—3061.
4. Bennett W. R. Inversion mechanisms
in gas lasers. — «Appl. Optics. Suppl. on
Chemical Lasers», 1965, p. 3—33. (Рус. пер.
Механизмы возбуждения газовых
лазеров. — В кн.: Газовые лазеры Под ред.
Н. Н. Соболева. М., «Мир», 1968.)
5. Gould G. Collision lasers. — «Appl.
Optics. Suppl. on Chemical Lasers», 1965,
p. 59. (Рус. пер. Столкновительные
лазеры. — В кн.: Газовые лазеры. Под ред.
Н. Н. Соболева. М., «Мир», 1968.)
6. Петраш Г. Г. Импульсные
газоразрядные лазеры. — УФН, 1971, т. 105, вып. 4,
с. 645—676.
7. Goldsborough J. P. Stable, long life
cw excitation of helium-cadmium lasers by
dc cataphoresis. — «Appl. Phys. Lett.», 1969,
v. 15, № 6, p. 159—161.
8. Сэм М. Ф. Оптические квантовые
генераторы на парах химических элементов.—
«Изв. Северо-кавказского научного центра
высшей школы. Сер. Естественных наук»,
1973, № 2, с. 66—72.
9. Willett С. S. Introduction to gas
lasers: Population inversion mechanisms. New
York, Toronto, Sydney. Pergamon Press,.
1974.

Гл. 9.
Газовые лазеры в УФ- и В УФ- областях спектра
10. Asmus J. F., Moncur N. К. Pulse
broadening in a MHD copper vapor laser. —
«Appl. Phys. Letters», 1968, v. 13, № 11.
11. Мишаков В. Гм Шухтин А. М.
Применение метода крюков Рождественского
для наблюдения за испарением металлов
со стенки разрядной трубки. — «Оптика и
спектроскопия», 1972, т. 32, № 5, с. 1006—
1009.
12. Карабут Э, К., Михалевский В. С,
Папакин В. Ф., Сэм М. Ф. Непрерывная
генерация когерентного излучения при
разряде в парах Zn и Cd, полученных
катодным распылением. — «ЖТФ», 1969, т. 39,
№ 10, с. 1923—1924.
13. Акиртава О. С, Джикия В. Л., Олей-
ник Ю. М. Лазер на переходах Си I в
парах галогенидов меди. — «Квантовая
электроника», 1975, т. 2, № 8, с. 1831—1832.
14. Che J. Chen, Russell G. R.
High-efficiency multiply pulsed copper vapor laser
utilizing copper chlorid as a lasant. —
«Appl. Phys. Letters», 1975, v 26, № 9.
15. Исаев А. А., Казарян М. А., Леммер-
ман Г. Ю., Петраш Г. Г., Трофимов А. Н.
Импульсная генерация на переходах атома
меди в разряде в парах бромистой и
хлористой меди. — «Квантовая электроника»,
1976, т. 3, № 8, с. 1800—1802.
16. Fowles G. R., Silfvast W. Т. High
gain laser transition in lead vapor. — «Appl.
Phys. Letters», 1965, v. 6, № 12, p. 236—237.
17. Исаев А. А., Казарян М. А.,
Петраш Г. Г. Эффективный импульсный лазер
на парах меди с высокой средней
мощностью генерации. — «Письма в ЖЭТФ», 1972,
т. 16, № 1, с. 40—42.
18. Petrash G. G., Isaev A. A., Kaza-
ryan 'M. A. Pulsed metal vapor lasers. —
1973 CLEA conference, Digest of Technical
Papers, p. 26—27.
19 Исаев А. Ам Казарян М. А.,
Петраш Г. Г., Черезов В. М. Исследование
импульсного лазера на парах марганца. —
«Квантовая электроника», 1976, т. 3, № 8.
20. Исаев А. А., Казарян М. А.,
Маркова С. В., Петраш Г. Г. Исследование
импульсной генерации на парах бария в
инфракрасной области спектра. — «Квантовая
электроника», 1975, т. 2, № 3, с. 503—508.
21. Бохан П. A.t Климкин В. Мм Про-
копьев В. Е., Соломонов В. И.
Исследование импульсного лазера на парах европия
в частотном режиме. — Доклад на II 1-м
семинаре «Газовые лазеры на парах
химических элементов», Ростов-на-Дону, 1975.
22. Земсков К. И., Исаев А. А.,
Казарян М. А., Петраш Г. Г. Лазерный
проекционный микроскоп. — «Квантовая
электроника», 1974, т. 1, № 1, с. 14—15.
23. Арапова Э. Я., Исаев А. А.,
Казарян М. А. и др. Инфракрасный лазерный
проекционный микроскоп. — «Квантовая
электроника», 1975, т. 2, № 7, с. 1568—1570.
24. Земсков К. И., Исаев А. А.,
Казарян М. А. и др. Применение неустойчивых
резонаторов для получения дифракционной
расходимости излучения импульсных
газовых лазеров с большим усилением. —
«Квантовая электроника», 1974, т. 1, № 4.
25. Тибилов А. С, Шухтин А. М.
Генерация излучения на линиях натрия. —
«Оптика и спектроскопия», 1966, т. 21, № 1,
с. 122—124. Исследование генерации
излучения в смеси Na—Н2. — «Оптика и
спектроскопия», 1968, т. 25, № 3, с. 409.
26. Погорелый П. А., Тибилов А. С.
О механизмах генерации излучения в
смеси Na—Н2. — «Оптика и спектроскопия»,
1968, т. 25, № 4, с. 542—549.
27. Djeu N., Burnham R. Optically
pumped cw Hg laser at 546,1 nm. — «Appl.
Phys. Lett.», 1974, v. 25, № 6, p. 350—351.
28. Collins G. J. Excitation mechanisms
in He—Cd and He—Zn ion lasers. — «J.
Appl. Phys.», 1973, v. 44, № 10, p. 4633—
4652.
29. Латуш Е. Л., Михалевский В. С,
Сэм М. Ф. Роль электронного девозбужде-
ния в заселении ионных уровней кадмия и
цинка. — «Оптика и спектроскопия», 1973,
т. 34, № 2, с. 214—220.
30. Латуш Е. Л., Сэм М. Ф. Генерация
на ионных переходах щелочноземельных
металлов. — В сб. «Квантовая
электроника». Под ред. Н. Г. Басова, № 3 A5). «Сов.,
радио», 1973, с. 66—71.
31. Исаев А. А., Леммерман Г. Ю.
Исследование импульсного лазера на парах
меди при повышенных мощностях. —
«Квантовая электроника», 1977, т. 4, № 7,
с. 1413—1417.
32. Маркова С. В., Черезов В. М.
Исследование импульсной генерации на парах
золота. — «Квантовая электроника», 1977,
т. 4, Ко 3, с. 614—618.
Глава 9
ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ В УФ- И ВУФ-ОБЛАСТЯХ СПЕКТРА
И. Н. КНЯЗЕВ, В. С. ЛЕТОХОВ
Существует около 70 различных
лазерных систем, которые обеспечивают
получение лазерного излучения примерно на
400 переходах в ультрафиолетовом (УФ)
диапазоне спектра 200 нм ^ X ^ 400 нм
и в области вакуумного ультрафиолета
(ВУФ) % ^ 200 нм. Генерация в ВУФ-диа-
пазоне впервые получена при возбуждении
конденсированного ксенона пучком быстрых
электронов [1] и в газовом разряде [4, 5].
197

4. I.
Газовые лазеры
Таблица 9.1
Лазеры, ультрафиолетового и вакуумного ультрафиолетового диапазонов
с возбуждением электронами

Молекула.
Спектральный
диапазон,
область
максимальной
интенсивности
генерации
^тах»" нм
Переход
(число лазерных
линий) *)
Параметры лазерного излучения, условия
возбуждения2)
Мощность,
Вт

Длительность
импульса,
не
Рабочая смесь
газов, давление

Литература
Молекулярные лазеры на переходах между устойчивыми электронными состояниями
н2
D2
HD
СО
N2
N2+
+Аг
Я?
Вг2
h
128,0—164,6
*max= IN.**
109,8—127,0
^max = П6.0
130,3—161,6
^max = 161.0
111,3—125,5
Ьшаа = 120>°
124,0
124,5—161,0
^пах= 160,0
114,0—125,5
^пах = 119,0
181,1—197,0
*тах = 188,03)
315,9; 337,1;
357,7
W=337>1
337,1; 357,7;
380,5
^ах= 357,73)
391,4; 427,8
2923>
342з>
В* 2+-** 2 +
переходы Лаймана
(93)
С1^— X1 2+
переходы Вернера
C6)
£i2J-X* 2;
переходы Лаймана
B8)
С1Я^->Х12+
переходы Вернера
A8)
В1 2+-> X1 2 +
переходы Лаймана
C1)
&П8 - X1 2+
переходы Вернера
(9)
А1Ли->Х1Ц
4+система полос
СЗЛ„ -* В*Пё
2-}-система полос
C9)
2+система полос
Я22+->Х22 +
1—система полос
з/72&. -> зя2и
ЗЯ2^ -> зя2и
0,5—1,5.10е
0,7—
0,5.10-*
1—5.103
3—15.10-*
0,2—0,5-106
1—5-103
10—50-103
103
6
1—20.10е
0,5-10е
2,5-10*
2,5-104
3,6.106
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
<1
1,5
4—6
9
8
25
700
10
25 мм рт. ст.
30—150 мм
pm. cm
25 мм рт. ст
30—150 мм
рт. ст.
25 мм рт. ст.
25 мм рт. ст.
25 мм рт. ст.
25 мм рт. ст.
60 мм рт. ст.
20—70 мм рт. ст.
50—100 мм
рт. ст.
0,6 атм N2+
+6,4 атм Аг
N2+He
A2 атм)
3 мм рт. ст.
Вг2+2 атм Аг
0,04 атм CF3I+
+10 атм Аг
[2-12]
[2-12]
[2-12]
[2-12]
[2-12]
[2-12]
[13]
[14—32]
[33—35]
[32, 36—
37]
[38]
[39]
198

Гл. 9.
Газовые лазеры в УФ- и В УФ- областях спектра

Молекула,
атом,
ион
Спектральный
диапазон*
область
максимальной
интенсивности
генерации
*тах* нм
Переход^
(чиело лазерных
линийI)
Продолжение
Параметры лазерного излучения, условия
возбуждения 2)
Мощность*
Вт
Длите ль -
ность
импульса,
но
Рабочая смесь
газов, давление
табл. 9.1

Литература
Молекулярные лазеры на переходах из устойчивого в отталкивательное
состояние (эксимерные лазеры)
Хе*
Кг?
Аг?
XeF*
XeCl*
KrF*
KrCl*
XeBr*
ArF*
ArCl*
172,1
145,73'
126,1'
351,0
308,0
248,4'
222,93>
281,8
193,3
2 + ->• X1 2 +
^u ~*~ "*■ ^g
17R Г) R2T+ _*- 2V +
x 1 iJ ,\s D /j i i л —> Zj i /n
75-106
—
5-107
3-10*
3-105
7.101
Ю9
6,4-10*
5-104'
102
109
3-10*
2-104
10
10
4—15
10005>
5
55
20
30
20
55
20
10
7,5 атм Хе
+ 15 атм Аг
25 атм Кг
52 атм Аг
4,5 мм рт. ст.
NF3+
15 мм рт. ст.
Хе+2атм Не
7 мм рт, ст.
ВС13+
50 мм рт. ст.
Хе+4 атм Не
4 мм рт. .ст.
F2+0,14 атм
Кг+1,7 атм Аг
4,5 мм рт. ст.
¥2+0,3 атм
Кг+1,7 атм Не
5 мм рт. ст.
С12+0,3 атм
Кг+4 атм Аг
4 мм рт. ст.
Вг2+2 атм Хе
4 мм рт. ст.
F2+2 атм Аг
4,5 мм рт. ст.
¥2+0,6 атм
Аг+1,4 атм Не
7,5 мм рт. ст.
С12+75 мм
рт. ст. Аг+1 атм
Не
[40—46]
[46]
[47]
[48]
[49]5
[50]
[48]
[51]
[52]
[50]
[48]
Ионные лазеры и лазер на парах свинца и золота
В
345,1
С | 155,0
N
348,3—399,5
11A)
IV B)
II—IV D)
103 1 1
2,6
1000
0,01—0,02 мм
рт. ст. BClg
0,02—0,05 мм
рт. ст.
[53]
[54]
0,05мм рт.ст\ [55—57]

4. I.
Газовые лазеры

Молекула i
атом,
ион
О
F
Ne
Р
S
С1
Аг
Са
Кг
Ag
Cd
Си
Хе
РЬ
Аи
Спектральный
диапазон»
область
максимальной
интенсивности
генерации
^та«* нм
298,0—375,0
276,0—320,3
202,2—339,3
334,8
263,9—370,9
263,3—374,9
211,3—385,8
370,6, 373,7
194,9—377,1
224,3—382,0
325,0
248,5—260,0
223,2—399,3
364,0
253,3—259,9
Переход*
(число лазерных
линий)J
11—IV (9)
11, III E)
И—V B2)
IV A)
Ш, V D)
Ш (И)
И—IV B3)
И B)
11—IV A6)
II (8)
II A)
И D)
III, IV C7)
I A)
II (9)
Продолжение
Параметры лазерного излучения* условия
возбуждения 2
Мощность*
Вт
—
—
0,5—250
0,1
—
—
—
/6/з
2,5 6
16
—
0,3—600
1,5е
6,7
0,35
1,5.10-3
7-Ю-з
2—3600
1,8
—
0,12

Длительность
импульса,
НС
100—1000
Kiooo
100—1000
—
—
woo
100—1000
1000
100—1000
—
—
—
100—1000
10—20
0,2 мс
Рабочая смесь
газов, давление
0,1 мм рт. ст.
2'10-ъ мм
рт. ст. SF6
0,01—0,03 мм
рт. ст. Ne
0,04—0,1 мм
рт. ст. PF*
—
2-Ю-з мм
рт. ст. С12
5—10-Ю-ъ мм
рт, ст. Аг
0,7—1,4 мм
рт. ст. 5
6-70-3 мм
рт. ст. Cd
2—40 мм
рт. ст. Не
0,01 мм рт. ст.
0.6—1,2 мм
рт. ст. ^
Пары Ag+
+26 мм рт. ст.
Не
Пары Cd-f
+4 мм рт.ст. Не
Пары Си+
+ 12 MMpT.cT.Ne
0,01 мм рт. cm
Хе
0,8—1,1 мм
рт. ст. 5>
Пары РЪ-\-2 мм
рт. ст. Не
Пары Аи +
-\-0,1 мм рт.
ст. кт-\-20 мм
рт. ст. Не&>
табл. 9.1

Литература
[56—58]
[59]
[56,
58—65]
[59]
[66]
[59]
[56—58,
60,61,65]
[67]
[56, 65,
68]
[69[
[70, 71]
]72]
[56, 58,
65, 68,
73]
[741
1) Для ионных лазеров римскими цифрами указана кратность ионов, на которых получена
генерация, а в скобках указано общее число наблюдавшихся переходов. Спектр генерации
лазеров на Н2, D2, HD, СО и N2 см. в табл. 9.2, ионных лазеров в табл. 9.3.
2) Прямым шрифтом отмечены данные, полученные при возбуждении лазерор редко
повторяющимися импульсами тока быстрых электронов (или в газовом разряде); курсивом — при
возбуждении в импульсном разряде в режиме частых повторений; жирным ширфтом отмечены
данные для непрерывного режима возбуждения.
3) Лазерная система исследована недостаточно.
4) Молекула XeF имеет слабо связанное основное состояние. Лазерные переходы
осуществляются как на устойчивые, так и на неустойчивые состояния молекулы.
5) Относительно новые системы. XeF* [79], XeCl* [80], ArCl* [81], ионные лазеры на Аг, Кг и
Хе [82], лазер на ионах Аи [83].
6) Для промышленных лазеров типа CR-12 фирмы Coherent Radiation и типа 170 фирмы
Spectra-Physics.
200

Гл. 9.
Газовые лазеры в УФ- и ВУФ- областях спектра
Общее представление о коротковолновых
лазерах различных типов дают табл. 9.1
и диаграммы на рис. 9.1. Для получения
коротковолнового лазерного излучения
используются системы с активной средой
на электронных переходах молекул,
атомов, ионов, на зонных переходах в
твердом теле, а также схемы с нелинейным
преобразованием частоты. В данной главе
рассматриваются только газовые лазеры в
УФ и ВУФ областях спектра.
Молекулярные лазерные системы можно условно раз-
ронов. Для получения генерации широко
используются также коротковолновые
переходы ионов.
9.1. УФ И ВУФ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ЛАЗЕРЫ
НА ПЕРЕХОДАХ МЕЖДУ
УСТОЙЧИВЫМИ СОСТОЯНИЯМИ МОЛЕКУЛ
На переходах между устойчивыми
электронными молекулярными состояниями
генерация получена на молекулах Н2, D2,
30 20 ft
10 8 7
1 -
100,0
200,0
Ю-
30 20
100
200
300
Рис. 9.1. Диаграмма длин волн и мощности генерации для лазерных систем импульсного (а) и
непрерывного (б)действия с фиксированной (узкие линии) и перестраиваемой (широкие линии и области)
частотой излучения.
Хе2 C) — 3-я гармоника ксенонового ВУФ-лазера [75]: Nd C)—Nd A2) — гармоники неодимового лазера
[76—77]; RbB)—2-я гармоника рубинового лазера; /—3 генерация гармоник перестраиваемого по
частоте излучения в смесях газов [78], 4—9 — лазеры на органических соединениях и их гармоники.
делить по типу переходов. Генерацию
получают на переходах между устойчивыми
состояниями молекул и на переходах с
устойчивого верхнего в отталкивательное
или слабо связанное нижнее электронное
состояние (эксимерные молекулярные
лазеры). Возбуждение активной среды при
этом осуществляется в импульсном
разряде или с помощью пучков быстрых элект-
HD, CO, N2 (в чистом N2 и в смеси N2 +
4- Аг), N+, Вг2, J2 (табл. 9.1). В спектрах
генерации обычно наблюдается до
нескольких десятков лазерных линий с фикеиро*
ванной частотой и различной
интенсивностью (табл. 9.2).
Генерация на молекулах водорода и
изотопических молекулах D2 и HD
происходит на двух системах переходов в ва-
201

4. I.
Газовые лазепы
Спектр излучения лазеров на Н2, D2, HD, СО и N2
Таблица 9.2
нм*)

Относительная
интенсивность 2)
Вращательная
линия, полоса
Отнотитель-
ная
интенсивность
Вращательная
линия, полоса
Нг-лазер в вакуумной ультрафиолетовой области спектра
Система переходов Вернера С1Щ -
109,816 (л)
110,205 (л)
111,515 (л)
111,894 (я)
114,462 (л)
114,862 (п)
115,976*
116,003*
116,192*
116,390 (л)
116,622*
117,348*
117,456 (л)
117,581*
117,830 (л)
118,054*
118,932*
120,536 (л)
120,667*
0,2
0,4
0,9
1
0,5
0,3
E)
0,5)
(900)
2
2
4
0,6B,5)
1,5A50)
1,5A3)
0,3A,5)
0,3
0,3A,2)
R@), 0—2
РB), 0—2
Я@), 1—3
РB), 1-в
Я@), 0—3
Я B), 0-3
«@), 1-4
0A), 1-4
?B). J-4
1—4
#0), 2-5
#@), 2—5
QO), 2-5
РB), 2—5
РC), 2-5
Q(l), 3—6
К@), 1-5
120,929 (л)
121,728
121,767 (л)
121,893*
122,143 (л)
122,359
122,759*
122,874 (л)
122,994*
123,230Дл)
123,833 (л)
123,945*
124,166 (л)
124,620 (л)
124.900*
125,202 (л)
126,839 (л)
0,3
0,3
3
10,1)
2
0,5
@,5)
3,0
1,5A30)
2
S..w
1
0)
0,3
0,5
К@),
Я B),
^C),
К@),
Q0),
РB),
К@),
Q0),
Я B),
К@),
QO),
К@),
К@),
1—5
2—6
2—6
2—6
2—6
2—6
3—7
3—7
3—7
4—8
4—8
4—8
5—9
5—9
6—10
3—8
127,9464 (л)
133,8569 (л)
134,2257
135,3496*
135,7346*
135,9832 (л)
136,3240*
136,8004 (л)
137,1211*
139,8?56(л)
140,2647
140,7287 (л)
143,2628 (л)
143,5050*
143,6230
143,7559 (л)
144,0606 (л)
144,0948*
146,0166 (л)
146,3825
146,4108 (л)
146,6968
146,8396*
148,6506
149.1705 (л)
149,5219*
151,3465
151,5707 (л)
151,7446*
151,8663*
151,9936 (л)
152,3233*
153,2940*
153,4936 (л)
Система
0,4
1,5
2
@,4)
@,25)
0,4
@,5)
0,4
@,4)
0,9
1,5
1
0,3
@,1)
0,9
0,6
0,5
0,4@,7)
0,4
1 *
0,9
0,6
@,13)
1,5C)
A,7)
0,2@,45)
—
B5)
@,15)
переходов Лаймана В 12+ -»■
РB), 0—3
РB), 0—4
РC), 0—4
РC), 2-5
РA), 4-6
РB), 4-6
РC), 4—6
РB), 6-7
РC), 6-7
РB), 0-5
РC), 0-5
РD), 0—5
РB), 1-6
РA), 3-7
P(S)t 1-6
РB), 3—7
РB), 7-9
PC)t 3-7
РB), 0—6
РC), 0—6
РB), 6-9
РC), 6-9
РD), 9-6
*@), 1—7
РB), 1-7
РC), 1-7
КО), 2-8
РD), 4—9
РB), 2—8
Р C) 4—9
РB) 2—8
Р C) 2—8
РA) 5-10
Р B) 5—10
156,7525*
156,9386*
157,1986*
157,4336*
157,7028*
157,7388*
157,7694
157,9185*
157,9979*
158,0742*
158,1103*
158,1394*
158,3950*
158,5427*
158,8755*
158,8979
159,1313*
158,3400*
159,6060*
159,9247 (л)
160,2348*
160,4484*
160,5177*
160,5926
160,6235*
160,7502
160,8293*
160,8433 (л)
160,8395*
160,8433*
160,9024*
160,9614 (л)
161,0326*
161,1652*
*121
@,6)
C)
A50)
C)
(И)
1,5C00)
2(90)
2G)
15C80)
0.8)
ii',5»
@,2)
(8)
2,5C10)
0,9E5)
10 F00)
—
B)
E50)
A20)
B80)
15F50)
E00)
G0)
A000)
—
20 (900)
—
15 E00)
15C70)
^B),
#0),
РA),
Р&),
КО),
РC),
К@),
РA),
Р B),
РD),
К D),
РC),
РE),
ЯA),
К@),
РA),
Р B),
ЯC),
РD),
К@),
^A),
КA),
К@),
^B),
РA),
РB),
КA),
РC),
К@),
^Р(З),
РD),
РA),
РB),
8—14
2—9
2—9
2—9
7—13
2—9
7-13
7—13
7—13
7—13
2—9
7—13
6—12
2—9
3—1С
3—10
3—10
3—10
3—10
3—10
4—11
4—11
6—13
6—13
4—11
6—13
6—13
5—12
4—11
5—12
6—13
6—13
5—12
5—12
202

Гл. 9.
Газовые лазеры в УФ- и ВУФ- областях спектра
К нм '
153,7524*
154,1771*
154,4929
154,7070*
154,7540*
155,0088 (п)
155,3439*
156,1179*
156,5352*
156,5884*
156,6300
156,6431 (л)
156,7249*
156,7410*

Относительная
интенсивность 2
@,4)
@,2)
@,25)
@,8)
0,6@,7)
(ОД)
E)
@,2)
1,5G)
A7)
Вращательная
линия,
/43),
Р(\).
R@),
РC),
РA),
РB),
РC),
РA).
ЯО),
РC),
Д@),
РD),
РC),
RW,
полоса
5—10
3—9
1—8
3—9
1—8
1—8
1—8
4—10
8-14
4—10
8—14
8—14
8—14
8—14
%, нм
161,3183*
161,4852*
161,6578*
161,8254*
162,3041*
162,8348*
163,6334*
163,9522
164,0293*
164,1518*
164,2863
164,4387*
164,6023 (л)
Продолжение '

Относительная
интенсивность
40 (800)
G)
B,5)
A,3)
A,5)
@,9)
A>6)
BJ)
10A,1)
6
30A,3)
габл. 9.2
Вращательная
линия,
РD),
РE),
Р F),
^C),
РC),
РA),
Л@),
РC),
РA),
РC),
Я D),
полоса
5—12
5—12
5—12
5—12
6—14
2—10
3—11
4—12
3—11
4—12
4—12
4—12
4—12
Ог-лазер в вакуумной ультрафиолетовой области спектра
Система переходов Вернера С -ЧТ^ -> X 12+
111,3365
113,7700
114,7560
115,6496
115,8403
118,8116
119,0045
119,7530
119,9401
0,9
1,5
0,4
2
0,6
2
0,9
2,6
1,5
R@),
R@),
^B),
PB)!
P{2)\
PB)!
1—4
1—5
1—5
2—6
2—6
2—7
2—7
3—8
3—8
120,6399
120,8210
122,8010
123,5555
124,239
124,412
124,831
124,997
125,329
2
0,5
0,6
2,5
1,5
0,6
1,5
0,3
0,9
#@),
R @),
R @)
Я (Oh
R @),
p B),
R@),
4—9"
4—9
3—9
4—10
5-11
5—11
6—12
6—12
7—1&
Система переходов Лаймана В ]
130,3623
134,5883
138,8783
143,2170
157,5831
158,6342
158,6414
158,7726
158,7184
158,9825
159,1365
159,2187
160,0856
160,2091
160,5755
0,3
0,5
0,5
0,2
0,7
z
1
0,8
0,8
0,6
0,8
0,7
^B),
Р (9\
Р (*У\
РB)!
РB)!
РB),
РBЬ
РC),
Р C),
R@),
0—5
0—6
0—7
0—8
3—13
7—16
10—19
10—19
7—16
4—14
8—17
8—17
6—15
5—15
9—19
160,6498
160,6808
160,7678
160,8525
160,9572
161,0734
161,1484
161,1705
161,2004
161,2402
161,2564
161,3226
161,6578
0,7
1
0,7
0,7
HD-лазер в области вакуумного ультрафиолета
Система переходов Вернера С1П^ -> X Х2+
Р ( 1 \ О I О-
РП) 6— \вг
РB), 6—16
рC), 6—16-
/?@), 7—17
РA), 8—18
РA), 7—17
РB), 8—1&
РB), 7-17
РC), 8—1&
РC), 7—17
113,864
114,154
115,198
117,806
118,995
0,7
0,5
0,2
0,6
0,9
#@), 1-4
РB), 1-4
#@), 2—5
R@), 1—5
r @), 2—6
119,281
120,103
121,155
125,536
0,7
0,3
0,5
0,5
РB), 2—6
R(Q), 3—7
R@), 4—8
^@), 6—10
203

4. i.
Газовые лазеоы
Продолжение табл. 9.2
К нм '

Относительная
интенсивность 2
Вращательная
линия, полоса

Относительная
интенсивность
Вращательная
линия, полоса
Система переходов Лаймана В
X1
124,567
125,276
130,334
135,507
140,770
148,843
151,359
152,989
156,201
157,136
157,255
157,267
158,008
158,085
158,185
158,253
0,7
0,6
0,7
0,9
0,5
0,4
0,4
0,3
1
0,4
0,5
0,7
1,5
1,5
РB),
РB),
РB),
РB),
РB),
РB),
РB),
РB),
РB),
Я@),
РB),
РC),
«@),
Я B),
РB),
РC),
6-5
0—3
0—4
0—5
0—6
1—8
2—9
5—10
2—10
9—16
9—16
9—16
8—15
3—11
8—15
8—15
158,305
159,378
159,548
159,742
160,233
160,367
160,465
160,519
160,648
160,674
160,676
160,712
160,792
160,911
161,031
СО-лазер в области вакуумного ультрафиолета переход
181,085
187,831
195,006
189,784
197,013
на 2 +системе полос в ультрафиолетовом диапазоне
переход С3Пи -В^Щ [14—16]
QE)-QA3),
QE) -42A3), 2-7
QE)Q(ll), 2-8
1,5
0,5
1,5
1,0
1,0
1,0
2,5
—
—
—
—
1,5
1,5
1,5
ход Л 1П -*-
—
РC),
РA),
РB),
Я@)!
р /1 \
Г) (Г\\
РB)',
РB),
Р(ЗЬ
РC),
РBЬ
РC),
3—11
4—12
4—12
4—12
5—13
5—13
7-15
5—13
7—15
6—14
5—13
7—15
6—14
6—14
6—14
QE)-QA2), 3-8
QE)-Q(ll), 3-9
диапазоне спектра,
336,4906
336,5425
336,5482
336,6915
336,8428
336,9259
336,9551«
336,9769
336,9848
336,9907
337,0085
337,0137
337,0174
337,0306
337,0331*'
337,0366
337,0444
337,0473 4<
337,0485
337,0539
337,0559
337,0579
337,0627
—
—
—
w
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
VW
VW
W
—
О
Полоса
RiG), R'2G)
—
ЩF)
#з W
Pi B1), РзB0)
P((l), Q2(D
Q2B)
—
PiC), P2A7)
Pi A7)
Pi D), P{U)
P{F)
Pi A6)
Pi E)
D ' I *X\
г о \O)
PfA5)
РгA5), Р3A5)
Pi F)
Pi F)
p; A4)
P{ A4)
P2D)
P'G)
0^0
337,0669
337,07194>
337,0724
337,0762
337,0807
337,0824
337,0848
337,0932
337,0950
337,0997
337,1048
337,1088
337,112041
337,1138
337,1151
337,1283
337,1281
337,1319
337,1377
337,1403
337,1417
337,1437
vs
—
s
s
s
s
s
m
w
s
m
m
—
s
vs
w
m
m
vs
m
VW
vs
P2 A4)
РзA4)
p; (8)
РИ5), P[ A2)
Pi (9), P(ll)
P[ A0)
Pi (И), РИ13)
РгF), PJF)
Рз A3)
P2A2),P^D)
РИ7)
Pi A1)
РгA8), P^(8)
P^iW), РзA2)
P2<9), Р2(Ю)
РзE)
Рз(П)
РзF)
Рз (Ю)
РзG)
—
Рз(8Ь Рз(9)
204

Гл. 9.
лампы в УФ- и ВУ<Ь- областях спектра
Продолжение табл. 9.2
К нм1

Относительная
интенсивность 2
Вращательная
линия, полоса

Относительная
интенсивность
Вращательная
линия, полоса
357,5460
357,5790
357,6095
357,6112
357,6173
357,6235
Pi E), PJ E)
P2D), PJD)
Pi G)
PJ (8), P(ll)
Pi (9), Pi A0)
Полоса 0—1
357,6486
357,6613
357,6620
357,6892
357,6950
P2F), P£F)
РИ8), -Pa O)
P2(8)
РзF)
P2G), РИ8)
Полоса 1—04)
315,756
315,778
315,798
315,803
315,816
315,827
315,832
315,844
P{ C), PiC)
Pi D), РИ2)
Pi E), Pi E)
C)
PiF),
P2
P(F)
P2D), p2D)
Pi G), PJ G)
Pi A5), Pi (8)
315,853
315,861
315,870
315,874
315,883
315,891
315,900
315,911
315,919
Px(9), РгA4)
Я, A4), P'3D)
P2G), РИ7)
») Для лазеров в вакуумной ультрафиолетовой области спектра на Н2, D2, HD и СО в этом
столбце приводятся длины волн линий генерации А,вак, а для азотного ультрафиолетового
лазера даются длины волн Лдозд. Линии генерации лазера на Н2, полученные при использовании
чистого параводорода, отмечены буквой (п), звездочкой отмечены линии, генерация на которых
была получена при возбуждении лазера в импульсном газовом разряде в режиме частых
повторений.
2) Для водородного лазера относительные интенсивности линий генерации приводятся для
возбуждения газа пучком быстрых электронов при температуре газа 90 К' [2]. В скобках указана
относительная интенсивность линий генерации при возбуждении лазера в имупльсном газовом
разряде в режиме частых повторений при давлении газа 20—100 мм рт. ст. и температуре 300 К
[11]. Для азотного лазера приняты следующие сокращенные обозначения: w — слабая линия;
vw — очень слабая; m — умеренная интенсивность линии; s — сильная линия; vs — очень сильная
линия.
3) В спектре излучеия не разрешены вращательные компоненты.
4) Генерация наблюдается при охлаждении лазерной трубки жидким азотом.
куумной ультрафиолетовой области
спектра — системе полос Лаймана в области
130 нм — 164 нм (суммарная пиковая
мощность до 1 МВт) и системе полос Вер-
нера в диапазоне 116 нм—130 нм (пиковая
мощность до 10 кВт). Наиболее удобным
в практическом отношении является Н2-
лазер с газоразрядным возбуждением,
действующий в режиме частых повторений.
При этом обеспечивается средняя мощность
излучения порядка 1 мВт на переходах
Лаймана и несколько десятков
микроватт на переходах Вернера. Генерация
азотного ультрафиолетового лазера в чистом
N2 происходит в спектральном интервале
около 0,1 нм в кантах полос второй
положительной B+) системы с наиболее
интенсивной генерацией в полосе @,0) X =
= 337,1 нм. Пиковая мощность генерации
обычно составляет 50—500 кВт, но может
достигать 10—20 МВт. В режиме частых
повторений получена средняя мощность
генерации свыше 1 Вт.
Для возбуждения водородного и
азотного лазеров используются импульсные
газоразрядные системы с малой
индуктивностью, обеспечивающие высокую
плотность мощности накачки активной среды
205

4. I.
Газовые лазеры
@,1—5 кВт/си3). При этом достигается
высокий коэффициент усиления на
лазерных переходах и действие системы в режиме
сверхсветимости. В связи с тем, что
радиационное время жизни верхнего рабочего
состояния Ы2-лазера почти на два порядка
больше, чем для Н2-лазера, к системе
возбуждения азотного лазера предъявляются
менее жесткие требования в отношении
скорости и удельной мощности возбуждения
активной среды. Возбуждение лазеров
осуществляется обычно при давлении газа
10
Рис. 9.2. Схема кривых потенциальной энергии и
колебательных уровней лазера на молекулах Н2.
Лазерные переходы на системе полос Лаймана
(В—*-Х) отмечены вертикальными стрелками вниз
(сплошные линии), переходы Вернера (С—>Х)
отмечены штриховыми линиями. Вертикальная
стрелка из основного колебательного состояния
Х вверх соответствует переходам при
электронном возбуждении.
10—100 мм рт. ст. Длительность импульса
излучения Н2-лазера составляет не
более 1 не, а азотного лазера обычно 3—■
10 не. К. п. д. лазеров в зависимости от
условий возбуждения лежит в интервале
0,01 — 1%. Освоен промышленный выпуск
азотных ультрафиолетовых лазеров. Для
возбуждения Н2- и Ы2-лазеров низкого
давления B0—30 мм рт. ст.) используются
также более сложные системы с пучками
быстрых электронов.
Лазер на переходах СО в вакуумном
ультрафиолете (к = 181,0—197,0 нм)
исследован относительно мало. Достигнутый
уровень мощности на четвертой
положительной D+) системе полос СО
относительно невелик и составляет б Вт.
Генерация в смесях молекулярных и
инертных газов наблюдается обычно при
высоком давлении газа и возбуждении
смеси преимущественно с помощью пучков
быстрых электронов. В смеси азота .и
аргона генерация наблюдается, так же как
и в лазере на чистом азоте, на 2+ системе
полос молекулы N2. Наиболее
интенсивной, однако, при этом оказывается полоса
@,1) X = 357,7 нм. Ожидается, что к. п. д.
лазера может составить 2—3%. В смеси
азота и гелия получена генерация на
целом ряде полос первой отрицательной A~)
системы переходов молекулярного иона
Щ. В смеси аргона с бромом и аргона
с CF3J наблюдалась генерация на еще не
вполне идентифицированных переходах
Вг2 (к ~ 292 нм) и J2 (X » 342 нм)
соответственно.
Возбуждение инверсной заселенности
происходит при неупругих
столкновениях молекул с электронами (лазеры на Н2,
D2, HD, N2, CO) и с возбужденными
атомами (лазеры на N2 + Аг, Вг2, J2 и отчасти
Щ)-
Механизмы инверсной заселенности
лазеров на молекулярном водороде и его
изотопических молекулах, азотного
ультрафиолетового лазера** и лазера на СО в
целом аналогичны и могут быть рассмотрены
на примере Н2-лазера на переходах
Лаймана. До начала импульса возбуждения
заселен лишь колебательный уровень v = О
основного состояния молекулы водорода
(рис. 9.2). Расположение потенциальных
кривых верхнего (В) и основного (X)
состояний таково, что при электронном
возбуждении в соответствии с принципом
Франка—Кондона происходит
эффективное заселение уровней v' = 3—7 £-со-
стояния, которые имеют большую
вероятность переходов на возбужденные
колебательные уровни Х-состояния v" = 9—14.
Заселение же этих уровней, являющихся
нижними рабочими уровнями лазера,
прямым электронным ударом и путем
образования иона Н^ относительно маловероятно.
Возникающая при этом инверсная
заселенность поддерживается примерно в
течение радиационного времени жизни В-со-
стояния ~ 1 не. При умеренной
плотности накачки срыв инверсной
заселенности происходит из-за радиационного
заселения относительно долгоживущих
нижних рабочих уровней при переходах
с возбужденных электронных состояний.
Возбуждение вращательной
структуры спектра генерации на одной из полос
перехода Лаймана 5—12 поясняется
схемой уровней, приведенной на рис. 9.3.
Переходы между орто- и парамодификация-
ми Н2 при электронном возбуждении, так
же как и при радиационном распаде,
запрещены. Возбуждение верхних рабочих
уровней осуществляется с наиболее
заселенных уровней / = 0—4 основного
состояния. Согласно правилам отбора с
каждого верхнего уровня может происходить
*} Имеется в виду лазер на 2+системе полос в чистом азоте.
206

Гл. 9.
Газовые лазеры в УФ- и В УФ- областях спектра
два перехода — на R- и Р-ветви, причем
последний переход имеет более высркую
вероятность, а следовательно, и
коэффициент усиления. Это приводит в
соответствии с экспериментом к генерации
преимущественно на линиях Р'-ветви (табл. 9.2).
В естественном водороде генерация
наблюдается преимущественно на линиях орто-
модификации благодаря соотношению
концентраций орто- и парамодификаций 3 : 1.
Наиболее благоприятные условия для
возбуждения линий парамодификаций
достигаются при использовании чистого па-
раводорода.
Аналогичный механизм инверсной
заселенности имеет место для более
коротковолновых переходов Вернера в области
120,0 нм. В этом случае генерация
наблюдается преимущественно на линиях Q-вет-
вей (рис. 9.4). Для изотопических
молекул D2 и HD кривые потенциальной
энергии практически такие же, как для
молекулы Н2. Отличия в схемах возбуждения
связаны с изменением структуры
колебательно-вращательной системы уровней
из-за изменения массы ядер.
Инверсная заселенность на
ультрафиолетовых переходах второй положительной
B+) системы полос молекулярного азота
образуется примерно по такой же схеме,
как и для Н2-лазера, благодаря более
вероятному электронному возбуждению три-
плетного верхнего рабочего состояния
С0__о,1 (Рис- 9.5). Это происходит
несмотря на большую величину
эффективного сечения электронного возбуждения
Я-состояния по сравнению с С-состоянием
благодаря малости факторов Франка—
Кондона для переходов Xv=zQ -» Б0==ол.
Девозбуждение верхних рабочих уровней
и срыв инверсной заселенности происходит
из-за радиационного распада С-состояния,
девозбуждения С-состояния за счет
столкновений с медленными электронами (оба
эти процесса приводят к заселению
нижних рабочих состояний), а также благодаря
ионизации молекулы из С-состояния.
Вращательная структура полос генерации
относительно сложна, что связано с триплет-
ным расщеплением и расщеплением из-за
Л-удвоения вращательных уровней как
верхнего, так и нижнего рабочих состояний.
Образование инверсной заселенности в
СО-лазере вакуумного ультрафиолета
происходит примерно по той же схеме,
что и в Н2- и Ы2-лазерах.
Относительно низкое оптимальное
давление газа в лазерах на азоте и водороде
при использовании чистых газов ~ 100—
150 мм рт. ст. связано прежде всего с
тушением верхних рабочих состояний при
межмолекулярных столкновениях. В азоте
генерация на 2+ системе при более
высоком давлении газа получена в смеси с
гелием. Гелий имеет относительно небольшую
величину эффективного сечения тушения
С-состояния.
Возбуждение инверсной заселенности
Рис. 9.3. Схема вращательных уровней Н2-лазера
на переходах Лаймана (полоса 5—12).
Слева снизу приведено распределение
заселенности по вращательным уровням основного
состояния Xv=q. Уровни ортомодификации молекулы
водорода (О) отмечены сплошными
горизонтальными линиями, парамодификаций (п) —
штриховыми. Вертикальные линии со стрелками указывают
переходы при электронном возбуждении.
Положения колебательных состояний смещены по шкале
энергии.
-15800
-1SBOO
-moo
-15Z00
Рис. 9.4. Схема вращательных уровней Н2-лазера
на переходах Вернера (полоса 1—4).
207

4. I.
Газовые лазеры
на 2+ системе полос N2 в смеси N2 -+- Аг
с накачкой быстрыми электронами
происходит за счет столкновительной передачи
энергии возбуждения с уровней аргона
(см. схему уровней на рис. 9.5) на верх-'
Аг
''о
1,0
.2,0 ПА
Рис. 9.5. Схема кривых потенциальной энергии и
колебательных уровней лазера на молекулярном
азоте.
ний рабочий уровень азотного лазера
Cv=z0. В связи с тем, что аргон имеет
относительно более высокую тормозную
способность, более высокие сечения
электронного возбуждения, особенно в
области энергий ^ 100 эВ, и малое сечение
столкновительного тушения С-состояния
по сравнению с молекулярным азотом,
система N2 + Аг может обладать
повышенным к. п. д. В настоящее время получен
к. п. д. 0,2%. Примерно по такой же схеме
происходит образование инверсной
заселенности в лазере на смеси аргона и брома.
Более сложным и пока еще не вполне
ясным является механизм образования
возбужденных молекул йода при
передаче энергии возбуждения от аргона
молекуле CF3J в лазере на J2.
Что касается NJ*-лазера, то здесь
имеется два канала заселения верхних
рабочих состояний: прямое электронное
возбуждение с основного состояния
нейтральной молекулы азота и перезарядки ионов
гелия на молекулах азота Не+ + N2 —»
—> Не + (N+)* с образованием
возбужденных ионов (NJ)*. Относительный вклад
этих процессов" в заселение верхнего
лазерного состояния известен недостаточно.
9.2. УФ и ВУФ ЭКСИМЕРНЫЕ ЛАЗЕРЫ*)
Генерация на переходах с
устойчивого верхнего в отталкивательное нижнее
молекулярное состояние получена на мо-
лекулах инертных газах (Хе2, Кг2, Аг2)
и галоидах инертных газов (ArCl, ArF,
KrCl, KrF, XeBr, XeCl и XeF) при
высоком давлении газа и возбуждении
активного объема преимущественно с
помощью пучков быстрых электронов.
Используются чистые инертные газы или
смеси с преобладающим избытком A : 1000)
инертных газов. Благодаря малому
сечению тушения электронных состояний,
характерному для инертных газов, потери
энергии возбуждения при этом не
происходит при давлении газа от нескольких
единиц до нескольких десятков атмосфер.
Радиационные потери энергии на
переходах в основное состояние атомов инертных
газов при этом также малы из-за
практически полного пленения излучения. Это
создает благоприятные условия для
получения высокого к. п. д. эксимерных лазеров.
Возбуждение лазеров происходит
обычно в режиме редкоповторяющихся
импульсов при длительности лазерного
импульса до нескольких десятков^ наносекунд.
При использовании дисперсионных
резонаторов частота излучения эксимерных
лазеров может перестраиваться в
ограниченном диапазоне около 103 см-1.
Принцип действия эксимерных лазеров
на молекулах инертных газов можно
пояснить на примере лазера на ксеноне.
Основное состояние молекулы Хе2
неустойчиво (рис. 9.6), и невозбужденный газ
состоит в основном из атомов. Под действием
Е3эд
1Z
8
Рис. 9.6. Кривые потенциальной энергии Хе2.
Генерация наблюдается на переходах из
устойчивых колебательных уровней г2.ц состояния в
отталкивательное '
*«
состояние.
импульса быстрых электронов происходит
возбуждение и ионизация атомов ксенона.
Заселение верхнего устойчивого рабочего
состояния лазера происходит по двум ка-
*> См. табл. 9.1.
208

Гл. 9.
Газовые лазеры в УФ- и БУФ- областях спектра
налам: за счет рекомбинации
молекулярных ионов ксенона и при тройных
столкновениях возбужденных атомов ксенона
с атомами ксенона в основном состоянии.
Молекулярные ионы ксенона образуются
при столкновениях ионов Хе+ с атомами
ксенона. Одним из процессов,
ограничивающих величину удельной энергии,
накапливаемой активной средой, является
ионизация Пеннинга: Хе£ + Хе£ -*■ Хе? +
+ 2Хе + <?. Определенное влияние на
действие лазера оказывает поглощение в
коротковолновой части полосы
люминесценции, которое связано с переходами из
нижней части отталкивательной кривой
потенциальной энергии основного состояния,
а также нагрев отражающего слоя и
изменение характеристик зеркал в течение
лазерного импульса под действием высокой
плотности мощности лазерного излучения
в резонаторе.
Инверсная заселенность возникает из-за
чрезвычайно малого эффективного
времени жизни рабочего состояния ~ К)-14—
Ю"^ с. Спектральная ширина области,
в которой происходит люминесценция
молекул, довольно велика ~ 5 « 103 см~з.
Поэтому для получения заметного
усиления требуется высокая мощность накачки,
а для достижения генерации необходимо
использование зеркал. Существующие
лучшие зеркала в области вакуумного
ультрафиолетового диапазона обладают
относительно высокими потерями, особенно при
X ^ 160,0 нм. Необходимый при этом
уровень накачки может быть обеспечен только
в импульсном режиме.
В лазерах на галоидах инертных
газов заселение верхнего рабочего состояния
происходит в результате химической
реакции возбужденных атомов инертных
газов и молекул, содержащих атомы
галогенов. При этом образуются молекулы
галоидов инертных газов в устойчивом
возбужденном электронном состоянии.
Эффективное сечение процесса очень велико
и достигает J0~14 см2. Возбужденные
молекулы образуются преимущественно в
состоянии 22, которое характеризуется
явно выраженным ионным типом связи.
Рабочая смесь состоит из инертного газа
с малой примесью @,1—0,5%) галогено-
содержащих молекул. В связи с тем, что
рабочее давление смеси обычно выше 1 атм,
колебательно-возбужденные молекулы
галоидов инертных газов, находящиеся в
состоянии 2Б, релаксируют при
столкновениях на наиболее низко расположенные
колебательные уровни этого состояния,
откуда они испытывают переход в основное
состояние молекулы. Так как это
состояние является обычно отталкивательным
(или слабосвязанным), то инверсная
заселенность, так же как и в случае эксимер-
ных лазеров в чистых инертных газах,
возникает благодаря быстрому распаду
молекулы.
* См. табл. 9.1 и 9.3.
В связи с тем, что существенных потерь
энергии электронного возбуждения атомов
и молекул в системе за время лазерного
импульса не происходит, а также
благодаря большому сечению возбуждения
верхнего лазерного состояния и
благоприятному соотношению энергии кванта
лазерного излучения и энергии возбуждения,
К. П. Д. эксимерных лазеров на галоидах
инертных газов может достигать 1 —10%.
Малое время жизни нижнего лазерного
состояния позволяет получать для
лазеров с относительно длинноволновыми
переходами X « 350 нм генерацию в
квазинепрерывном режиме с длительностью
импульса излучения много больше
радиационного времени жизни верхних
лазерных состояний.
В процессе работы лазеров на галоидах
инертных газов происходит выработка га-
логеносодержащих молекул и образование
вторичных продуктов, которые могут иметь
поглощение на длине волны излучения
лазера. Поэтому рабочая смесь лазеров
должна периодически заменяться, в
среднем за 2—20 импульсов.
9.3. УФ ИОННЫЕ ЛАЗЕРЫ
В коротковолновом диапазоне генерация
на переходах ионов в импульсном
режиме получена в области спектра до 150,0 нм
(лазер на ионах С IV), а в непрерывном —
в области до 224,0 нм (лазер на ионах
AgH).
Широкое практическое применение
нашли непрерывные ультрафиолетовые
лазеры на ионах инертных газов —
аргоновый, криптоновый и ксеноновый лазеры.
Лучшие промышленные образцы ионных
лазеров на аргоне и криптоне с ресурсом
работы от нескольких сотен до
нескольких тысяч часов обеспечивают получение
лазерного излучения в ультрафиолетовом
диапазоне мощностью до 1—2 Вт. Лазеры
возбуждаются в непрерывном
сильноточном разряде при относительно низком
давлении газа 0,1 — 1 мм рт. ст. Наибольшие
трудности вызывает изготовление
долговечных лазерных трубок.
Лазер на парах кадмия X = 325,0 нм
является относительно более простым в
изготовлении, требует умеренной мощности
питания и имеет высокий срок службы
~ 2000 ч при мощности излучения на
ультрафиолетовом переходе несколько
милливатт. Возбуждение лазера
осуществляется с помощью непрерывного разряда
в гелии при давлении 1—2 мм рт. ст., к
которому с помощью катафореза или другим
способом подмешиваются пары кадмия
при давлении около 10~2 мм рт. ст. В
последнее время получена генерация
лазеров на ионах серебра, меди и золота при
давлении паров металлов около 10~ мм рт.
209

4. I.
Газовые лазеры
Таблица 9.3
Таблица ультрафиолетовых переходов i
Ион
ВИ
345,1
Переход
Бор [53]
лонных
CIV
Nil
NIII
NIV
on
•OIII
OIV
FII
Fill
FIV
Nell
154,82
155,08
A
399,499
336,732
C47,870
|348,302
Кис
374,949
298,386
298,5
304,715
375,468
375,989
C06,346
338,134
338,554
320,274
275,959
312,156
317,418
282,608
Неон
331,975
332,374
332,75
332,902
334,559
i
2S 2«S On 2po
2s2S1/2-2p2P?/2
зот [55—57]
CPoKp4P§~/2-(iPo)
лород [56—58]
~CPKs4P5/2
BP°) 3p ^2 —
— BP0) 3s1 P$
BР°)Зрзр2 —
BP°) 3p3 D2 —
BP°) 3p 3D3~
— BP°Ks3p°
CP°Kp4D7/2~2
Фтор [59]
3p' XD2 — 3s' XD°
3p2Dg/2 — 3s 2D5/2
3p4D£/2 —3s 4P5/2
56, 58, 60, 61q, 65]
-(*DKs2D3/2
-(iDKs2D25/2
103
103
—
—
0,1
—
лазеров1'
Ион
NelU
NelV
NeV
PIV
SIU
SV
C1III
Чозд, HM
Heo
337,833
339,286
339,340
371,309
B06,5304
218,0858
247,3398
260,9982
267,7918
267,8690
277,75
286,6726
312,0
333,107
202,2186
235,7980
237,3100
226,57
334,776
332,5
349,7
370,9
263,9
263,270
319,143
339,287
339,345
353,003
356,069
360,210
361,210
362,269
372,046
374,878
Переход
н (продолжение)
3p2Po1/2_3s2P1/2
3p2P3°/2-3s2P1/2
-CPKs2P3/2
(He идентифицировано)
BD°) 3p3P2—
BD°Kp4J—3s3lD?2
D5°) SptPi—
B£)9) 3piF3 — 3sWl
He идентифицировано
pD) 3p2D°5y2 —
He идентифицировано
Фосфор [59]
Сера [66]
BP°Lp3P2-_
Не идентифицировано
BPoLp3D2—
Не идентифицировано
Хлор [59]
4p'2F7/2—-4s35x
4p4S^— 4s4P2
4p4D°—4s4P1
4pzD\—4s 4PQ
4p2/J_4s2pi
4p2O° —4s2P0
0,04
3-103
—
0,01
40
17
140
1
150
100
0,2
5
50
75
1
2
—
—
—
210

Гл. 9.
Газовые лазеры в УФ- и ВУФ- областях спектра'
Продолжение табл. 9.3
Ион
Aril
Arlll
ArlV
Call
KrII
Чозд, HM
огон [55,
J304.7
1357,69
275,3884
285,5374
288,4216
300,2642
302,405
305,48
333,614
334,478
335,852
351,113
351,415
363,786
379,528
385,826
211,3982
224,8840
251,3298
262,1377
252,4883
291,2924
292,6227
b
370,6
379,7
Kpunmo
B64,941
^266,450
Переход
56, 58, 60, 61, 65, 82]
He идентифицировано
4рШ2—4sWl
4p3P1—4s3D?
B£>°) 4p3P2—
— BD°Ls3D£
4p2p1-4siD<
BР«LоР3^з-.
BP°Lp3D2--
BD°) 4p*/r4—
— (W°LsW°2
BZ)°) 4s3Dc
BD0) 4p^F —
4p3P1-4s3St1
BD°) 2p1Fz
—BD°Ls1D2-
BP°) 4p3ZK —
__/2p°\ 3d3Pc
/2ро\4лЗ£)
Bp®\ 3d^P°
He идентифицировано
» »
4p4S£/2-4s2P5/2
4/72£)o/2 4s2p3/2
(альций [67]
52S1/2-42P1/2
« [55, 55, 55, 82}
(•PM/»D|/2-
II
—
—
—
-—
f0,l3)
0,13)
0,63>
O,O123)
—
20
10
CO О О СО
4
0,1
21
Ион
КПП
Кг IV
AgH
Cdll
Cull
^возд, нм
Крит
377,134
304,9704
312,4363
323,9512
337,496
350,7420
356,420
П94,9623
205,1082
219,1916
.225,4638
233,8478
266,4398
274,1380
224,34
226,76
286,21
299,26
308,80
318,06
382,62
382,05
К
325,031
248,56
250,65
259,06
259,90
Переход
гпгон (продолжение)
— CРMр4Рз/2
Не идентифицировано
— (Ю°) 5sW%
BР°) ЪрЮ2—
— BP°Ms1Pf
DS°) 5p3P2—
—DS°) 5s3S^
Не идентифицировано
» »
» »
» »
» »
Серебро [69[
5d3D2—5рзр°
Не идентифицировано
ъ »
Не идентифицировано
» »
Ъдмий [70—71]
5s»D3/2-
— ASMp2P^/2
Медь [72]
SdPSs^Dx—3d°4p ZF%
3d^5s3Z)i—3d°4p3Z-J 1
3d^5s3Z)rt—3d°Ap^F% J
МОЩНОСТЬ
генерации,
Вт
6
14
0,05*»
0,8*'
0,8
15
1
60Q
a
21
27
—
—
0,3S
—
—
5.10-»
7-10-*
2111

4. I.
Газовые лазеры
Продолжение табл. 9.3
Ион
Переход
Ион
возд,
Переход
Ксенон [56, 58, 65, 68, 73t 82]
ХеШ
"XelV
Г223,2442
231,5356
247,718
298,37*
307,9731
330,592
345,4248
354,231
359,7
366,920
374,573
378,099
384,1
399,3
252,6664
269,1939
324,6922
330,64
Не идентифицировано
(«Ро) брЗОх-
— BP°Ns3P°
Не идентифицировано
BD°) 6/?3Р2—
Не идентифицировано
()p2
— DS°Ns»SJ
Не идентифицировано
50
1400
0,015
0,1
AuII
Не идентифицировано
24
5
260
Ксенон (продолжение)
{333,0869 Не идентифицировано
336,004
348,296
364,5478
376,000
380,327
397,293
247,718
269,182
348,296
355,0
364,546
376,0
380,327
397,293
330
3600
[253,35
261,64
282,22
284,72
286,33
288,82
289,35
291,81
295,94
Золото [83]
Не идентифицировано
') Генерация ионных лазеров наблюдается в основном в импульсном режиме. Линии, на
которых получена генерация в непрерывном режиме подчеркнуты.
2) Приводятся только абсолютные величины мощности генерации.
3) Для промышленных лазеров непрерывного действия типа CR-18 фирмы Coherent Radiation
и лазера типа 170 фирмы Spectra-Physics.
ст. в смеси с избытком инертных газов
при полном давлении 10—20 мм рт. ст.
Импульсные ионные лазеры имеют
длительность импульса излучения от
нескольких десятков наносекунд до
нескольких сотен микросекунд и относительно
более просты в изготовлении. Пиковая
мощность излучения при этом намного
ниже, чем для упомянутых выше
молекулярных лазеров, в связи с малой
плотностью активной среды.
Механизмы возбуждения
ультрафиолетовых ионных лазеров весьма
многообразны. Инверсная заселенность образуется
при «прямом» и ступенчатом возбуждении
верхних рабочих уровней электронами, за
счет рекомбинации ионов более высокой
кратности ионизации, при передаче
энергии возбуждения от метастабильных ато-
мов, при столкновениях,
сопровождающихся передачей заряда (перезарядка).
При «прямом» возбуждении уровней
ионных лазеров электронами с энергией
выше пороговой на несколько электрон-
вольт заселяются в основном верхние
рабочие уровни, четность которых совпадает
с четностью основного состояния иона.
Нижние рабочие уровни при этом имеют
противоположную четность и малое
радиационное время жизни благодаря
переходам в основное состояние. Примером
могут служить переходы 374,0 нм Oil и
переход 332,3 нм Nell.
При ступенчатом возбуждении
происходит предварительная ионизация атома
или возбуждение его в метастабильное
состояние, а затем возбуждение на верхний
рабочий уровень. Определенный вклад при

Гл. 9.
Газовые лазеры в УФ- и БУФ- областях спектра
этом могут давать радиационные процессы
заселения с верхних возбужденных
состояний, а в некоторых случаях и «прямое»
возбуждение электронами. Приведем
наиболее интенсивные переходы
ультрафиолетовых лазеров на ионах инертных газов
(см. табл. 9.3): неоновый лазер —
332,774 нм @,1 Вт), 337,833 нм @,04 Вт);
аргоновый лазер — 333,616 нм @,1 Вт),
351,113 нм @,6 Вт), 351,415 нм @,1 Вт),
363, 786 нм @,7 Вт); криптоновый лазер —
15
'*";
Рис. 9.7. Схема уровней Не—Cd-лазера [70].
350,742 нм @,8 Вт), 356,420 нм @,8 Вт),
ксеноновый лазер — 378,099 нм.
Рекомбинационный механизм
инверсной заселенности реализуется в
ультрафиолетовом лазере на ионах Call. Заселение
рабочих уровней лазера происходит за
счет ударно-радиационной рекомбинации
ионов СаШ в послесвечении импульсного
разряда в смеси 6 • 10~3 мм рт. ст.
паров Cd и 2—10 мм рт. ст. гелия. Девоз-
буждение нижних рабочих состояний
происходит благодаря тушащим столки ве-
ниям с медленными электронами.
Использование гелия ускоряет охлаждение
электронов и улучшает параметры лазера.
Столкновительная передача энергии
возбуждения метастабильного атома Не в
состоянии 23Si атому кадмия,
сопровождающаяся ионизацией и возбуждением
последнего, используется в лазере на
парах кадмия, (рис.^ 9.7).
Эффективное сечение этого процесса
6,5 • 10~15 см2 (ионизация Пеннинга)
превышает газокинетическое. Инверсная
заселенность возникает и поддерживается
в непрерывном режиме благодаря более
быстрому радиационному распаду нижних
рабочих уровней @,5 не) по сравнению с
верхним состоянием B60 не). Пленения
излучения на переходе в основное
состояние иона при этом не происходит из-за
малой концентрации ионов кадмия.
Столкновительная передача заряда
ионов инертных газов рабочим атомам
(перезарядка) используется в лазерах на парах
серебра, меди и золота. Эффективное
сечение процесса перезарядки превышает
Ю^ см2, что обеспечивает эффективное
возбуждение верхних рабочих уровней.
На нейтральных атомах генерация в
ультрафиолетовом диапазоне получена в
парах свинца. Возбуждение инверсной
заселенности на переходе с резонансного
уровня на метастабильный происходит по
трехуровневой схеме на фронте импульса
тока в газовом разряде за "счет более
быстрого заселения верхнего рабочего
состояния электронами. Для получения
достаточно высокой плотности паров свинца
активный участок разрядной трубки
подогревается до 1000° С.
9.4. СИСТЕМЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ
Возбужденное ультрафиолетовых
газовых лазеров осуществляется с помощью
самостоятельного газового разряда и с
использованием сильноточных пучков
быстрых электронов (табл. 9.4).
Используются две основные схемы возбуждения. В
поперечной схеме возбуждения ток
электронов направлен перпендикулярно
направлению распространения лазерного
излучения, а в продольной схеме ток
электронов направлен вдоль оптической оси
лазера. Для возбуждения лазерных систем
с относительно низким давлением рабочего
газа широко используется поперечный
самостоятельный разряд без предиониза-
ции газа.
Наиболее короткие и мощные импульсы
возбуждения получены при
использовании двойной плоской формирующей линии
(линии Блюмлейна, см. рис. 9.8).
Формирующая линия представляет собой
плоский конденсатор, в верхнюю или нижнюю
пластину которого вмонтирована
лазерная кювета, а сбоку' расположен один или
несколько коммутаторов. При
срабатывании коммутатора в линии
распространяется волна разрядки напряжения. После
отражения от первоначально непроводящего
газового промежутка лазерной кюветы
волна напряжения меняет знак и на
рабочем промежутке формируется удвоенное
напряжение, которое может поддерживаться
в течение интервала времени А? = 2Ь~\/Ъ1с,
где L — длина линии; 8 —
диэлектрическая проницаемость изоляции линии; с —
скорость света. Наиболее широко
используются линии с газовыми разрядниками,
которые позволяют работать в режиме ча-
тых повторений до нескольких десятков
герц. Для получения «однонаправленного»
лазерного излучения и возбуждения
активной среды в режиме «бегущей волны»
используется схема с запаздывающим под-
жигом многоканального разрядника на
твердом диэлектрике в линии Блюмлейна
[19], схема с формирующим крылом ли-
213

4. I.
Газовые лазеры
Таблица 9.4
Системы возбуждения газовых лазеров УФ- и БУФ-диапазонов
Способ
возбуждения
Поперечный
самосто ятель-
ный газовый
разряд
То же
Поперечный

самостоятельный разряд с
предиониза-
цией
То же
Продольный

самостоятельный газовый
разряд
То же
Пучок
быстрых
электронов
То же
Характерные
особенности
системы
возбуждения
Накопительная
линия с
разрядником на твердом
диэлектрике
То же с
разрядником на сжатом
газе
То же с узким
каналом

Малоиндуктивные конденсаторы
с разрядником
или тиратроном
Предионизация

ультрафиолетовым излучением
Предионизация
разрядом
Предионизация
пучком быстрых
электронов
Для
возбуждения
молекулярных лазеров
Для
возбуждения импульсных
ионных лазеров
Для
возбуждения непрерывных
ионных лазеров
Поперечное
возбуждение
лазерного объема
Продольное
возбуждение
лазерного объема
Удельная
мощность

возбуждения,
ГВт/см3
0,1—0,5
0,03
0,5—5
5.10"—
ЗЛО
0,01
0,02—0,1
ю-3
2Л0"—
0,2
0,01
Юг—юз
Вт/см8
10-1
1_5. Ю
Рабочий объем,
см3
1,5—500
3—50
0,2
3—100
50—100
2—20
100
10—50
60
60 -
5—1000
1—40 л
Рабочее
давление
газа* атм
Ю~3— 1
0,02—0,1
0,02—2
0,04—0,6
?
0Л —12
1—3
10~2-1
Ю~°—Ю~4
10-4_ю-3
1—60
0,01—2
Режим
работы
Режим
однократных
импульсов
Режим
частых
повторений
То же
»
Режим ред-
коповторяю-
щихся
импульсов
Режим
частых
повторений
То же

Непрерывный режим
Режим редко-

повторяющихся импульсов
То же
Фронт

(длительность)
импульса

возбуждения,
НС
1—4
2—5
1
3—20
B0)
3—10
(ПО)
10—100
250—1000
(до 50 мкс)
3—10
3—20
C—55)

Литература
[4, 5, 19,
81, 2]
[20, 84]
[2,9]
[27, 28,
85]
148]
[32, 80]
[87]
[14, 29]
[58, 65]
[65]
[40—43,
38, 49,
52]
[1, 17, 18,
50]
нии, направленным под углом к рабочей
кювете [6], и схема с параболической
плоской линией [20]. В последних двух
случаях в линии используется одноканальный
разрядник.
С помощью систем возбуждения с
плоской накопительной линией получена
рекордная пиковая мощность азотного
лазера, наблюдалась генерация Н2-лазера при
давлении до 2 атм и Ы2-лазера при исполь-
214
зовании рабочей смеси с избытком гелия
при давлении газа свыше 10 атм. На
основе плоской формирующей линии
разработаны системы возбуждения простейших
УФ Ы2-лазеров [30, 31].
В качестве накопительных элементов
в системах поперечного возбуждения
азотного лазера используются также
малоиндуктивные конденсаторы. При этом по
сравнению с линией Блюмлейна удается

Гл. 9.
Газовые лазеры в УФ- и БУФ- областях спектра
существенно уменьшить габариты
системы возбуждения. Наиболее широко
используется схема с непосредственным
подключением конденсаторов к разрядному каналу
[27, 28]. Зарядка конденсаторов при этом
осуществляется в импульсном режиме.
10 10 ЪОсм
Рис. 9.8. Схема возбуждения газоразрядного
лазера с помощью плоской линии Блюмлейна:
а — схема с использованием диэлектрических
разрядников [19]. / — замыкающий разрядник на
твердом диэлектрике или масле, 2 —
коаксиальные линии задержки; 3 — управляемые
разрядники на твердом диэлектрике, 4 — верхняя
металлическая пластинка линии, заряжаемая до
высокого напряжения; 5 — рабочий лазерный объем;
6 — диэлектрик; 7 — лазерное излучение; 8 —
заземленная нижняя металлическая пластина: б —
типичная система возбуждения Нг-лазера с
плоской накопительной линией [И], / — лазерная
кювета; 2 — буферный объем с газом; 3 —
термостолбик; 4 — разрядник на сжатом газе; 5 —
фланец с окошком из LiF или MgF2; 6 — линза из
LiF; 7 — входная щель спектрографа; 8 —
подсоединение линии к источнику напряжения; 9 — к
системе откачки и наполнения газом.
Для возбуждения газовых лазеров при
атмосферном и более высоком давлении
используется поперечный самостоятельный
разряд с предионизацией. Предионизация
необходима для формирования разряда с
приемлемой объемной однородностью и для
предотвращения образования искровых
каналов. Предионизация осуществляется с
помощью ультрафиолетового излучения,
получаемого от вспомогательных
искровых разрядов, расположенных вдоль
рабочего объема, с помощью дополнительного
импульсного разряда и пучков быстрых
электронов.
Для возбуждения непрерывных
ионных лазеров обычно используется
сильноточный продольный разряд в газе низкого
давления (Ю-2 — 1 мм рт. ст.) в трубках
из высокотемпературной керамики или
в секционированных трубках из
тугоплавкого металла, например вольфрама.
Для уменьшения эрозии трубок из-за
контакта сильноточного разряда с
поверхностью трубки используют магнитную
изоляцию плазмы с помощью продольного
магнитного поля 0,02 — 0,05 Тс. Для
возбуждения гелий-кадмиевого лазера
применяется относительно слаботочный тлеющий
разряд. Требования к лазерной трубке
и системе питания этого лазера гораздо
менее жесткие. Продольный разряд
используется также для возбуждения
импульсных ионных лазеров и азотного УФ
лазера.
При использовании пучков быстрых
электронов применяются две основные
схемы возбуждения. В продольной схеме
используется относительно низкое давление
газа 20 — 30 мм рт. ст. Для уменьшения
расходимости пучка электронов
используется аксиальное магнитное поле в
несколько десятых тесла (см. рис. 9.9). В
простой . поперечной схеме возбуждения
лазеров высокого давления лазерное
излучение направлено перпендикулярно пучку
электронов. В коаксиальной поперечной
схеме со сходящимся пучком электронов
цилиндрическая активная область с
газом высокого давления облучается
электронами равномерно (рис. 9.10). Обычно
используются пучки электронов с
энергией 0,4 — 2,0 МэВ током 5 — 30 кА
и длительностью импульса тока 5 —
30 не.
При взаимодействии первичного пучка
быстрых электронов с газом происходит
иоЕизация газа с передачей энергии вторич-
7 2 д
7 8
Рис. 9.9. Продольная схема возбуждения газового
лазера пучком быстрых электронов:
/ — ускоритель электронов; 2 — вакуумный диод;
3 — окно для инжекции электронов; 4 — двойная
труба из нержавеющей стали (для охлаждения
рабочего газа); 5 — пучок быстрых электронов;
6 — электромагнит на 0,6—1,3 Т/с; 7 — лазерное
излучение; 8 — система регистрации; 9 — к
системе охлаждения.
ным электронам. При этом 'эффективное
сечение процесса таково, что образуется
относительно большое число электронов
с низкой энергией до нескольких
десятков электронвольт. Имеются, однако, и
вторичные электроны с энергией, равной
примерно половине энергии первичных
электронов. Эти электроны дают начало
следующему поколению вторичных
электронов и т. д. Возбуждение лазерных уров-
215

Ч. 1.
Газовые лазеры
Таблица 9.5
Эксимерные лазеры на галоидах инертных газов
Спектр
генерации,
длина
волны,
нм
Спектр
возбуждения:
некоторые
параметры
Состав рабочей смеси,
давление газа, атм.
Импульс генерации
энергия,
Дж
ность,
не
кпд, %

Литература
ArCl
ArF
KrCl
175,0
193,3
222,9
248,5
249,5
[86]
Газовый разряд;
80—110 кВ
Пучок
электронов; 2МэВ, 55 кА
Разряд с фото-
предионизацией
«Двойной»
разряд*) , 3 — 6 Гц
Газовый
разряд*), 5 Гц
Пучок
электронов; 0,6 МэВ.
25 кА
Пучок
электронов; 350 кэВ,
2,2 кА
Пучок
электронов; 1,2 МэВ,
142 кА
Разряд с преди-
онизацией
электронами
Пучок
электронов
Газовый
разряд; 8 кВ? до
20 Гц
Разряд с фото-
предионизацией* >
Пучок
электронов; 0,6 МэВ
Газовый
разряд*; 35 кВ, 5Гц
«Двойной»
разряд*; 3 — 6 Гц
Разряд с фото-
предионизацией
«Двойной»
разряд*); 100 Гц
F2:Ar:He(l:10:100); 1,0
F2:Ar A:350); 1,85
F2:Ar:He(l: 100:330); 2,0
SFe:Ar:He@,1:1:100), 8
NF3:Ar:He( 1:55:630)
С12:Кг:АгA:20:700); 4,5
F2:Kr:Ar@,1:1:99); 1—4
F2:Kr:Ar(l:25:500); 4
F2:Kr:Ar@,1:2:98); 1
NF3:Kr:Ar(l: 130:1300); 2,25
NF,:Kr:He(l:3:100); 0,9
F2:Kr:He(l:50:330); 2
F2:Kr:He(l:10:1000); до 10
NF3:Kr:He(l:50:500); 1,2
SFe:Kr:He(l, 1:1:100); 8
NF3:Kr:He@,6:16:2250) ;3
N2Fe:Kr:He@.7:16:2250); 3
SFe:Kr:He@,4:16:2250); 3
SFe:Kr:He@,1:1:100); 3
2- 10~4
92
0,06
3-10-5
8. IO~4
0,05
6- 10-3
5,6
6-10-3
1,5
8.10
0,13
7.10"^
5.10
4-10-3
2. 10~2
2.10-2
4- 10-3
2-10-3
@,2 Вт)
10
55
20 —25
3
15
20
100
50
90
125
25
20 — 25
15
17
1 ,5 — 2
7
7
10
2
|Св.]
3
0,6
0,003
5 - 10 ~ 2
0,4
3
0,06
15
0,25
1,3
15
0,15
0,2
[50]
[48]
[92]
[93]
[51]
[49]
[94]
[86]
[95]
I 96]
[48]
187]
[97]
[92]
[98]
[99]
XeBr
XeCl
XeF
281 ,8
307 ,92
308,16
[49, 97]
348,75
350,91
350,97
351 ,14
353,05
353,54
[103, 97]
Пучок
электронов; 0,4 МэВ
Пучок
электронов; 350 кэВ,
2,2 кА
«Двойной»
разряд*); 30 кВ, 2—
3 Гц
Газовый
разряд*) ;35 кВ, 5 Гц
Пучок
электронов; 0,3 МэВ
Пучок
электронов, 0,3 Мэв,
3 кА
Пучок
электронов; 0,3 МэВ,
3 кА
Газовый
разряд*); 1 Гц
Газовый
разряд*); 20 Гц
Двойной
разряд*); 1 Гц
Разряд с фото-
предионизацией*)
Пучок
электронов; 0,3 МэВ
Газовый
разряд*), 200 Гц
Разряд с фото-
предионизацией •)
Фотодиссоциация
Разряд с преди-
онизацией
Вг2:ХеA:200); 1,0
С12:Хе:Аг@,1:10:90); >2
ВС1А:Хе:Не@:2:1,5:100); 3,5
CF2Cl2:Xe:He(l:8:300);>l,2
СС14:Хе:НеA:75:2000); 5
Fs:Xe:Ar(l:3: 1000); 4
NF8:Xe:Ar(l:25:250); 1,0
МРь:Хе:Не@,5:1 ,5:98)
NF3:Xe:He(l:3:100)
NF8:Xe:He(l:l:98); 1,0
F2:Xe:He(l:3:900); 2,0
NF3:Xe:Ar@,1:0,4:99,5); 2,5
NF3:Xe:Ne@,1:0,4:99,5);2,5
NF3:Xe:He(l:3:100)
NF3:Xe:He(l:3:2700); 4,7
XeF2:N2:Ar@,l:l,7:23);l,0
4.IO-6
5-10-5
3-10-3
10~3
0,13
3-ю-4
0,08
7.IO-3
ю-3
0,1
0,065
0,3
1,08
3,5-10-3
E0 мВт)
0,29
to
20
40
5
10
25
50
100
20
40
4
20 — 25
1000
1000
20
2000
1000
1
15
0,01
3
0,1
1,2
1
0,5
1,8
[52]
[49]
[80]
[97]
[100]
[101]
[102]
[85]
[ЮЗ]
[84]
[48]
[79]
[104]
[88]
[105]
[89]
[91]
*) Частота повторений \1 Гц#
216

Гл. 9.
Газовые лазеры в УФ- и В УФ- областях спектра
ней происходит в результате суммарного
действия электронов различных
поколений. Измеренная экспериментально
эффективность преобразования энергии
пучка электронов в энергию спонтанного
излучения У] на 2 + системе полос
молекулярного азота составляет 0,2%. Несколько
больше эта цифра для 1 — системы по-
Рис. 9.10. Коаксиальная схема возбуждения
газового лазера пучком быстрых электронов
(продольное сечение):
1 — корпус коаксиального вакуумного диода; 2 —
анод в виде трубки с толщиной стенок 25—30 мкм,
наполненной сжатым газом; 3 — катод; 4 —
предохранительное кольцо; 5 — рабочий объем со
сжатым газом; 6 — резонаторный узел, система
наполнения рабочего лазерного объема; 7 —
система откачки; 8 — к источнику отрицательного
напряжения; 9 — пучок быстрых электронов; 10 —
лазерное излучение.
лос иона N2. Она равна 0,6%. Для
континуумов спонтанного излучения инертных
газов и галоидов инертных газов
эффективность преобразования может достигать
10 -20%.
В последнее время особенно большой
прогресс достигнут в области УФ экси-
мерных лазеров на галоидах инертных
газов. Генерация получена при давлении
газа до 10 атм [87], в режиме частых
повторений в системе с замкнутым циклом
прокачки [88], в квазинепрерывном режиме
с длительностью импульса генерации около
1 мкс [79], при фотодиссоциации галоге-
носодержащих молекул [89].
Наблюдалась люминесценция трехатомных экси-
мерных молекул галоидов инертных газов
[90]. Реализована генерация эксимерного
лазера на молекуле XeF (длина волны
351 нм) при возбуждении в газовом
разряде, стабилизированном пучком быстрых
электронов [91]. Это позволило увеличить
длительность импульса генерации до
10~6 с. Некоторые дополнительные
данные по эксимерным лазерам на галоидах
инертных газов приведены в табл. 9.5.
Лазеры на галоидах инертных газов
предложены в [106], первые спектры
люминесценции исследованы в [106—108].
В последнее время получена также
импульсная генерация на переходах между
устойчивыми электронными состояниями
молекул F2 (k = 157,5 нм, предполагаемый
переход sU2q -> 3П2и, энергия импульса
генерации 22 мДж, смесь 2 мм рт. ст.
F2 и 1500 мм рт. ст. Не, возбуждение
пучком электронов) [109] и S2 (система линий
генерации в области 365—570 нм, переход
В 3S X 32
р
В 3SU
X
g, энергия импульса
генеД
U g р у
рации 10—100 мкДж, давление паров серы
10 мм рт. ст., возбуждение излучением
N2 — лазера или 2-й гармоники лазера
на красителе) [110], а также на переходах
ионов аргона, криптона и ксенона в
области 175-280 нм [111].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Басов Н. Г., Данилычев В. Ам
Попов Ю. М., Ходкевич Д. Д. Квантовый
генератор в вакуумной области спектра при
возбуждении жидкого ксенона электронным
пучком. — «Письма в ЖЭТФ», 1970, т. 12,
№> 10, с. 473—474.
2. Dreyfus R. W., Hodgson R. Т.
Molecular-hydrogen laser: 1098—1613 A. — «Phys.
Rev.», 1974, v. 9, № 6A, p. 2635—2648.
3. Бажулин П. А., Князев И. Н., Пет-
раш Г. Г. О возможности получения
стимулированного излучения в далекой
ультрафиолетовой области спектра. — ЖЭТФ,
1965, т. 48, № 3, с. 975—976.
4. Waynant R. W., Shipman J. D.,
Elton R. С, АН A. W. Vacuum-ultraviolet
laser emission from molecular hydrogen. —
«Appl. Phys. Lett», 1970, v. 17, № 9, p. 383—
384.
5. Hodgson R. T. Vacuum-ultraviolet
laser action observed in the Lyman banbs of
molecular hydrogen. — «Phys. Rev. Lett.»,
1970, v. 25, № 8, p. 494—497.
6. Уэйнент Р. У., Шипмен Дж. Л.,
Элтон Р. Ч., Али А. В. Лазерное излучение
молекулярного водорода в области
вакуумного ультрафиолета. — ТИИЭР, 1971, т. 59,
№ 4, с. 265—270.
7. Borgstrom S. A. A simple low-dever-
gence H2 laser at 160 nm. — «Optics com-
mun.», 1974, v. 11, № 2, p. 105—108.
8. Waynant R. W. Observation of Gain
by stimulated emission in the Werner band
of molecular hydrogen. — «Phys. Rev. Lett.»,
1971, v. 28, № 9, p. 533—539.
9. Антонов В. С, Князев И. Н., Мов-
шев В. Г. Водородный лазер вакуумного
ультрафиолета в режиме частых
повторений импульсов излучения. — «Квантовая
электроника», 1975, т. 2, № '6, с. 1305—
1307.
10. АН A. W., Kepple Р. С. Н2 Lyman
and Werner bands laser theory. — «Appl.
Optics», 1972, v. 11, № 11, p. 2591—2596.
11. Knyazev I. N., Letokhov V. S., Mov-
shev V. G. Efficient and practical hydrogen
VUV Laser. — «IEEE J. of QE», 1975,
v. QE-11, № 10, p. 805—817.
12. Waynant R. W., AH A. W.
Experimental observations and calculated band
strengths for the D2 Lyman band laser. —
«J. Appl. Phys.», 1971, v. 42, № 9, p. 3406—
3408.
13. Hodgson R. T. Vacuum-ultraviolet la-
sing action observed in CO- 1800—2000 A.—
«J Chem. Phys.», 1971, v. 55, № 1, p. 5378—
5379.
217

ч. т.
Газовые лазеры
14. Каслин В. М., Петраш Г. Г.
Вращательная структура ультрафиолетовой
генерации молекулярного азота, — Письма в
ЖЭТФ», 1966, т. 3, № 2, с. 88—92.
15. Gallardo M., Massone С. A., Garvag-
lia M. Superradiant and laser spectroscopy
in the second positive system of N2. — «Appl.
Optics», 1968, v. 7, № 12, p. 2418.
16. Каслин В. М. Импульсные газовые
лазеры на электронных переходах при
охлаждении рабочего газа. Канд. дис,
Москва, ФИАН, 1972.
17. Dreyfus R. W., Hodgson R. Т.
Electron-beam excitation of the nitrogen
laser. — «Appi. Phys. Lett.», 1972, v. 20, № 5,
p. 195—197.
18. Pattersen E. L., Gerardo J. В.,
Johnson A. W. Intense electron beam excitation
of the 3371 A N2 laser. — «Appl. Phys.
Lett.», 1972, v. 21, № 6, p. 293—295.
19. Shipman J. D. Travelling wave
excitation of high power gas lasers. — «Appl.
Phys. Lett.», 1967, v. 10, № 1, p. 3—4.
20. Godard B. A simple high-power
large-efficiency N2 Ultraviolet laser. — «IEEE
J. of QE», 1974, v. QE-10, № 2, p. 147—
153.
21. Targ R. Pulse nitrogen laser at high
repetition rate. — «IEEE J. of QE», 1972,
v. QE-8, № 8, p. 726—728. <
22. Leonard D. A. Saturation of the
molecular nitrogen second positive laser
transitions. '— «Appl. Phys. Lett.», 1965, v. 7,
№ 1, p. 4—6.
23. Basting В., Schafer E. D., Steyer B. A.
A small high-power nitrogen laser. — «Opto-
Electron.», 1972, v. 4, № 1, p. 43—49.
24. Knyazev I. N., Letokhov V. S., Mov-
shev V. G., TEA N2 UV laser with reduced
spectra. — «Optics Commun.», 1972, v. 6,
№ 3, p. 250.
25. Suchard S. N., Galvin L., Sutton D. G.
Quasi-cw laser emission from the second
positive band of nitrogen: electron-beam
excitation .of the nitrogen laser. — «Appl.
Phys. Lett.», 1975, v. 26, № 9, p. 521—523.
26. AH A. W., Colb A. C, Anderson A. D.
Theory of the pulsed molecular nitrogen
laser. — «Appl. Optics.», 1967, v. 6, № 6,
p. 2115—2119.
27. Schenck P., Metcalf H. Low cost
nitrogen laser design for dye laser pumping. —
«Appl. Optics», 1973, v. 12, № 2, p. 183—
186.
28. Тарасенко В. Ф., Федотов А. И.,
Бычков Ю. И. Мощный азотный лазер. —
«Квантовая электроника», 1974, т. 1, № 5,
с. 1226—1227.
29. Nilssen N. R., Steinvall О., Subrama-
nian С. К. et al. Studies of stimulated
emission from discharges in air and nitrogen in
the pressure range 1—760 torr. — «Physica
scripta», 1970, v. 1, p. 153—158.
30. Антонов В. С, Князев И. Н., Мов-
шев В. Г. Генерация 1М2-лазера в открытой
воздушной кювете. — «Квантовая
электроника», 1974, т. 1, № 2, с. 433—435.
31. Stong С. L., Small J. G. An unusual
kind of gas laser that puts out pulses in
218
the ultravioler. — «Sci. Amer.», 1974, v. 230,
№ 6, p. 122—127.
32. Ищенко В. H., Лисицын В. Нм Ра-
жев А. М., Старинский В. Н.
Сверхизлучение на 2+ и 1 — полосах азотах в разряде
при давлении 10 атм. — «Письма в ЖЭТФ>\
1974, т. 19, № 7, с. 429—432.
33. Басов Н. Г., Данилычев В. А.,
Долгих В. А., Керимов О. М., Лобанов А. И.>
Сучков А. Ф. Ультрафиолетовый лазер
высокого давления на смеси Ar-f N2. —
«Письма в ЖЭТФ», 1974, т. 20, № 2, с. 124—128.
34. Searles S. К. Superfluorescent laser
emission from electron-beam-pumped Ar—
N2 mixtures. — «Appl. Phys. Lett.», 1974,.
v. 25, № 12, p. 735—737.
35. Ault E. R., Bhaumik M. L., Olson N. I.
High-power Ar—N2 transfer laser at
3577 A. — «IEEE J. of QE», v. QE-10, № 8,
p. 624—626.
36. Collins С. В., Cunningham A. J.,
Curry S. M. et al. Stimulated emission from
charge-transfer reactions in the afterglow of
an e-beam discharge in N2-He nigh pressure-
mixtures. — «Appl. Phys. Lett.», 1974, v. 24,
№ 10, p. 477—478.
37. Ishchenko V. N., Lisitsin V. N., Raz-
hev A. M. et al. The N2+ laser. — «Optics-
Commun.», 1975, v. 13, № 3, p. 231.
38. Murray J. R.t Swingle \J. C,
Turner С. Е. Laser oscillation on the 292 nm
band system of Br2. — «Appl. Phys. Lett.»,
1976, v. 28, № 9, p. 530—531.
39. Bradford R. S., Ault E. R.,
Bhaumik M. L. High-power J2 laser in the 342 nm-
band system. — «Appl. Phys. Lett.», 1975,
v. 27, № 10, p. 546—548.
40. Басов Н. Г., Данилычев В. А.,
Попов Ю. A/V., Вынужденное излучение в
области вакуумного ультрафиолета. —
«Квантовая электроника», 1971, № I, с. 29—34.
41. Koehler H. A., Ferderber L. J., Read-
head R. L.. Ebert D. L. Stimulated emission
from high pressure Xe. — «Appl. Phys. Lett.»,,
1972, v. 21, № 5, p. 197—200.
42. Hughes W. M., Shannon J., Hunter R.
High-power ultraviolet laser radiation from
molecular xenon. — «Appl. Phys. Lett.»,
1973, v. 23, № 7, p. 385—387.
43. Rhodes С. К. Ultraviolet lasers. —
«IEEE J. of QE», 1974, v. QE-10, № 2,
p. 153—174.
44. Bradley D. J., Hull D. R.,
Hutchison M. H. R., McGeoch M. W. Co-axially
pumped narrow band continuously tunable,,
high-power VUV Xe laser. — «Optics
Commun.», 1975, v. 14, № 1, p. 1—3.
45. Gerardo J. В., Jonhson A .W.
Comment of «Dynamic model of high-pressure-
rare—gas excimer lasers.» — «Appl. Phys.
Lett.», 1975,. v. 26, № 10, p. 82—84.
46. Hoff P. W., Swingle J. C,
Rhodes, Ch. K. Observation of stimulated
emission from high-pressure krypton and
argon/xenon mixtures. — «Appl. Phys. Lett.»,.
1973, v. 23, JMb 5, p. 245—246.
47. Hughes W. M., Shannon J., Huater R.
126,1 nm molecular Ar laser — «Appl. Phys*
Lett.», 1974, v. 24, № 10, p. 488—490.

Гл. 9.
Газовые лазеры в УФ- и ВУФ- областях спектра
48. Burnham R., Djeu N. Ultraviolet-рге-
ionized discharge-pumped lasers in XeF,
KrF and ArF. — «Appl. Phys. Lett.», 1976,
v. 29, № 11, p. 707—709.
49. Ewing J. J., Brau C. A. Laser action
on the 22i/2->22i/2 bands of the KrF and
XeCl. — «Appl. Phys. Lett.», 1975, v. 27,
JNfo 6, p. 350.
50. Hoffman J. M., Hays A. K., Tisone
G. C. High-power uv noble-gas-halide
lasers. — «Appl. Phys. Lett.», 1976, v. 28,
№ 9, p. 538—539.
51. Murray J. R., Powell Т. С KrCl la-
•ser oscillation at 222 nm. — «Appl. Phys.
Lett.», 1976, v. 29, № 4, p. 252—253.
52. Searles S. K., Hart G. A. Stimulates
emission at 2818 A from XeBr. — «Appl.
Phys. Lett.», 1975, v. 27, JNIb 4, p. 243.
53. Cooper H. GM Cheo P. K. Laser
transitions in Ne II, Br II and Sn. — «IEEE J.
of QE», 1966, v. QE-2, № 12, p 782.
54. Waynant R. W. Vacuum-ultraviolet
laser emission from С IV. — «Appl. Phys.
Lett.», 1973, v. 22, № 8, p 419—420.
55 Tucker A. W.f Birnbaum M. Pulsed—
ion laser performance in nitrogen, oxygen,
krypton, xenon and argon. — «IEEE J. of
QE», 1974, v. QE-10, № 1, p. 99—100.
56. Cheo P. KM Cooper H. G. Ultraviolet
ion laser transitions between 2300 and
4000 A. — «J. Appl. Phys.», 1965, v. 36, № 6,
p. 1862—1865.
57. McFarlane R. A. Laser oscillation on
visible and ultraviolet transitions of singly
and multiply ionized oxygen, carbon and
nitrogen. — «Appl. Phys. Lett.», 1964, v. 5,
№ 5, p. 91—93.
58. Bridges W. В., Chester A. N. Visible
and ulitraviolet laser oscillation at 118
wavelengths in ionized neon, argon, krypton,
xenon, oxygen and other gases. — «Appl.
Optics», 1965, v. 4, № 5, p. 573—580.
59. Cheo P. K., Cooper H. G., UV and
visible laser oscillation in fluorine,
phosphorus and clorine. — «Appl. Phys. Lett.», 1965,
v. 7, № 7, p. 202—204.
60. Bridges W. В., Chester A. N. Spectro-
scopy of Ion lasers — «IEEE J. of QE»,
1965, v. QE-1, p. 66—84.
61. Бриджес П. Б., Честер А. Н., Хал-
стед А. С, Паркер Дж. В. Плазма ионных
лазеров. — ТИИЭР, 1971, т. 59, № 5, с. 5—
20.
62. Paananen R. Continuously-operated
U. V. lasers. — «Appl. Phys. Lett.», 1966,
v. 9, № I, p. 34.
63. Bridges W. BM Freiberg R. J., Hal-
sted A. S. New C.W. UV ion laser
transitions in neon, argon and krypton. — «IEEE
J. of QE», 1967, v. QE-3, № 7, p. 339.
64. Ferdley J. R. Continuous UV laser. —
«IEEE J. of QE», 1968, v. QE-4, № 10,
p. 627—631.
65. Marling J. B. Ion laser performance
and spectroscopy — new pulsed and CW
transitions below 3000 A. — «Didgest of
technical papers V Conference on laser en-
geneering and application.». Washington,
D.C. 1975, May 28—30, p. 27—28.
66. Cooper H. G., Cheo P. K. Ion laser
oscillation in sulfur. — In: Proc. 4th Intern.
Conf. Phys. Quant. Electr. Puerto-Rico, 1965,
June 28—30. New York, McGraw-Hill Book
Co, 1966. Ed. P. Kelley, B. Lax., p. 690,
1966.
67. Латуш Е. Л., Сэм M. Ф. Рекомбина-
ционные лазерные переходы в Са II и
Sr II. — ЖЭТФ, 1973, т. 64, № б, с. 2017—
2019.
68. Ericsson R. С, Lidholt L. R. Superra-
diant transitions in argon, krypton and
xenon. — «IEEE J. of QE», 1967, v. QE-3, № 2,
p. 94.
69. McNeil J. R., Johnson W. L.,
Collins G. J. Ultraviolet laser action in He—Ag
and Ne—Ag mixtures. — «Appl. Phys. Lett.»,
1976, v. 29, № 3, p. 172—174.
70. Goldsborough Y. P. Continuous laser
oscillations at 3250 A in cadmium ion. —
«IEEE J. of QE», 1969, v. QE-5, № 2, p. 133.
71. Collins G. J. Excitation mechanisms
in He—Cd and He—Zn ion lasers. — «J.
Appl. Phys.», 1973, v. 44, № 10, p. 4633—
4652.
72. McNeil J. R., Collins G. J.,
Peterson К. В. at al. Ultraviolet laser action from
Cu II in the 2500 A region. — «Appl. Phys.
Lett.», 1976, v. 28, № 4, p. 207—209.
73. Lluesma E. C, Tagliaferri A. A., Mas-
sone С A.? Garvaglia M., Gallardo M. Ionic
assigament of unidentified Xe laser lines.—
«J. Opt. Soc. Am.», 1973, v. 63, № 3, p. 362—
364.
74. Исаев А. А., Петраш Г. Г. Новые
линии генерации и сверхсветимости на парах
свинца. — «Письма в ЖЭТФ», 1969, т. 10,
№ 4, с. 188—192.
75. М. Н. R. Hutchison, С. С. Ling,
D. J. Bradley. Generation of coherent
radiation at 570 A by freguency tripling. —
«Optics Commun.», 1976, v. 18, № 12, p. 203—
204.
76. Акманов Н. Г., Ахманов С. А.,
Жданов Б. В. и др. Генерация когерентного
излучения на ^=2120 А путем каскадного
преобразования частоты. — «Письма в
ЖЭТФ», 1969, т. 10, № 6, с. 244—249
77. Harris S. E., Yound J. F., Kung A. H.
et al. Generation of 880 A laser radiation.
In: Proc. I Conf. on laser spectr. Vail,
Colorado, 1973, Plenum press, 1973.
78. Armstrong J. A., Wynne J. J. Auto-
ionizating states of Sr studied by the
generation of tunable vacuum UV radiation —
«Phys. Rev. Lett.», 1974, v. 33, № 20,
p. 1183—1185.
79. Champague L. F., Eden J. GM
Harris N. W., Djeu N., Searles S. K. 1-u.s laser
pulses from XeF. — «Appl. Phys. Lett.»,
1977, v. 30, № 3, p. 160—161.
80. Ishenko V. N., Lisitsyn V. N., Ra-
shev A. M. Efficient discharge pumping
XeCl laser. — «Optics commun.», 1977, v. 21,
№ 1, p. 30—32.
81. Waynant R. W. A
discharge-pumped ArCl superfluorescent laser at
175,0 nm. — «Appl. Phys. Lett.», 1977, v. 30,
№ 5, p. 234—235.
219

4. I.
Газовые лазеры
82. Tio Т. К., Luo H. H., Lin S. С. High
CW power ultraviolet generation from wall-
confied noble-gas ion lasers. — «Appl. Phys.
Lett.», 1976, v. 29, № 12, p. 795—797.
83. Reid R. D., McNeil J. R., Collins G. J.
New ion laser transitions in He—Ru
mixtures. — «Appl. Phys. Lett.», 1976, v. 29,
№ 10, p. 666—668
84. Burnham R., Powell F. X., Djeu N.
Efficient electric discharge lasers in XeF and
KrF. — «Appl. Phys. Lett.», 1976, v. 29, № 1,
p. 30—32.
85. Burnham R., Harris N. WM Djeu N.
Xenon fluoride laser excitation by
transverse electric discharge. — «Appl. Phys. Lett.»,
1976, v. 28, № 2, p. 86—87
86. Mangano J. A., Jacob J. H. Electron-
beam-controlled discharge pumping of the
KrF laser. — «Appl. Phys. Lett.», 1975, v. 27,
№ 9, p. 495—497.
87. Басов Н. Г., Брунин А. H., Данилы-
чев В. А., Дегтярев А. Г., Долгих В. А.,
Керимов О. М. Лазер высокого давления в
УФ области спектра на молекуле KrF. —
«Квантовая электроника», 1977, т. 4, № 7,
с. 1595—1597.
88. Christensen С. P. High-repetition-rate
XeF laser with gas recycling. — «Appl.
Phys. Lett.», 1977, v. 30, JVfe 9, p. 483—485.
89. Басов Н. Г., Зуев В. С,
Михеев Л. Д., Ставровский Д. Б., Яловой В. И.
+ +
Генерация на переходе В22 ]_ —Х22 J_ мо-
2 2
лекулы XeF при фотодиссоциации XeF2.—
«Квантовая электроника», 1977, т. 4, № 11,
с. 2453.
90. Басов Н. Г., Данилычев В. А.,
Долгих В. А., Керимов О. М., Лебедев В. С,
Молчанов А. Г. Новые эксимерные полосы
излучения галоидов инертных газов. —
«Письма в ЖЭТФ», 1977, т. 26, № 1,
с. 20—23.
91. Бычков Ю. И., Карлов Н. В.,
Коновалов И. Н., Месяц Г. А., Прохоров А. М.,
Тарасенко В. Ф. XeF-лазер,
стабилизированный пучком быстрых электронов. —
«Письма в ЖТФ», 1977, т. 3, № 20, с. 1041—
1044.
92. Ищенко В. Н., Лисицын В. Н., Ра-
жев А. М. Мощная сверхсветимость экси-
меров ArF, KrF, XeF в электрическом
разряде. — «Письма в ЖТФ», 1977, т. 2, № 18,
с. 839—842.
93. Kudryavtsev Yu. A., Kuzmina N. P.
Excimer gas-discharge tunable ArF laser. —
«Appl. Phys.», 1977, v. 13, № 2, p. 107—108.
94. Tisone G. C, Hays A. K.,
Hoffman J. M. 100 MW, 248,4 nm, KrF laser
excited by an electron beam. — «Optics Com-
mun.», 1975, v. 15, № 2, p. 188—189.
95. Bhaumik M. L., Bradford R. S.,
Ault E. R. High-efficiency KrF excimer
laser. — «Appl. Phys. Lett.», 1976, v. 28, № 1,
p. 23—24.
96. Sutton D. G., Suchard S. N.,
Gibb P. L., Wang C. P.
Fast-discharge-initiated KrF laser. — «Appl. Phys. Lett.», 1976r
v. 28, № 9, p. 522—523.
97. Кудрявцев Ю. А., Кузьмина Н. FL
Эксимерные ультрафиолетовые
газоразрядные XeF-, XeCl-, KrF-лазеры. —
«Квантовая электроника», 1У77, т. 4, № 1, с. 220—
222.
98. Andrews A. J., Kearsiey A. J.,
Webb С. E., Haydon S. C. A KrF fast
discharge laser in mixtures containing NF3,
N2F4 or SF6. — «Optics Commun.», 1977*
v. 20, № 2, p. 265—268.
99. Ищенко В. Н., Лисицын В. Н., Ра-
жев А. М. О частотном режиме работы
эксимерного лазера на KrF. — «Письма в
ЖТФ», 1977, т. 3, № 14, с. 690—693.
100. Бычков Ю. И., Лосев В. Фм
Месяц Г. А., Тарасенко В. Ф. XeCI-лазер,
возбуждаемый пучком электронов. — «Письма
в ЖТФ», 1977, т. 3, № 13, с. 1233—1236.
101. Brau С. A., Ewing J. J. 354-nm
laser action on XeF *. — «Appl. Phys. Lett.»,.
1975, v. 27, № 8, p. 435—437.
102. Ault E. A., Bradford R. S.,
Bhaumik M. L. High-power xenon fluoride
laser. — «Appl. Phys. Lett», 1975, v. 27, № 7,
p. 413—415.
103. Wang С P., Mirels H., Sutton D. G.,
Suchard S. N. Fast-discharge-initiated XeF
laser. — «Appl. Phys. Lett.», 1976, v. 28, № 6,
p. 326—327.
104. Champagne L. F., Harris N. W. The
influence of diluent gas on the XeF laser. —
«Appl. Phys. Lett», 1971, v. 31, № 8, p. 513—
515
105. Sarjeant W. J., Alcock A. J.t
Leopold К. Е. A scalable multiatmosphere high-
power XeF laser. — «Appl. Phys. Lett.»,
1977, v. 30, № 12, p. 635—637.
106. Velazco J. E., Setser D. W. Bound-
free emission spectra of diatomic xenon hali-
des. — «J. Chem. Phys.», 1975, v. 62, № 5,
p. 1990—1991.
107. Ewing J. J., Brau C. A. Emission
spectrum of XeF in electron-beam-excited
Xe/I2 mixtures. — «Phys. Rev.», 1975, v. 12,
№ 1, p. 129—132.
108. Brau C. A., Ewing J. J. Emission
spectra of XeBr, XeCl, XeF and KrF. — «J.
Chem. Phys.», 1975, v. 63, № 11, p. 4640—
4647.
109. Rice J. K., Hays A. K., Wood-
worth J. R. VUV emissions from mixtures of
F2 and the noble gases. A molecular F2
laser at 1575 A. — «Appl. Phys. Lett», 1977,
v. 31, № 1, p. 31—33.
110. Leone S. Т., Kosnik K. G. A tunable
visible and ultraviolet laser on S2 (B32iT —
X22g~). — «Appl. Phys. Lett.», 1977, v. 30,
№ 7, p. 346—348.
111. Marling J. BM Lang D. B. Vacuum
ultraviolet lasing from highly ionized noble
gases. — «Appl Phys. Lett.», 1977, v. 31,
№ 3, p. 181—184.
220

Гл. 10.
Газовые лазеры как стандарты частоты и длины
Глава 10
ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ КАК СТАНДАРТЫ ЧАСТОТЫ И ДЛИНЫ
0. Н. НОМПАНЕЦ, В. С. ЛЕТОХОВ
В настоящее время существуют два
различных стандарта длины и времени.
Международным эталоном физического
измерения времени является цезиевый атом-
но-лучевой пассивный стандарт частоты,
основанный на переходе между уровнями
сверхтонкой структуры F = 4, mF = 0 —»
—* F = 3, mF = 0 основного состояния
атома 133 Cs в отсутствие внешних полей,
со значением частоты 9 192 631 770, 000 0 Гц.
Цезиевый стандарт частоты воспроизводит
частоту указанного перехода с точностью
A — 2) • Ю-13. Другим первичным
стандартом частоты является водородный
квантовый генератор (мазер), формирующий
микроволновое излучение на переходе
jp=l, mF = 0 -> F = 0, mF — 0 между
уровнями сверхтонкой структуры
основного состояния атома водорода.
Номинальная частота водородного мазера
1 420 405 751, 786 4 ± 0,001 7 Гц
воспроизводится с несколько меньшей точностью
A — 2) . 10~12, но зато выбранное
значение частоты может сохраняться с
высокой точностью в течение длительного
времени: -~ 10~14 в течение дня, уход частоты
(дрейф) за год 103.
В качестве международного эталона
длины принята длина волны оптической
спектральной линии 2 р10 - 5 db атомов
86Кг (к = 605, 780 210 5 нм).
Международный метр содержит 1 650 763, 73
длины волны излучения на этом переходе.
Точность воспроизведения длины волны
оранжевой линии криптоновым
первичным стандартом составляет 3 • 10 .
Существующая точность определения
единицы длины в настоящее время
совершенно недостаточна для проведения ряда
прецизионных измерений, она же
ограничивает точность определения
важнейших физических констант, таких как
скорость света, постоянная Ридберга и др.
Поэтому задача в первую очередь
заключается в создании источника
электромагнитных колебаний оптического диапазона^,
воспроизводящего длину волны колебаний
с точностью, по крайней мере сравнимой
с точностью воспроизведения частоты
принятыми стандартами частоты. Такой
источник в принципе может служить
одновременно стандартом длины и частоты.
Оптический стандарт частоты позволяет
также значительно уменьшить время
измерения частоты с заданной точностью, так
как точность измерения частоты за
конечный интервал времени пропорциональна
частоте. Основой оптического квантового
стандарта частоты и длины волны является
источник когерентного излучения с
узкой спектральной линией—газовый лазер,,
частота которого с помощью
автоматической системы контроля подстраивается
(стабилизируется) с высокой точностью-
на пик узкой реперной линии.
Как всякий стандарт частоты,
лазерный стандарт характеризуется точностью'
воспроизведения (повторяемости) частоты
и величиной стабильности частоты.
Стабильность частоты—это степень, с которой
стандарт сохраняет выбранное значение
частоты в течение произвольного времени.
Обычно она характеризуется
относительным среднеквадратичным отклонением
частоты от средней v за время измерения Тт
Т7т
где v$ — значения частоты, усредненные
по определенному интервалу % < Т
(метод нахождения дисперсии), или
параметром Аллана:
У
V21—
(метод конечных разностей). Здесь % < Т,
цифра 2 в а B, г) указывает на числа
значений частот v$ в каждой выборке; N —
число выборок (пар значений частоты).
Последний метод позволяет одновременна
судить о характере шумов и других
статистических характеристиках частотного*
стандарта. Определение величины
стабильности частоты требует обязательного
указания временного интервала усреднения
т и измерения частоты Т. При очень
коротком времени наблюдения стабильность
частоты определяется шириной спектра
излучения лазера.
10.1. МЕТОДЫ СТАБИЛИЗАЦИИ
ЧАСТОТЫ ЛАЗЕРОВ [1]
В частотно стабилизированных лазерах
общими для всех систем элементами
являются: частотный дискриминатор
(внутренний или внешний), который
преобразует отклонения частоты лазера в
изменяющийся во времени сигнал ошибки;
сервосистема, выделяющая и усиливающая
221

i. I.
Газовые лазеры
этот сигнал, и управляющий элемент,
подстраивающий частоту лазера в
направлении уменьшения сигнала ошибки
'(рис. 10.1). Долговременная стабильность
^частоты лазера в такой системе не лучше,
В качестве оптического
дискриминатора обычно используют атомные и
молекулярные резонансы, в ряде случаев —
ма ксимумы пропускания интерферометра»
Основные требования, предъявляемые к.
7
4—
k
Ш-
g
if
/
1—
—>^"r
5
г
v
^: 1
7 L J
N
3
1
Рис, 10.1. Схема стабилизации частоты лазера:
1 — управляющий элемент; 2 — оптический дискриминатор; 3 — фотоприемник; 4 — газовый лазер?
5 — сервосистема.
чем стабильность нуля оптического
дискриминатора, а отклик системы на
непродолжительные флуктуации частоты зависит
от полосы пропускания сервосистемы.
Управляющий элемент регулирует частоту
a)
Рис. 10.2. Основные схемы получения узких ре-
первых линий:
а — насыщение поглощения или насыщение
флуоресценции возбужденных частиц; б — двухфотон-
ное поглощение без доплеровского уширения в
поле стоячей световой волны; в — метод атомного
(молекулярного) пучка. х(о) — поглощение газа;
,,@0 — частота центра линии поглощения; v —
частота излучения лазера; к — волновой вектор
световой волны; v — скорость частицы; 2Г —
однородная ширина линии.
.лазера, обычно изменяя длину его
резонатора за счет пьезоэффекта, магнито-
стрикции, электромагнитного эффекта или
с помощью электромеханического
привода.
.222
атомному или молекулярному реперу:
частота репера должна быть стабильной и
воспроизводимой по крайней мере с
точностью, требуемой от оптического
квантового стандарта; относительная ширина
реперной линии не должна превышать
требуемую величину стабильности более
чем в 102 — 104 раз (это условие зависит
от качества сервосистемы).
Спектральные линии поглощения с
воспроизводимостью и стабильностью центра
линии К)-12— Ю-13 существуют на многих
квантовых переходах атомов и молекул,
начальные и конечные уровни которых
слабо возмущаются внешними полями и
столкновениями частиц между собой в
газе. Узкие реперные линии с относительной
шириной около К)-9 — К)-10 получают на
долгоживущих переходах путем
устранения доплеровского уширения на основе
ряда эффектов нелинейного взаимодействия
светового поля лазера с движущимися
атомами или молекулами в газе низкого
давления, приводящих к образованию в
спектре узких резонансов насыщенного
поглощения и плотности возбужденных частиц
и резонансов двухфотонного поглощения
без доплеровского уширения (рис. 10.2, а,б).
Ширина нелинейных резонансов
определяется в основном однородной шириной
линии 2Г, а их вершина точно привязана
к частоте центра линии атомного или
молекулярного перехода. В схемах с пучком
атомов или молекул (рис. 10.2, в) также
применяются методы устранения
остаточного доплеровского уширения Асо ,
связанного с конечной угловой расходимостью
пучка ф.
На рис. 10.3 представлены
реализованные и наиболее часто встречающиеся на
практике схемы стабилизации частоты
лазеров, в которых в качестве репера
используются узкие нелинейные резонансы.

Гл. 10.
Газовые лазеры как стандарты частоты и длины
Для устранения влияния на работу
лазера его излучения, отраженного или
рассеянного от внешних элементов
системы, применяют оптические развязки
(рис. 10.4). В простейшем случае для
предотвращения попадания отраженного
излучения в резонатор лазера практикуют
разведение прямого и обратного
отраженного лучей под небольшим углом, чуть
превышающим угол дифракционной
расходимости лучей. Более совершенны
развязки, которые представляют собой
оптические элементы, поворачивающие
плоскость поляризованного излучения на
90° (поляризатор в сочетании с
четвертьволновой пластинкой, ромбом Френеля,
изолятором, действующим на принципе
Фарадея, и т. д.). Можно использовать
также газовые ячейки с доплеровски
уширенным контуром поглощения, насыщаемого
под действием сильной прямой волны
частоты v0 и линейного для слабой
отраженной волны на зеркально симметричной
относительно центра частоте 2vJ — v0.
Эффективным, но трудно реализуемым
способом раявязки является получение узких
нелинейных резонансов в газе низкого
давления в поле пространственно
разнесенных антипараллельных волн.
Системы сервоконтроля частоты
лазера работают по обычному принципу
систем экстремального регулирования [2],
подстраивая длину резонатора так, чтобы-
она соответствовала вершине пика
(провала) на кривой зависимости интенсивности
излучения лазера от частоты. На практике
применяют схемы, в которых в качестве
дискриминатора используется нуль первой
производной (рис. 10.5) или центральный нуль-
третьей производной узкого резонанса.
Регистрация сигнала ошибки на высших нечетных
гармониках опорной частоты позволяет
значительно уменьшить сильный паразитный фов<
общего изменения интенсивности излучения,
вызывающий смещение вершины
наблюдаемого резонанса от его истинного
положения, особенно если узкий резонанс
находится вдали от центра на склоне-
профиля интенсивности. Общий
коэффициент усиления контура обратной связи
зависит от величины дрейфа частоты
в режиме свободной генерации,
чувствительности фотоприемника, крутизны
дискриминационной кривой, требуемой
степени стабильности частоты и в
практических схемах может достигать 105. Полоса*
пропускания сервосистемы определяется*
спектром подавляемых частотных
флуктуации лазера.
Метод
1. Внутренняя
нелинейно
поглощающая
ячейка
Z. Внешняя
нелинейно
поглощающая
ячейка
Ъ. Резонансно-
флуоресцирующая
ячейка
U. Конкурентные
резонансъ'/
В кольцеЗом
лазере
5. Конкурентные
резонанш
8 линейном
резонаторе
УслоЗия получения
репера
Стоячая
сЗетовая
Золна
Кдазибегущая
болна
Стоячая
Золна
дну три (дне)
резонатора
ДВухдолнодый
режим #
Конкуренция
соседних
аксиальных,
мод
Схема
Зффект
6)
Рис. 10.3. Типичные схемы стабилизации частоты лазеров по узким нелинейным резонансам:
А — усилительная, В — поглощающая, С — флуоресцирующая ячейка; / — фотодетектор; 2 — сервоконт-
роль частоты; 3 — управляющий элемент; 4 — оптическая развязка; 5 — полупрозрачное зеркало;
6 — невзаимный элемент. 2Г, 2у — однородная и радиационная ширина линии соответственно; а=0,1—1.
223*

4. I.
Газовые лазеры
Газо$ь/и
г)
Рис. 10.4. Способы ослабления влияния
отраженного и рассеянного излучения на работу лазера:
а — разведение лучей под небольшим углом; 6 —
поляризатор в сочетании с изолятором,
действующим на принципе Фарадея; в — нелинейно
поглощающая ячейка с газом низкого давления; г —
пространственное разнесение встречных волн.
В, В* — нелинейно поглощающие ячейки с газом;
М —• зеркало; М* — полупрозрачное зеркало;
Д — фотодетектоо; П — поляризатор; И —
изолятор.
10.2. ЛАЗЕРЫ СО СТАБИЛЬНОЙ ЧАСТОТОЙ
В гели й-неоновом лазере на 0>63 мкм
с йодной ячейкой для получения узких ре-
зонансов выходной мощности
используется совпадение с линией усиления ряда ли
ний поглощения в
электронно-колебательном спектре паров 127J2 и 129J2 [3,4]
(см. табл. 10.1). При давлении 0,1 мм рт. ст
контраст пиков мощности составляет
0,1%, ширина 3 — 5 МГц. Типичные
размеры системы: длина резонатора лазера
примерно 30 см, длина 129Л2-ячейки 3 см,
диаметр луча 1 мм (рис. 10.6). Необходимое
давление насыщенных паров йода
регулируется температурой ячейки. При
стабилизации частоты лазера по
центральному нулю третьей производной узкого
резонанса достигнута стабильность
частоты 2 . Ю-12 при времени усреднения
т = 10 с (рис. 10.7), измеренная
воспроизводимость частоты системы 5 < Ю-11 [6].
В 1973 г. 3Не — 20 Ne-лазер,
стабилизированный по ^-компоненту 127J2, со
значением длины волны в вакууме X =
= 632 991, 399 ± 0,002 5 пм рекомендован
224
Частота
Рис. 10.5. Схема и принцип стабилизации частоты
лазера по пику выходной мощности:
А, В — усилительная и поглощающая ячейки;
ФП — фотоприемник; У — усилитель; СД —
синхронный детектор: ЗГ — генератор звуковой
частоты; УПТ — усилитель постоянного тока; УЭ —
управляющий элемент.
Консультативным комитетом по
определению метра в качестве первичного
стандарта для использования в прецизионных
интерферометрических измерениях.
Таблица 10.1
Абсолютные длины волн Не — Ne-лазера,
стабилизированного по узким резонансам
насыщенного поглощения в J2 [5, 6]
Лазер
Не —
Не-
Не~
Не-
Не-
3Не —
3Не — <
3Не —
«Не—
«Не — 5
*»Не —
'Не-
Ne
Ne
Ne
Ne
-Ne
*<>Ne
50Ne
80Ne
"Ne
"Ne
S2Ne
2Ne
Поглотитель
27J2
"J2
*M2
27 J2
»i:
»i:
*»J2
«M,
*M2
2»J2
Компонент
сверхтонкой
структуры
a
e
i
i
k
m
n
A
В
С
Длина волны, пм
632 991,178 3±0,000 8
632 991,195 5±0,0С0 8
632 991 ,213 4±0,000 8
632 991 ,231 0±0,000 8
632 991 ,369 6±0,000 8
632 991 ,399 8±0,000 9
632 991 ,271 4±0,000 9
632 991 ,329 7±0,000 7
632 991 ,341 4±0,000 9
632 990,100 7±0,000 9
632 990,078 6±0,000 9
632 990,050 2±0,000 9

Гл. 10.
Газовые лазеры как стандарты частоты и длины
В Не — Ne-лазере на 3,39 мкм с же- ливатт и имеет ширину 30 — 50 кГц, кон-
тановой ячейкой в качестве репера для траст свыше 50%. В настоящее время Не —
стабилизации частоты используется пик Ne-лазер с метановой ячейкой позволяет
11
Рис. 10.6. Конструкция Не—№-лазера(А,=633 нм) с 129Лг поглощающей ячейкой [5].
7 — усилительная ячейка в защитном кожухе; 2 — кварцевая поглощающая ячейка. 3 — зеркало;
4 — опора лазерной трубки; 5 — держатель зеркала; 6 — инваровый стержень; 7 — термоэлектрический
холодильник; 8 — сосуд с силиконовым маслом; 9 — пьезоэлемент; 10 — котировочный винт; // —
стальной шарик; 12 — упорный винт.
Выходной мощности при насыщении
поглощения компонента F2 B) колебательно-
вращательного перехода РG) полосы
v3 метана [7]. Особенностью компонента
F2 B) является наличие магнитной
сверхтонкой структуры перехода,
сформированной в основном из трех сильных
компонентов разной интенсивности с частотными
интервалами А между соседними
компонентами 11,4 и 14,2 кГц [8].Влияние поля
в резонаторе и давления метана в ячейке
на положение узкого резонанса удается
значительно ослабить, используя для
стабилизации частоты резонансы с
полушириной Г порядка величины сверхтонкого
расщепления А и применяя частотную
модуляцию излучения с частотой / — А
и малым индексом модуляции «1).
Такой режим экспериментально осуществлен
[9] в системе с длинными поглощающей
(~3 м) и усиливающей (~2 м) ячейками,
в которой параметры насыщения сред
согласуются путем увеличения диаметра
луча в СН4 ячейке до 1 см. При давлении
СН4 в области Ю-3 мм рт. ст. пик
выходной мощности составляет несколько мил-
получать наиболее высокие значения
воспроизводимости и долговременной
стабильности частоты (рис. 10.8, табл. 10.2).
10
-10 у.
10
-11
10
-12
10'
10й
1О1
Время усреднения,
Рис. 10.7. Стабильность частоты Не—Ые/129Л2-лазе-
ра на А,=633 нм [5].
СО чг лазер с СО 2-ячейкой, нелинейно-
флуоресцирующей на длине волны 4У 3 мкм
[10], имеет важное для практики преиму-
Стабильность частоты Не — Ne/CH4 системы [9]
Таблица 10.2
Время усреднения, с
Время измерения, мин
Средняя разностная частота
двух лазеров, Гц
Девиация частоты на один
лазер g//2v
Ю-3
30
—
ю-*
30
—
3.10-1*
Ю-1
30
—
5-10-13
\<У>
120
3
ыо-13
Ю1
120
2
3-Ю-14
102
120
—
Примечание. Воспроизводимость частоты по результатам 30 независимых
настроек 3,5-1Q-14,
8 Зак. 1956
225

4. I.
Газовые лазеры
щеегво — возможность генерации с
достаточной мощностью на более чем 100
колебательно-вращательных линиях Р- и
/^-ветвей обоих лазерных переходов (на
9,6 и 10,6 мкм) в полосе частот от 27 до
Рис. 10.8. Схема измерения стабильности и
воспроизводимости частоты двух Не — №/СН4-лазеров
[9]:
/ — пьезоэлемент; 2, 4 — фотодетекторы; 3 — сер-
воконтроль частоты; 5 — измеритель мощности;
б —- акустооптический модулятор; 7 — генератор,
F<=*29 МГц; 8 — квантовый усилитель; 9 —
фотоприемник; 10 — селективный усилитель; И —
частотомер; 12 — синхронизатор.
33 ТГц. Путем нелинейного смешения
частот двух стабилизированных СО2-ла-
зеров может быть получено дополнительно
несколько тысяч гармонических частот
в полосе от 0,025 до 100 ТГц. Типичные
размеры СО2/СО2 системы: длина
резонатора 1 м, длина внутренней
флуоресцирующей ячейки 5—10 см, давление СО2 в
ячейке 2 • 10* мм рт. ст., диаметр луча 1 см.
Для увеличения сигнала флуоресценции
применяют чувствительные охлаждаемые
(Ge : Си, 4° К) фотоприемники с
большими приемными площадками (до 20 X
X 20 мм2).
СО2 -лазер с внешней
нелинейно-поглощающей ячейкой использует в качестве
репера частоты узкие резонансы
насыщенного поглощения внутри доплеровской
линии ряда колебательно-вращательных
переходов полосы v3 тяжелых
высокосимметричных молекул SF6 и OsO4 [11,
12]. Типичные параметры CO2/SFe и
CO2/OsO4 систем: требуемая для
насыщения поглощения выходная мощность
СО2-лазера несколько десятков
милливатт, давление поглощающего газа .A —
10) . Ю-3 мм рт. ст., длина внешней ячеи-
226
ки 1 — 3 м, диаметр луча несколько
сантиметров, соотношение интенсивностей
волн примерно 10 : 1, ширина резонансов
пропускания пробной волны около
100 кГц. При стабилизации частоты»
СО2-лазера по центральному нулю
третьей производной узкого резонанса SF6 на
контуре линии Р A8) СО2 достигнута
рекордная для СО2-лазеров
долговременная стабильность частоты < 10~12 A3,14}
Ожидаемые стабильность и
воспроизводимость частоты системы CO2/OsO4 выше,
поскольку колебательно-вращательный1
спектр моноизотопных молекул OsO4 с
четными изотопами Os не имеет
сверхтонкой ядерной структуры.
Для стабилизации частоты аргонового
лазера на 514,5 нм используется
совпадение линии излучения с линиями
поглощения Р A3), R A5)
электронно-колебательной полосы D3 — 0) молекулярного-
йода [15]. Репером является сигнал
провала в резонансной флуоресценции,
которая регистрируется фотоумножителем-
в направлении, перпендикулярном
плоскости лазерного луча и молекулярного
пучка (рис. 10.9). Обнаружено [16], что
частотные сдвиги, вызываемые изменением*
интенсивности лазера на 1%, не
превышают 8 « Ю-14, сдвиг частоты при
изменении магнитного поля на 10* Т составляет
для 127J2 менее Ю-14. Компоненты
сверхтонкой структуры линий Р A3) и R A5I
127J2 с шириной ~ 150 кГц и техника
молекулярного пучка используются также
для стабилизации частоты непрерывных
лазеров на красителях с узкой линией из-
Уголковые
отражатели ^*£ьлярные
у7учнц
а
Рис. 10.9. Схема измерения стабильности частоты-
двух Аг/127Г2-лазеров [16]:
1,5 — оптическая развязка; 2, б' — фотоэлектрон*
ный умножитель; 3, 7 — фазовый синхронный
детектор; 4, 8 — усилитель; 9 — фотодиод; 10—-
усилитель; и — частотомер.

Гл. 10.
Газовые лазеры как стандарты частоты и длины
Лазеры со стабильной частотой излучения
Таблица 10.3
Система
«лазер — репер»
Не—Ne/Ja
Не—Ne/CH4
СО2/СО2
CO2/SF6
CO2/OsO4
Ar/J2
лнк/л2
лнк/ифп/
Не —Ne/CH4
з
волн
Длииа
мкм
0,63
3,39
9,6
10,6
9,6
10,6
10,5
0,51
0,58
0,5-
0,6
Метод получения
частотного репера

Нелинейно-поглощающая ячейка
в резонаторе
Фабри—Перо
То же
В кольцевом
резонаторе
Конкуренция
аксиальных мод в
лазере с
внутренней ячейкой
Внутренняя

линейно-флуоресцирующая ячейка;
внутренняя

нейно-поглощающая ячейка
Внешняя

нейно-поглощающая ячейка
То же
Внешний
молекулярный пучок
То же

Комбинированный метод
«2
о ег
33U
«о со _
Ширин
спектр
линии,
4,5
0,15
0,05
0,1
0,06
0,1
0,6
0,3
1,0
0,1
0,1
0,2
0,15
0,8
Относительная
стабильность
частоты
%i С
1 000
10
10
1000
100
100
10
10
1
1
30
100
10
100
300
25
300
ю-4
Av/v
1.10-и
2-10-12
2-10-11
2.Ю-13
5-10-1^
3-ю-14
3«10-14
3-10-13
<10-1°
3.10-п
4-10-11
Ы0-12
4-10-1»
1,7-10-12
Ь10-13
6.10-13
6-10-13
2-10-12

Воспроизводимость
частоты
6V/V
3-10-1°
1-10-1°
5-Ю-11
5-10-12
3,5-10~14
5-10-13
—
—
2-10-1°
2-10-1°
3-10-11
I-10-ii
7-10-12
—
5-10-12
1тура
(X
§
[18]
[5]
[6J
[19]
(9]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[13]
[14]
[12,33]
[16]
[17]
[26]
Примечание. ЛНК-лазер на
Перо.
красителе; ИФП — интерферометр Фабри ■
лучения [17]. Некоторые характеристики
лазеров со стабильной частотой излучения
приведены в табл. 10.3. Таблица 10.4
иллюстрирует влияние различных эффектов
на стабильность и воспроизводимость
частоты лазеров.
10.3. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ
ВЫСОКОЙ КРАТКОВРЕМЕННОЙ
СТАБИЛЬНОСТИ ЧАСТОТЫ
Для более точной привязки частоты
лазера к молекулярному реперу отношение
сигнала к шуму сервосистемы увеличивают
за счет сужения ее полосы пропускания.
Предельная полоса пропускания
сервосистемы определяется быстрыми флук-
туациями частоты лазера, т. е. его
кратковременной нестабильностью частоты. Ми-
нимальная спектральная ширина
излучения лазера из-за спонтанных
флуктуации равна AvMHH = SnhvAvl P*1, где
Avc — полуширина резонансной линии на
частоте v; P — выходная мощность
лазера. Несколько больший вклад в
нестабильность частоты дают флуктуации
низких по частоте пространственных мод,
возбуждаемые тепловыми флуктуациями в
материале, из которого изготовлен
резонатор лазера, их относительная величина
6L/L = B kTI'2 (YV)-1'2 « Ю-14 —
Ю-15 (здесь Т — температура; V —
объем стержней резонатора; Y — модуль
Юнга). Основной вклад в частотную
нестабильность лазерных систем вносят
эффекты технического характера (табл. 10.5).
С применением указанных в таблице
способов удается сузить спектральную ширину
линии излучения лазеров за короткие вре-
227

4. I.
Газовые лазеры
Таблица 10.4
Принципиальные эффекты, ограничивающие стабильность
и воспроизводимость частоты центра спектральной линии (репера частоты)
Эффект
Уширение линии из-за
столкновений между
частицами
Уширение из-за
столкновений со стенками
Уширение из-за
насыщения
Пролетное уширение
из-за конечного времени
взаимодействия частиц
со световым полем
Зеемановское и
штарковское уширение
линии
Сверхтонкая структура
линии
Расщепление линии за
счет эффекта отдачи
Сдвиг линии за счет
эффекта Допплера
второго порядка
Естественное время
жизни частицы на уровне
Гравитационный сдвиг
линии
Величина эффекта
абсолютная
~Р
V
V
~ п
h
h
hv2
Me2
kTv
~~ Me2
1
4jit
v Y2gX
относительная Av/v
Ю-б__Ю-8 (ммрт. CT.)-1
ю-»—ю-"
Ю-»— 10-ii
10-9—10-u
Ю-ю—Ю-11
10-11—10-13
10-14—10-15 град-1
10-12—10-14
i0-ib—io-ie
Способы ослабления эффекта
Понижение давления
газа р: переход к атом
ным и молекулярным
Использование ячеек с
большим диаметром D
Уменьшение
интенсивности / световых полей
Использование
больших апертур D, низких
температур, более
тяжелых частиц
Уменьшение Яо, "
использование переходов с
Уменьшение £0,
использование молекул с
малым дипольным
моментом JLI
Адекватное
разрешение; использование
линий без сверхтонкой
структуры
Адекватное
разрешение; переход к более
тяжелым частицам
Использование низких
температур, более
тяжелых частиц
Использование более
слабых (долгоживущих)
перелидиь
Применение
горизонтальной ячейки
мена (Ю-5 — Ю-3 с) до нескольких
герц Fv/v « Ю-10 — Ю-13).
Требование получения одновременно
высокой кратко- и долговременной
стабильности частоты лазера удается выполнить,
применяя комбинированные системы серво-
контроля частоты, сочетающие
преимущества воспроизведения частоты атомным
(молекулярным) репером с высокой
чувствительностью и кратковременной
стабильностью частоты интерферометра
Фабри — Перо. Частота модуляции и полоса
пропускания контура, состоящего из
лазера и интерферометра (рис. 10.10, а)у
делаются достаточно большими (до 105 Гц),
в то время как контур, включающий оба
оптических дискриминатора и обеспечива-
228
ющий компенсацию медленных тепловых
уходов частоты резонатора Фабри — Перо,
имеет узкую полосу 0,1 — 1 Гц. В другом
варианте (рис. 10.10, б) частота резонанса
интерферометра может стабилизироваться
с помощью дополнительного
частотно-контролируемого лазера, например гелий-
неонового C,39 мкм) с метановой ячейкой.
Высокую кратковременную
стабильность частоты лазера получают также,
подстраивая его частоту по сигналу биений
с другим, стабилизированным по частоте
с высокой точностью лазером с помощью
широкополосной системы обратной связи
(метод частотной автоподстройки).
Коэффициент усиления сервосистемы может
достигать 1С6, полоса частотного детектора

Гл. 10.
Газовые лазеры как стандарты частоты и длины
(радиочастотного контура) — нескольких
мегагерц. На использовании таких
лазеров-гетеродинов без частотной модуляции
излучения основана
большая часть схем
измерения (сравнения)
частоты лазеров и ее
стабильности.
Для устранения
быстрых флуктуации
частоты лазера очень
полезен, особенно в
сочетании с узкополосным
контуром
автоподстройки частоты по атомному
(молекулярному)
реперу, эффект самое та-
билизации частоты [1].
Он выражается в
нелинейном затягивании
частоты лазера со с
внутренней поглощающей
ячейкой к центру линии
поглощения со&.
Величина нелинейного
затягивания определяется
(рис. 10.11) наклоном
кривой со — щ = (сос--
— щ) A + s)-1 в точке
(д =? щ. При
значительных факторах
самостабилизации (s ^ 10)
наблюдается гистерезис
Рис. 10.10. Комбинированные системы сервоконт-
роля частоты лазера с широкополосным контуром
«лазер—интерферометр». Частота интерферометра
подстраивается:
а — по вершине узкой реперной линии: б — с
помощью вспомогательного стабилизированного по
частоте лазера. /, 10, 17 — оптическая развязка;
2 — доплеровскиЙ фазовый модулятор; 3, 6, 11,
14 — фотодетектор; 4, 7, 12, 15 — генератор
опорного сигнала; 5» 8, 13, 16 — блок автоматической
подстройки частоты; 9 — пьезоэлемент; 18 —
кристалл KDP; 19 — интерферометр Фабри-Перо;
20 — нелинейно поглощающая ячейка; 21 — трех-
зеркальный интерферометр.
частоты, а также возможен режим
абсолютной самостабилизации частоты, когда
независимо от величины изменения
частоты резонатора сос генерация
последовательно возникает на соседних
продольных модах, но так, что ее частота
постоянно находится в пределах однородной
ширины 2Г вблизи центра линии
поглощения. Время установления режима
самостабилизации частоты совпадает с
временем установления поля в резонаторе и
может быть достаточно малым A0~5 —
Ю-6 с).
10.4. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ
ЧАСТОТЫ ЛАЗЕРОВ
Измерение частоты лазеров основано
на умножении частоты излучения СВЧ
генераторов, известной с высокой
точностью, вплоть до частот излучения
лазеров и последующем сравнении их методом
смешения частот. Для осуществления
этого процесса используется набор
стабилизированных по частоте лазеров непре-
\ Гистерезис
jt частоты
Рис. 10.11. Зависимость частоты генерации ю газового лазера с
нелинейным поглощением от расстройки частоты резонатора со с в
окрестности центра линии поглощения соь (в единицах Гг>), qb — нелинейный
частотный коэффициент [1].
229

4. I.
Газовые лазеры
Причины нестабильности частоты лазерных систем
Таблица 10.5
Эффект
Относительный вклад в
нестабильность частоты,
вносимый эффектом,
Av/v; уровень
проявления эффекта
Способы ослабления эффекта
Тепловое расширение ре-
зонатора
Колебания атмосферной
температуры, давления,
влажности внутри
резонатора
Колебания длины
резонатора из-за механических и
акустических вибраций
Флуктуации тока разряда
и плазменные шумы
модуляция из-
Частотная
лучения
Модуляция частоты и
мощности излучения из-за
паразитных обратных отражений
Пространственная
неоднородность поля; кривизна
волнового фронта
Затягивание частоты к
центру линии усиления из-за
несовпадения линий
усиления и поглощения
-6 град
-Ю-6 град-1
— Ю-7 мм рт. ст!~
—Ю-7 Па-1
Ю-7—10-8
Ю-» mA-i
10-ю— ю-п
Ю-»—Ю-12
10-ю—Ю-11
Резонатор из материала с
компенсированным или малым коэффициентом
температурного расширения;
стабилизация температурного режима
Изоляция воздушного промежутка
внутри резонатора от окружающей
среды: стабилизация режима работы
лазера
Отдельное помещение; изоляция
лазера от механических и
акустических возмущений; жесткая
конструкция резонатора
Стабилизированное питание;
изготовление малошумящих отпаянных
газоразрядных трубок
Малый индекс модуляции; в
случае внешней ячейки—внешняя
модуляция частоты
Минимальное количество
оптических деталей; высококачественные
оптические развязки; разведение лучей
под углом
Высококачественная зеркальная
оптика; пространственные фильтры;
специальная, формирующая плоскую
волну оптическая система; короткие
ячейки
Совмещение линий путем подбора
параметров усиливающей среды;
стабилизация частоты по центральному
нулю третьей производной частотного
дискриминатора; в случае внешней
ячейки — внешняя модуляция частоты
и стабилизация выходной мощности
рывного действия субмиллиметровой и
ИК области спектра, а также нелинейные
элементы (смесители), безынерционные до
оптических частот* Примерная цепочка
синтеза частоты лазеров оптического
диапазона представлена на рис. 10.12. В этой
цепочке [27, 28] излучение лазера
неизвестной частоты (vu) служит сигналом опорного
генератора в гетеродинном детектировании
слабого сигнала высоких гармоник
излучения клистрона (nvn) и других лазеров
(tvh mvm)y частоты которых (vn, vj, vm)
предварительно измерены. Сигнал
радиочастоты, проходящий через
диод-смеситель, можно записать в виде v^F = vu —
— (tvi ± mvm ± nvn), где /, m, n —
номера гармоник частоты.
.230
Ступень / синтеза частоты состоит в
измерении частоты эталонных линий R A0)
на 9,33 мкм и R C0) на 10,18 мкм
стабилизированных СО2-лазеров (репером
являются узкие резонансы флуоресценции
в СО2). В ступени 2 частоты эталонных
линий служат основой для измерения
частот остальных линий - СО2-лазера
(табл. 10.6). В ступени 3 с помощью
стабильных по частоте СО2-лазеров
измеряется частота линии поглощения Р G)
метана, по которой стабилизируется Не
Ne-лазер на 3,39 мкм. Ступень 4 использует
Не — Ne- и СО2-лазеры для синтеза и
измерения частоты в ближнем ИК Диапазоне.
Частота лазеров на HCN, DCN, Н2О
и D2O измеряется с помощью кремниевых

Гл. 10.
Газовые лазеры как стандарты частоты и длины
точечных контактных диодов. Предел
измеряемых ими частот ~ 3 ТГц. Для
детектирования ИК частот вплоть до 200 ТГц
[34] применяются точечные контактные
диоды типа металл—окисел—металл.
Конструкция такого диода (рис. 10.13)
представляет собой механический контакт
заостренной (до 100 нм) тонкой (несколько микрон)
вольфрамовой проволочки-антенны с
никелевой пластинкой. Этот контакт
осуществляется через тонкий оксидный слой
толщиной несколько десятых нанометра, слу-
%~dv5~0,048 731 682 %
vh28,616541 749
V5-v^-2t691783 57
=-3v2-0,019501'926
V%=32,134 266'891
$=0489D 760 550
HCH (ЗЪ7мим)
12vf=0,000 ОЗО ООО
vD=O,O1O 600 Ъ63 69
ОЮ 601636 55)
Цезиедый
стандарт
•»r7v0=0,000 030 ООО
Щ-Щ -0,000 031 ООО)
Клистрон
Рис. 10.12. Цепочка синтеза частоты стабилизированных лазеров,
ЬА — частота отстройки; * — настройка частоты лазера на центр линии усиления; D — диод; С— сер
восистема; С А — спектроанализатор; К — клистрон; Ч — электронный частотомер. Все частоты
указаны в ТГц.

4. I.
Газовые лазеры
2мм
Туннелирующии
8Ы2
I лазера >\
Точечный
контакт
Рис. 10.13. Устройство точечного контактного диода типа металл—окисел—металл для измерения
частоты лазеров ближнего И К диапазона:
а — в виде механического контакта; б — отпечатанного фотолитографическим способом [301.
Абсолютные частоты и длины волн излучения 12С16О2-лазеров на переходах
в области 10 Л и 9,4 мкм [29]
Таблица 10.6
Переход 00° 1 —10°0
Переход 00 °1 — 02°0
Частота,
Мги
л
Волновое
число,
см
Длина волны
в вакууме,
мкм
Частота,
Мгц
Волновое
число,
,.„,-1
Длина
волны в
вакууме*
МКЛ'
РF0)
РE8)
РEб)
РE4)
РE2)
Р<50)
РD8)
РD6)
Р<44)
РD2)
РD0)
РC8)
РC6)
РC4)
РC2)
РC0)
РB8)
РBб)
РB4)
РB2)
РB0)
РA8)
РA6)
РA4)
РA2)
РA0)
Р(8)
Р(б)
РD)
РB)
^@)
Я <0)
Я B)
R D)
R F)
R (8)
R (Ю)
R A2)
232
27 077 608,4009
27 146 405,049 3
27 214 396,557 5
27 281 589,1006
27 347 988,5513
27 413 600,4829
27 478 430,1787
27 542 482,6362
27 605 762,5742
27 668 274.4375
27 730 022.4033
27 791010,3862
27 851 242,0430
27 910 720,7773
27 969 449,7446
28 027 431,8564
28 084 669,7832
28 141 165,9609
28 196 922,5903
28 251941,6450
28 306 224,8706
28 359 773,7900
28 412 589,7051
28 464 673,6992
28 516 026,6382
28 566 649,1753
28 616 541,7485
28 665 704,5864
28 714 137,7056
28 761840,9136
28 808 813,8096
28 832 026,2080
28 877 902,4277
28 923 046,4209
28 967 457,0571
29 011 132,9976
29 054 072,6938
29 096 274,3872
0,118 7
0,089 9
0,068 2
0,05.2 7
0,042 4
0,036 2
0,033 0
0,031 5
0,030 9
0,030 6
0,030 4
0,030 3
0,030 3
0,030 2
0,030 t
0,030 1
0,098 0
0,029 9
0,029 8
0,029 7
0,029 5
0,029 3
0,029 1
0,028 9
0,028 6
0,028 4
0,028 2
0,028 0
0,027 9
0,027 8
0,027 8
0,027 6
0,027 2
0,026 9
0,026 6
0t026 3
0,026 1
0,025 9
903,211794 6
905,506 603 8
907,774 556 4
910,015 858 4
912,230 705 6
914,419 284 1
916,581770 0
918,718 330 0
920,829 121 5
922,914 292 8
926,973 983 3
927,008 323 4
929,017 435 2
931,001432 2
932,960 419 7
934,894 494 8
936,803 746 5
938,688 256 2
940,548 097 1
942,383 335 2
944,194 028 8
945,980 228 4
947,741 977 7
949,479 312 8
951,192 262 4
952,880 848 5
954,545 085 6
956,184 9814
957,800 536 3
959,391744 0
960,958 591 2
961,732 873 5
963,263 139 4
964,768 981 0
966,250 360 3
967,707 232 9
969,139 547 0
970,547 244 0
11,071600 326
11,043 541767
11,015 950 964
10,988 819 489
10,962 139 224
10,935 902 352
10,910 101 343
10,884 728 946
10,859 778 178
10,835 242 316
10,811 114 886
10,787 389 657
10,764 060 631
10,741 122 036
10,718 568 321
10,696 394 145
10f 674 594 371
10,653164 066
10,632 098 486
10,611393 077
10,591 043 467
10,571 045 461
10,551 395 037
10,532 088 341
10,513 121 684
10,494 491536
10,476 194 525
10,458 227 430
10,440 587 180
10,423 270 850
10,406 275 662
10,397 897 665
10,381 379 283
10,365 175 702
10,349 284 627
10,333 703 893
10,318 431 469
10,303 465 454
30 143 453,791 0
30 212 222,075 7
30 280 320,992 7
30 347 742,977 1
30 414 480,622 6
30 48U 526,689 9
30 545 874,114
30 610 516,014 2
30 674 445,695 3
30 737 656,663 6
30 800 142,625 5
30 861 897,050 0
30 922 915,421 4
30 983 190,746 1
31 042 718,058 4
31 101492,176 8
31 159 508,156 7
31 216 761,295 9
31273 247,1416
31 328 961,490 2
31383 900,394 5
31438 060,166 0
31 491 437,377 4
31 544 028,867 2
31 595 831,740 2
31646 843,372 1
31 697 061,409
31746 483,773 4
31 795 108,658 7
31842 934,538 1
31 889 960,159 2
31 913 172,557 6
31958 996,052 2
32 004 017,374 5
32 048 236,244
32 091 652,658 7
32 134 266,890 6
32 176 079,488 8
0,452 8
0,350 6
0,267 9
0,201 7
0,149 7
0,109 6
0,079 5
0,058 0
0,043 6
0,035 0
0,030 6
0,028 7
0,028 0
0,027 8
0,027 7
0,027 6
0,027 6
0,027 6
0,027 6
0,027 5
0,027 3
0,027 1
0,026 9
0*026 5
0,026 2
0,025 9
0,025 6
0,025 4
0,025 2
0,025 1
0,025 0
0,024 9
0,024 6
0,024 3
0,024 1
0,024 0
0,024 0
0,024 0
1 005,477 389 0
1 007,771 252 1
I 010,042 787 4
1 012 291 742 7
1014.517 8710
1016,720 930 7
1 018,900 686 1
1021,056 907 8
1023,189 372 4
I 025,297 863 3
I 027,382 170 7
I 029.442 091 6
1031.477 430 3
1 033,487 998 8
1 035,473 616 2
1 037,434 109 7
1 039,369 314 5
1041,279 073 7
1043,163 238 6
1 045,021 669 3
1046,854 233 9
1 048,660 809 4
1 050,441 281 5
1052,195 544 8
1 053,923 502 6
1 055,625 067 5
1 057,300 160 9
1058,948 713 5
1 060,570 665 2
1062,165 964 8
1063,734 570 6
1064,508 852 9
1 066,037 360 2
1067,539 109 8
1 069,014 092 5
1 070,462 308 2
1071,883 766 0
1073,278 484 2
9,945 524493
9,922 886 746
9,900 570673
9,878 575096
9,856 898815
9,835 540607
9,814 499231
9,793 773416
9,773 361872
9,753 263278
9,733 476291
9,713 999536
9,694 831613
9,675 971092
9,657 416513
9,639 166387
9,621 219195
9,603 573387
9,586 227380
9,569 179562
9,552 428290
9,535 971889
9,519 808651
9,503 936839
9,488 354681
9.473 060377
9,458 052093
9,443 327965
9,428 886097
9,414 724564
9,400 841409
9,394 003603
9,380 534279
9,367 338309
9,354 413632
9,341 758157
9,329 369766
9,317 246313

Гл. 10.
Газовые лазеры как стандарты частоты и длины
Продолжение таблицы 10.6
Переход 00° 1 —10°0
Переход 00° 1 — 02°0
Частота
Мгц
3*
Валновое
число,
см
Длина волны
в вакууме
мкм
Частота
Мгц
Волноеое
число,
см"
Длина
волны в
вакууме,
мкм
R A4)
#A6)
#B0)
Я B2)
#B4)
#B6)
#B8)
#C0)
#C2)
#C4)
#C6)
#C8)
#D0)
#D2)
#D4)
#D8)
#E0)
#E2)
#E4)
#E6)
# E8)
29 137 736,1069
29 178 455,6704
29 218 430,6802
29 257 658,5225
29 296 136,3647
29 333 861,1543
29 370 829,6157
29 407 038,2461
29 442 483,3149
29 477 160,8574
29 511066,6748
29 544 196,3271
29 576 545,1313
29 608 108,1567
29 638 880,2188
29 668 855,8779
29 698 029,4297
29 726 394,9048
29 753 946,0591
29 780 676,3711
29 806 579,0342
29 831 646,9517
29 855 872,7290
0,025 8
0,025 7
0,025 5
0,025 4
0,025 3
0,025 2
0,025 1
0,025 0
0,025 0
0,025 0
0,025 1
0,025 3
0,025 8
0,027 1
0,030 0
0,035 9
0,045 7
0,060 6
0,081 5
0,109 3
0,145 1
0,190 3
0,246 4
971*930 2581
973,288 5165
974,6219393
975,930 4393
977,213 9219
978,472 2855
979,705 4206
980,913 2105
982,095 5307
983,252 2490
984,383 2254
985,488 3116
986,567 351 6
987,620 1808
988,646 6263
989,646 5066
990,619 6316
991,565 8020
992,484 8096
993,376 4368
994,240 4567
995,076 6324
995,8«4 7173
10,288 804 075
10.274 445 686
10,260 388 769
10,246 631 929
10,233 173 899
10,220 013 534
10,207 149 812
10,194 581 837
10,182 308 835
10,170 330 156
10,158 645 274
10,147 253 785
10,136 155 412
10,125 350 002
10,114 837 530
10,104 618 096
10,094 691 929
10,085 059 388
10,075 720 961
10,066 677 273
10,057 929 078
10,049 477 271
10.041 322 882
32 217 091,274 9
32 257 303,342 8
32 296 717,056 2
32 335 334,046 4
32 373 156,210 0 0,
32 410 185,705 6
32 446 424,951 2
32 481 876f619
32 516 543,635 3
32 550 429,1719
32 583 536,643 6
32 615 869,705 6 0
32 647 432*245 6
32 678 228,378 9
32 708 262,444 0
32 737 538*999 0
32 766 062,807 6
32 793 838,840 8
32 820 872,266 1
32 847 168,442 4
32 872 732,910 6
32 897 571,386 7
32 921 689,755 4
0,024 1
0,024 3
0,024 4
0,024 5
,024 7
0,024 3
0,024 9
0,025 0
0,025 2
0,025 3
0,025 4
,025 6
0,026 0
0,027 6
0,031 6
0,039 9
0,054 3
0,075 9
0,106 0
0,146 2
0,198 3
0,264 4
0,347 2
1 074,646 490 1
1 075,987 820 3
I 077*302 520 2
1 078,590 644 4
1079,852 256 0
1081,087 427 0
1082,296 238 1
1 083,478 778 5
1084,635 145 7
1085,765 445 5
1 086,869 791 9
1 087,-948 306 7
1089.001 119 7
1 090,028 368 2
1091,030 196 8
1 092,006 757 5
1 092,958 209 4
I 093,884 718 1
1 094.786 456 1
1 095,663 602 1
1096.516 341 0
1 097,344 863 4
1 098,149 365 5
9,305 385624
9,293 785498
9,282 443707
9,271 358 000>
[9,260 526099
9,249 945703
|9,239 614486
9,229 530101
9,219 690 179
9,210 092328
9,200 734140
9,191613 184
9,182 727 013
9,174 073163
9,165 649154
9,157 452489
9,149 480661
9,141 731 14&
9,134 201418
126 888929
[9,119 79112£
9,112 905463
J9,106 229 365-
жащий барьером при квантовомеханиче-
ском туннелировании электронов.
Излучение лазеров фокусируется на проволочку-
антенну непосредственно в месте контакта,
и на этот же контакт подается СВЧ сигнал
от клистрона. Наилучшей стабильностью
характеристик в течение всего цикла
измерения частот обладает другая
конструкция диода (рис. 10.13,6), в которой
точечный контакт вместе с И К антенной
печатается на сапфировой подложке
фотолитографическим способом.
10.5. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ
ДЛИНЫ ВОЛНЫ ЛАЗЕРОВ
Абсолютное измерение длины волны
стабилизированных лазеров заключается
в их интерферометрическом сравнении с
длиной волны принятого криптонового
стандарта. Для этого тщательно
совмещенный свет из лазера и 86 Kr-лампы
пропускается через линейно-сканируемый по
Рис. 10.14. Схема установки для измерения
абсолютных значений длин волн стабилизированных
по частоте лазеров [51:
1 — фотодетектор; 2 — сервоконтроль частоты;
3 — вращающийся экран из матового стекла;
4, 5 — ирисовые диафрагмы; 6, 8 —
светофильтры, пропускающие оранжевую линию
криптонового стандарта длины волны и лазерное излучение
соответственно; 7,9— фотоприемники, L —
линзы; М — зеркало.
частоте интерферометр Фабри- Перо или
Майкельсона (рис. 10.14), аналитически
сравнивается одновременная запись ре-
233

Ч. 1.
Газовые лазеры
зонансов интерферометра от каждого
источника. Точность измерения длины волны
лазера определяется в основном точностью
криптонового стандарта и линейностью
сканирования частоты
интерферометра.Линейность сканирования может быть
повышена путем привязки интерферометра с
помощью дополнительной сервосистемы
к вспомогательному лазеру-гетеродину,
частота которого медленно сканируется
относительно частоты эталонного лазера.
Для измерения (сравнения) длин волн
двух эталонных лазеров разных типов в
ряде случаев используется метод измерения
порядков интерференции излучения лазера-
гетеродина одного типа в резонаторе,
длина которого подстраивается по резонансу
пропускания для излучения
лазера-гетеродина другого типа. Счет порядков
интерференции производится при
сканировании частоты первого лазера-гетеродина
относительно опорного лазера и измерении
их разностной частоты. Применение
лазеров-гетеродинов вместе с эталонными
лазерами позволяет также не только
эффективно устранять влияние
стабилизированных лазеров друг на друга, но и исключать
сканирование длины интерферометра. Для
уменьшения эффекта различного фазового
сдвига при отражении лучей измерения
проводят последовательно с двумя
интерферометрами разной длины.
В таблице 10.7 даны значения
некоторых физических констант, полученные
при использовании стабильных по частоте
лазеров.
Значения физических констант, полученные с помощью
стабилизированных по частоте лазеров
Таблица 10.7
Константа
Значение константы

Относительная точность
измерения

Литература
Скорость света в вакууме с, м/с
Постоянная Ридберга R, см
299 792 456,2± 1,1
109 737,3143±0,0010
±3,5-Ю-9
±ыо-8
[27,ЗЦ
[321
Примечание: в 1973 г. Консультативным комитетом по определению метра
рекомендована для применений величина с—229 792,458 м/с (Дс/с= ±4-10~9).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Летохов В. С, Чеботаев В. П. Прин-
шшы нелинейной лазерной спектроскопии.
М, «Наука», 1975.
2. Капланов М. Р., Левин В. А.
Автоматическая подстройка частоты. М.—Л., Гос-
энергоиздат, 1956.
3. Hanes G. R., Dahlstrom С. Е. Iodine
liyperfine structure observed in saturated
absorption at 633 nm. — «Appl. Phys. Lett.»,
1969, v. 14, № 11, p. 362—364.
4. Knox J. D., Pao Y. H. High-resolution
saturation spectroscopy of the iodine isotope
I2129 in the 633-nm wavelength region. —
-«Appl. Phys. Lett.», 1971, v. 18, № 8, p. 360—
361.
5. Schweitzer W. G., Kessler E. G., Des-
lattes R. D., Layer H. P., Whetstone J. R.
Description, performance, and wavelengths
of iodine stabilized lasers. — «Appl.
Optics», 1973, v. 12, No 12, p. 2927—2938.
6. Rowley W. R. C, Wallard A. J.
Wavelength values of the 633 nm laser, stabilized
with 127I2 saturated absorption. — «J.
Physics E: Sci. Instruments», 1973, v. 6, № 7,
p. 647—652.
7. Barger R. L., Hall J. L. Pressure shift
.and broadening of methane line at 3.39
microns studied by laser-saturated molecular
absorption. — «Phys. Rev. Lett.», 1969, v. 22,
№ 1, p 4—8.
234
8. Hall J. L., Borde С Measurement of
methane hyperfine structure using laser
saturated absorption. — «Phys. Rev. Lett.»,
1973, v. 30, № 22, p. 1101—1104.
9. Bagaev S. N., Chebotaev V. P.
Frequency stability and reproducibility of the
3.39 \xm He—Ne laser stabilized on the
methane line. — «Appl. Physics», 1975, v. 7,
№ 1, p. 71—75.
10. Freed С and Javan A. Standing-wave
saturation resonances in the CO2 Ю.б-ц
transitions observed in a low pressure room-
temperature absorber gas. — «Appl. Phys.
Lett.», 1970, v. 17, № 2, p. 53—56.
11. Басов Н. Г., Компанец О. Н.,
Летохов В. С, Никитин В. В. Исследование ре-
зонансов внутри допплерозской линии
вращатель но-колебательных переходов , моле*
кулы SF6 при насыщении поглощения. —
ЖЭТФ, 1970, т. 59, № 2, с. 394—403.
12. Компанец О. Н., Кукуджанов А. Р.,
Летохов В. С. и др. Нелинейная лазерная
спектроскопия колебательно-вращательных
переходов моноизотопных молекул OsO4 и
стабилизация частоты СО2 лазера. —
ЖЭТФ, 1975, т. 69, № 1, с. 32—47. .
13. Гусев В. Мм Компанец О. Н.,
Кукуджанов А. Р. и др. Стабилизация частоты
СО2 лазера с точностью Ю2 по узким ре-
зонаясам SFe и OsO4. — «Квантовая
электроника», 1974, т. 1, No 11, с. 2465—2469.

Гл. 10.
Газовые лазеры как стандарты частоты и длины.
14. Clairon A., Henry L. Stabilization des
lasers a gaz carbonique par l'absorption sa-
turee. — «Сотр. Rend.», 1974, v. 279B,
p. 419—422.
15. Levenson M. D., Schawlow A. L. Hy-
perfine interactions in molecular iodine. —
«Phys. Rev.», 6A, № I, p. 10—20.
16. Ezekiel S., Hackel L. A. Long-term
laser frequency stabilization using a
molecular beam. — In: Quaterly Progress Report
№ 115, Research Laboratory of Electronics,
MIT, USA, 1975.
17. Wu F. Y., Grove R. E.t Ezekiel S.
CW dye laser for ultrahigh-resolution spect-
roscopy. — «Appl. Phys. Lett.», 1974, v. 25,
j\fo к p. 73—75.
18. Hanes G. RM Baird К. М., DeRemi-
gis J. Stability, reproducibility, and absolute
wavelength of a 633 nm He—Ne laser
stabilized to an iodine hyperfine component. —*
«Appl. Optics», 1973, v. 12, № 7, p. 1600—
1605.
19. Hall J. L., Kramer G., Banger R. L.
Digest of Conference on Precision
Electromagnetic Measurements, Boulder, Colorado,
USA, June 1972.
20. Кошеляевский Н. Бм Татарен-
ков В. Мм Титов А. Н. Квантовый репер
частоты на длине волны 3,39 мкм. —
«Письма в ЖЭТФ», 1972, т. 15, № 8, с. 461—
464.
21. Басов Н. Г., Беленов Э. М., Воль-
нов N1. И. и др. Стабилизация частоты
кольцевого лазера. — «Письма в ЖЭТФ»,
1972, т. 15, № И, с. 659—661.
22. Басов Н. Г., Губин М. А.,
Никитин В. В. и др. Частотная стабилизация
газового лазера с использованием эффектов
взаимодействия мод. — «Письма в ЖЭТФ»,
1972, т. 15, № 9, с. 525—528.
23. Freed С. Designs and experiments
relating to stable gas laser. — In:
Proceedings of Seminar on Frequency Standards
and Metrology, Quebec City, Canada, Sept.
1971.
24. Petersen F. R.t McDonald D. G.,
Cupp J. D., Danielson B. L. Rotational
constants for 12С16Ог from beats between Lamb-
dip stabilized lasers. — «Phys. Rev. Lett.»,
1973, v. 31, № 9, p. 573—576.
25. Василенко Л. С, Скворцов. М. Н.,
Чеботаев В. П. и др. Стабилизация
частоты лазера на СОг. — «Оптика и
спектроскопия», 1972, т. 32, № 6, с. 1123—1129.
26. Barger R. L., West J. BM
English Т. С. Fast frequency stabilization of a
cw dye laser. — «Appl. Phys. Lett.», 1975r
v. 27, № 1, p. 31—33.
27. Evenson К. М., Wells J. S., Peter-
sen F. R. et al. Accurate frequencies of
molecular transitions used in laser stabilization:
the 3.39-u.m transition in CH4 and the 9.33—
and 10.18-fxm transitions in CO2. — «Appi.
Phys. Lett.», 1973, v. 22, № 4, p. 192—195.
28. Jennings D. A., Petersen F. R., Even-
son К. М. Extension of absolute frequency,
measurements to 148 THz; frequencies of the
2.0 and 3.5 jLtm Xe laser. — «Appl. Phys.
Lett.», 1975, v. 26, № 9, p. 510—511.
29. Petersen F. R., McDonald D. G.,
Cupp J. D.t Danielson B. L. Accurate
rotational constants, frequencies, and
wavelengths from 12C16O2 lasers stabilized by
saturated absorption. — In: Laser Spectrosco-
py, ed. R. G. Brewer and A. Mooradian, Ple-
nar Press, New York, USA, 1974.
30. Small J. G., Elchinger G. M., Ja-
van A. et al. AC electron tunneling at
infrared frequencies: thin-film M-O-M diode
structure with broad-band characteristics. —
«Appl. Phys. Lett.», 1974, v. 24, № 6,
p. 275—279.
31. Barger R. L., Hall J. L. Wavelength
of the 3.39-u.m laser-saturated absorption
line of methane. — «Appl. Phys. Lett.», 1973,
v. 22, № 4, p. 196—199.
32. Hansch T. W., Nayfeh M. H., Lee S. A.
et al. Precision measurement of the Rydberg
constant by laser saturation spectroscopy
of the Balmer a line in hydrogen and
deuterium. — «Phys. Rev. Lett.», 1974, v. 32,
№ 24, p. 1336—1340.
33. Компанец О. H.t Кукуджанов А. Р.,.
Михайлов Е. Л. К вопросу о
воспроизводимости частоты СОг/ОэОглазера. —
Квантовая электроника, 1977, т. 4, № 9, с. 2016—
2019.
34. Evenson К. М., Jennings D. A.,
Petersen F. R., Wells J. S. Laser frequency
measurements: a review, limitations, extension to
197 THz A,5 m). — In: Laser Spectroscopy
III (Proceedings of the Third International
Conference, Jackson Lake Lodge, Wyoming,
USA, July 4.8, 1977), ed. J. L. Hall and
J. L. Carlsten, Springer—Verlag, Berlin
Heidelberg N.-Y., 1977.
235-

ЧАСТЬ /У
ЛАЗЕРЫ НА ОСНОВЕ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕД ж)
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 11
ДОСТИЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ ЛАЗЕРОВ
НА ОСНОВЕ КОНДЕНСИРОВАННЫХ
СРЕД. А. А. КАМИНСКИЙ, А. А. МАК,
П. П. ПАШИНИН, Ю. М. ПОПОВ. , .
Глава 12
ЛАЗЕРЫ НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
КРИСТАЛЛАХ. М. J. WEBER (ПЕР. С АНГЛ.).
Глава 13
НОВЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ КРИСТАЛЛЫ
С ИОННОЙ СТРУКТУРОЙ. А. А.
КАМИНСКИЙ
Глава 14
КОММЕРЧЕСКИЕ ЛАЗЕРНЫЕ СТЕКЛА.
R. F. WOODCOCK (ПЕР. С АНГЛ.). .
Глава 15
ПРОМЫШЛЕННЫЕ НЕОДИМОВЫЕ
ЛАЗЕРНЫЕ СТЕКЛА. И. М. БУЖИНСКИЙ,
Е. М. ДИАНОВ, А. А. МАК
Глава 16
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ
Л. Г. ЕЛИСЕЕВ. . . .
ЛАЗЕРЫ.
237
259
296
325
329
334
16.1. Инверсия населенностей и
оптическое усиление . 335
16.2. Выходная мощность,
эффективность и к.п.д. лазера . 337
16.3. Материалы для
полупроводниковых лазеров. . . . 338
16.4 Некоторые характеристики
инжекционных лазеров . . 339
Глава 17
ЖИДКОСТНЫЕ ЛАЗЕРЫ С
РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ АКТИВАТОРАМИ. М. Е.
ЖАБОТИНСКИЙ, Л. В. ЛЕВКИН. . 346
17.1. Металлоорганические
жидкостные лазеры 347
17.2. Неорганические жидкостные
лазеры 351
Глава 18
ЛАЗЕРЫ НА ОСНОВЕ ОРГАНИЧЕСКИХ
КРАСИТЕЛЕЙ. Б. И. СТЕПАНОВ, А. Н.
РУБИНОВ, В. А. МОСТОВНИКОВ. . 360
18.1. Способы накачки лазеров на
основе красителей. . . . 362
18.2. Спектральные характеристики
и управление спектром
лазера на основе красителей. . 367
18.3. Активные среды. , , . 368
Научный редактор д-р физ.-мат. наук А. А. Каминский
^36

Гл. 11.
Достижения в области лазеров на основе конденсированных сред
Глава 11
ДОСТИЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ ЛАЗЕРОВ НА ОСНОВЕ
КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕД
А. А. НАМИНСКИЙ, А. А. МАИ, П. П. ПАШИНИН, Ю. М. ПОПОВ
В настоящее время лазеры на основе
конденсированных сред находят широкое
применение как в фундаментальных
научных исследованиях, так и в
промышленности и медицине. Это обусловлено рядом
присущих им свойств и прежде всего
возможностью достижения значительной
удельной мощности генерации путем
создания высокой концентрации активных
частиц.
Впервые стимулированное излучение
в оптическом диапазоне было получено
Мейманом в 1960 г. [1] с помощью
конденсированной среды — кристалла рубина.
В основе работы рубинового лазера
лежит принцип трехуровневой квантовой
системы при использовании
вспомогательного излучения — накачки, предложенный
Н. Г. Басовым и А. М Прохоровым еще
в период создания ими молекулярного
генератора B, 3]. В первом лазере был
использован резонатор открытого типа
(два плоскопараллельных зеркала),
предложенный А. М. Прохоровым для квантовых
генераторов в 1958 г. [4]. Этот тип
лазерного резонатора в наши дни находит самое
широкое применение в квантовой
электронике. Затрагивая здесь историю большого
класса лазеров, рассматриваемых в
настоящей части справочника, необходимо
упомянуть, что созданию первого лазера
предшествовал ряд работ, в которых в
качестве активной генерирующей среды
предлагалось использовать конденсированные
среды. Здесь необходимо отметить работу
Шавлова и Таунса [5], где наряду с газами
указывалось на возможность
использования в лазерах кристаллов с редкими
землями (TR), и работу Н. Г. Басова, Б. М. Ву-
ла и Ю. М. Попова [6], в которой для
создания лазеров предлагались
полупроводники.
Вторым типом твердотельных
квантовых генераторов был лазер на основе нео-
димового стекла с длиной волны излучения
~ 1,06 мкм, созданный в 1961 г. Снитце-
ром [7]. В настоящее время это один из
наиболее распространенных типов лазеров,
в развитие физики и техники которых
существенный вклад внесли советские
ученые. Дальнейшим развитием лазеров на
основе конденсированных сред было
создание в 1962 г. [8, 9] полупроводниковых
лазеров на р — n-переходе при
возбуждении импульсами электрического тока.
Здесь важно отметить, что применение
р — n-переходов для этих целей было
предложено в 1961 г. Н. Г. Басовым,
О. Н. КрохинымиЮ. М.Поповым [10]**>
В 1963 г. Шиметчек [11] и Лэмпики с Са-
мельсоном [12] сообщили о получении
лазерного излучения ионов европия,
находящихся в замороженном металлоорганиче-
ском соединении. Говоря о последнем типе
лазеров, нельзя не упомянуть работу
С. Г. Раутиана и И. И. Собельмана [13],
где было впервые предложено
использовать в качестве генерирующих сред и
материалов органические комплексные
соединения. 1966 год ознаменовался открытием
сразу двух типов лазеров на основе
конденсированных сред. Геллер в работе [14]
предложил лазер на основе жидкого
неорганического соединения с примесью неодима***,
а Сорокин и Ланкард сообщили о работе
лазера на основе жидкого органического
красителя [15]. Здесь необходимо отметить,
что в развитие физики последнего типа
лазеров существенный вклад внесли и
советские ученые ****>.Значительным достижени-
*' За работы по оптическим квантовым генераторам на неодимовом стекле
и освоению их серийного производства в 1974 г. группе советских ученых и инженеров
(М. П. Ванюков, А. А. Мак, А. М. Бонч-Бруевич, Г. О. Карапетян, Е. И. Талант, Е. М. Диа-
нов, П. Г. Крюков, Ю. В. Любавский, Е. А. Вершинский, Е. И. Корягина, Б. Н. Репин,
Б. В. Скворцов) была присуждена Государственная премия.
**} За фундаментальные исследования, приведшие к созданию полупроводниковых
квантовых генераторов, в 1964 г. группе советских физиков (Б. М. Вул, О. Н. Крохин,
Ю М. Попов, А. П. Шотов, С. Н. Рыбкин, Д. Н. Наследов, А. А. Рогачев, Б. В. Царенков)
■была присуждена Ленинская премия.
***> Одновременно и независимо в СССР было сделано аналогичное предложение
{В. Р. Белан, М. Е. Жаботинский, В. Ф. Золин, Ю. И. Красилов, Б. Н.
Куликовский, В. Г.Лебедев Л. В. Левкин, Ю. П. Рудницкий, Л. К. Шубочкин, Г. В. Эллерт),
на которое позже было выдано авторское свидетельство № 330505 с приоритетом
от 26 ноября 1966 г.
**** За цикл работ по исследованию явлений оптической генерации в растворах
сложных органических соединений и созданию на их основе нового типа лазеров с
плавно перестраиваемой частотой излучения в широкой области спектра, опубликованных
в 1964—1971гг. В А. Мостовникову, А. Н. Рубинову и Б. И. Степанову в 1972 г. была
присуждена Государственная премия.
237

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
ем в развитии лазеров на основе
конденсированных сред явилось создание в 1968 г.
полупроводниковых лазеров на
гетеропереходах [16]. Приоритет в предложении
и создании лазеров на гетеропереходах
принадлежит группе советских ученых,
работавших под руководством Ж. И.
Алферова**.
К настоящему времени во всех областях
физики лазеров на основе
конденсированных сред достигнуты значительные успехи.
Если ранее на определенных этапах
развития квантовой электроники и лазерной
техники" предпочтение отдавалось лазерам
на основе либо активированных
кристаллов, либо полупроводников, либо
стекол или неорганических жидкостей, то
в последние годы такая несомненно
полезная конкуренция наметила тенденции,
примиряющие все эти стороны. Каждому
типу лазеров жизнь отвела определенную
сферу применений и, следовательно,
указала на прогрессивность такого
органического развития. В ряде важнейших
исследований в настоящее время разные типы
лазеров на основе конденсированных сред
выступают единым фронтом. Так, в
лазерах, использующихся в экспериментах
по исследованию взаимодействия мощного
электромагнитного излучения с веществом,
применяются активированные кристаллы
(в качестве задающего генератора) и
стекла (в качестве усилительных каскадов),
для возбуждения некоторых
кристаллических лазеров с успехом используются
полупроводниковые квантовые генераторы,
а для работы лазеров на основе
красителей используется прямое или
преобразованное по частоте лазерное
излучение кристаллов или стегкол.
Настоящая глава предпослана главам
справочника, где основные рабочие
характеристики всех типов лазеров на основе
конденсированных сред представлены в
табличном виде. Поэтому, дополняя краткий
исторический очерк их развития,
рассмотрим также некоторые типичные
особенности и области их применения.
К настоящему времени эффект
стимулированного излучения обнаружен более
чем у 250 диэлектрических кристаллов
с примесью ионов переходных групп.
Самым представительным классом этого
ряда является класс оксидных лазерных
кристаллов с упорядоченной структурой
(табл. 11.1). Если в этих средах основными
генерирующими ионами являются
трехвалентные TR-ионы, то простые фторидные
кристаллы такой избирательностью не
обладают. Они используют все типы
известных активаторных ионов кроме
трехвалентного иона хрома (табл. 11.2). Для
улучшения генерационных параметров
кристаллических лазеров авторами работы [17J
был использован метод сенсибилизации,
заключающийся в добавлении в кристалл
наряду с основными генерирующими
ионами ионов другого вида—так называемых
сенсибилизаторов. Роль последних
сводится к поглощению энергии возбуждения »
передаче ее основным ионам.
Группой советских физиков был
предложен и применен [18] другой принцип-
повышения эффективности
кристаллических лазеров. Он состоял в использовании-
в качестве кристалла-матрицы не простых
соединений, а смешанных разупорядочен-
ных систем (твердых растворов).
Отличительной особенностью этого нового
перспективного класса лазерных сред
является то, что в них примесные ионы входят в
состав многих, отличающихся по структуре .
активаторных центров. Это приводит к
тому, что спектры поглощения этих веществ
состоят из широких полос, значительно
увеличивающих коэффициент использования
энергии излучения источников
возбуждения. Имеющая место в этих средах
миграция энергии по возбужденным состояниям
активаторных центров также способствует
улучшению рабочих параметров лазеров
на основе разупорядоченных кристаллов.
Все известные к настоящему времени
смешанные фторидные и оксидные лазерные
кристаллы сведены в табл. 11.3 и 11.4.
К смешанным кристаллическим системам-
по ряду спектроскопических свойств
примыкают такие лазерные среды, как стекла
(табл. 11.5) и неорганические жидкости
(табл. 11.6). Ряд лазеров с интересными
свойствами был создан на основе хлоридных
и бромидных кристаллов, а также на
основе соединений, в которых анионами
одновременно являются кислород и фтор-
или кислород и сера (табл. 11.7). В
последние годы технология лазерных кристаллов
пополнилась методом прессования при
высоких температурах. Этим прогрессивным
методом уже получено два лазерных
материала (табл. 11.8). Известные нам металло-
органические лазерные соединения с
примесью TR3+-hohob указаны в табл. 11.9.
У всех лазерных сред, упомянутых в-
таблицах, стимулированное излучение
связано с переходами между электронными
уровнями их активаторных ионов (рис. 11.1
и 11.2). В некоторых кристаллах с
примесью ионов Sm2+, V2+, Ni2+, Co2+, Cr3+ »
Но3+ генерацию можно возбудить и на
электронно-колебательных переходах (рис. 11.3).
Рабочие схемы лазеров на основе
рассмотренных активированных сред
подразделяются на трех- и четырехуровневые.
В последних существенное значение имеет
величина энергетического зазора между
нижним рабочим и основным уровнями:
*> За фундаментальные исследования гетеропереходов в полупроводниках и
создание новых приборов на их основе в 1972 г. группе советских физиков (Ж. И. Алферов,
В. А. Андреев, Д. 3. Гарбузов, В. И. Корольков, Д. Н. Третьяков, В. И. Швейкин)
была присуждена Ленинская премия.
238

Постижения в области лазеров на основе конденсированных сред
Таблица 11.1
Простые лазерные оксидные кристаллы с упорядоченной структурой [311
Кристалл
LiNbO,
LiNdP4Ola
MgO
A1,O.
NaNdP4Ol2
KY(MoO4J
KY(WO4>2
KNdP4O12
KGd(WO4J
CaMg2Y2Ge8Ol2
CaAl.O,
CaAl12O12
CaSc2O4
Ca,(VO4)e
Ca(NbO,)g
CaMoO4
CaWO4
SrAl4O,
SrAl12O19
SrMoO4
SrW04
Y2O,
YAlOg
У8А1,О12
Y2Si08
YP6O14
YsSc9AUOt2
Y8Sc2Ga,O12
YVO4
Y,Fe6O12
Y,Ga6Ol2
(Y,Er) A1O,
(Y, Er)a AISO12
(Y, YbK Al. O12
(Y, LuK Al6 Ol2
Ba0,26Mg2,76Y2Ge8O12
La2Be206
La2O8
Првсфранственная
группа
C3v
ck
ch
Did
C2h
Dtt
ck
C2
ck
ok°
ck
С2Л
°й
c%h
C2h
—
c%h
Tl
oh°
C2ft
ck, ck
oh"
ok°
o\l
ok»
оГ
o\%
oh°
ok°
оГ
ok°
C2h
Dh
Активаторный ион
TR
,3+
Nd | Ей | Но | Ег | Tu | Yb
°2L
Z

4, JT.
Лазеры на основе конденсированных соед
Кристалл
LaAlO8,
LaP6O14
LaNbO4
СеРБО14
NdAl8(BO8L
NdP6O14
Gd2O8
GdAlO3
GdP5O14
GdScO3
Gd8Sc2Al3O,a
Gd8Sc2Ga3O12
Gd8Ga6O12
Gd2(MoO4)8
Ho8Al5O12
Ho8 Sc2Al8O12
Ho3Ga6O12
Er2O8
ErAlO»
Er8Al6O12
Er2SiO5
Er,Sc2Al8Ol2
(Er, Yb)8Al6Ol2
(Er. Tu, Yb)8Al60
(Er, Lu)AlO,
Er, Lu)8Al6O12
УЬ,А1ВОЪ
(Yb, Lu)8Al5O12
LuAlO8
Lu3Al6Ot2
Lu8Sc«Al3O18
Lu3Ga6O12
PbMoO4
Bi4Si,Ot2
Bi4Ge3Ola
Пространственная
группа
old
C2h
C2h
Dl
z\h
Clh
D\h
C2h
ok°
C2h
ok°
оГ
C2h
oi°
*>\%
оГ
оГ
o\°
o\°
clh
n
Продолжение табл. \
Активаторный ион
TR3+
Pr
Nd
+
+
+
+
+
+
4-
4-
+
+
4-
+
4-
-+-
-P
■4-
4-
4-
4-
Eu
Ho
4-
4-
4-
4-
4-
4-
4-
-h
H-
-t-
4-
4-
4-
4-
4-
Er
4-
4-
4-
Tu
4-
4-
4-
-b
•4-
Yb
+
4-
4-
4-
4-
+
.1
i
о
240

Гл. 11.
Постижения в области лазеров на основе конденсированных сред*
Таблица 11.2г
Простые лазерные фторидные
Кристалл
LiYF,
Li(Y. Er)F4
LiHoF4
LiErF4
MgE2
KMgF8
KMnF3
CaFs
CaF2*
MnFa
ZnF*
SrF2
BaF2
BaY2F8
Ba(Y, ErJF8
Ba(Y,YbJF8
LaF8
CeF,
HoF,
O.^ CO
(j X Д
с|Л
clh
DU
ok
ok
o%
Oh
D\h
D\h
obh
Oh
c\h
cih
clh
*>%d
°ld
»Vh
кристаллы с упорядоченной
структурой [31]
Активаторный ион
TR3+
Pr
+
+
+
+
Tb
+
Oy
+
Ho
+
-4-
Er
+
4-
4r
4-
+
Tu
+
Yb
TR2+
Sm
-f
4-
4-
Dy
Tu
4-
U3+
+
4
V^4
4
Co2+
+
4-
4-
4-
4-
Кристаллы CaF2 содержат примесь кислорода.
чем больше величина этого зазора, тем при
более высокой температуре возможна
эффективная генерация. Так, в средах с ионами
Nd34 величина этого зазора при
излучении на основном переходе 4^з/2 "*"
-И/
11/2
/
составляет около 2000 см-1,
вследствие чего многие из неодимовых
материалов могут, как показано А. А. Каминским
[19], генерировать достаточно эффективно
даже при температурах, на сотни градусов
превышающих комнатную. Отмечая
особенности работы четырехуровневых
лазеров, не следует забывать, что для
эффективного использования накопленной
энергии при их возбуждении существенным
фактором является время дезактивации
нижнего рабочего уровня активной среды.
Например, для ряда марок неодимовых
стекол это время составляет порядка
Ю-"8 с [20] и при излучении субнаносекунд-
ных импульсов лазер на основе этих сред
после начала генерации фактически будет
функционировать по трехуровневой схеме.
Естественно, при этом в генерацию может
быть преобразовано не более половины
накопленной энергии возбуждения.
В трех- и четырехуровневых рабочих
схемах используется по одному метаста-
бильному состоянию примесного иона.
Основным недостатком этих схем при
широкополосном оптическом возбуждении
являются большие потери энергии
возбуждения на безызлучательных переходах,
происходящие между уровнями,
расположенными как выше метастабильного
(верхнего рабочего) состояния, так и между
состояниями, лежащими ниже конечного»
лазерного уровня. Этого недостатка в
существенной мере лишены новые, более
сложные рабочие схемы лазеров —
каскадные, предложенные А. А. Каминским-
[21]. Как следует из рис. 11.4, в
каскадных схемах, в отличие от рассмотренных
простейших рабочих схем,
стимулированное излучение объединяет несколько мета-
стабильных состояний, принадлежащих
одному (прямая каскадная схема) или
нескольким типам активаторных ионов (схема-
с промежуточным актом передачи энергии
возбуждения). Поскольку в этом случае
в процесс генерации вовлекаются уровни,
лежащие в более широком энергетическом
интервале, влияние безызлучательных
241.

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
Таблица 11.3
Смешанные лазерные фторидные кристаллы
с разупорядоченной структурой [31]
Оксидные лазерные
с разупорядоченной
Таблица 11.4
кристаллы
структурой [31]
Кристалл
5NaF 9YF8
CaF2—SrF2
CaF2—YF8
Ca.Y,Flt
CaF2 — LaF8
CaF2 —CeO2
•CaF2 —CeF,
-CaF2 —GdF,
•CaF2 —ErF,
SrF2-YF3
Sr,Y,Flt
-SrF2 —LaFa
SrF2—CeF,
SrF2—GdF8
SrF2—LuF,
CdF,—YF,
CdF2—LaF8
BaF2—YF8
BaF., — LaF,
BaF2-CeF,
CQaF2—GdF,
LaF,—SrF2
a—NaCaYFe
a-—NaCaCeFe
a—NaCaErFe
CaF2—YF,—NdF,
CaF?—ErF* —TuF,
SrF2—CeF8—GdF*
CdF?-YF,-LaF8
CaF2—ErF2—TuFs—YbF,
CaF2—SrF2—BaF2—YF8 —
—LaF.
g§§
ol
ol
ol
D3 d
ol
ol
ol
Oft6
Oft"
03d
Oft
o\
ol
o\
ol
ol
ol
ol
ol
ol
O%d
ol
ol
b
°h
Oh
ok
ok
Oh
ol
o5h
Активато рный
ион
"О
z
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
0
X
+
001
M
кристалл
LiLa (MoO4J
Li(Nd, La) P4O12
Li(Nd# Gd) P4O12
LiGd(MoO4J
NaLa(MoO4J
NaLa (WO4),
NasNd(PO4J
Na5Nd(WO4L
NaGd(WO4)8
Na(Nd,Gd)(WO4)8
KLa(MoO4J
K8Nd(PO4J
K8(Nd,La)(PO4),
K6Nd(MoO4L
K5Bi(MoO4L
CaY4(SiO4),O
Cao,25 Ba0,76<NbO8)P
CaLa4(SiO4),O
Ga4La(PO4)8O
eaGd4(SiO4)8O
SrY4(SiO4)8O
SrLa4(SiO4)8O
ZrO2—Y2O8
ZrO2—Er2O,
YScO8
Ba2NaNb5O16
Ba?MgGe2O7
Ba2ZnGe2O7
(Nd, Sc)P6O14
(Nd, In)P6O14
(Nd, La)P5Ol4
Nd, Gd) A18(BO,L
LuScO8
HfO2-Y2O8
Bi4(Si. Ge),Ols
Is
fSi
§,» >•
Cb2h
c\h
C%h
C\h
ch
o\\
c\h
C\h
c\h
—
ch
c'k
oU
O%d
ch
D\iO)
ch
ch
ch
ch
C($h
Oh
n
s*l 1
C2v
Did
D2d
C\h
C2h
c\h
ol
n
Активаторы ый
4-
Z
4-
+
4-
+
+
+
+
4-
+
4-
4-
4-
4-
4-
4-
+
4-
+
+
4-
4-
4-
ИОВ
t
0
X
+
4-
4-
4-
и
Ш
4-
242

Гл. 11.
Постижения в области лазеров на основе конденсированных сре&
Лазерные стекла
Таблица 11.5
Таблица
Стеклообразующая
система
Li—Mg—Al—Si
Li—Ca—Al—Si (ED)
Li—Na—Al—P
Li—Mg —Al —Yb—Si
Na —Ca —Si
Na — K — Ba — Yb—Si
Meo,5 Mn0,6(POsJ
К —Ba —Si
K —Ba —Ge
Zn —Al —Yb —P
La —Ba —Th —В
La —Ba —Th—Si
Yb-фторофосфатная
Фторобериллатная
Бораthая
Фторидная
Si (кварцевое стекло*
Фосфатная
Борфосфатная
Активаторный ион
со
О.
4-
*о
4-
4-
4-
4-
-f
-f
4-
4-
ео
ТЗ
О
4-
ео
•О
Н
4-
ео
О
+
4-
со
Ш
4-
4-
+
4-
4-
+
со
3
ь
4-
4-
из
4-
4-
Таблица 11.6
Неорганические лазерные жидкости
Соединение
SeOCl2—SnCl4
SeOCl2—SbCl5
РОС13—-SnCl4
POG18—TiCl4
POC13—A1C13
POCI3—ZrCl4
POCI3—D2O
PBr*—AlBr3—SbBr3
Активаторный
ион
Nd3+
+
+
+
+
+
+
+
Таблица
11.7
Прочие лазерные кристаллы [31]
j\p и ста л л
Ca5(P0j3F
Sr6(PO4KF
La2O2S
LaCl3
LaBr3
CeCl3
PrCl3
РгВгз
Pb5(PO4KF
g,« со
и х с
Прос
ствен
rpyni
ch
Clh
Did
Clh
Clh
Clh
ch
Clh
—
Активаторный
ион
n
a
+
+
+
+
eo
•o
2
+
+
+
+
^o
X
+
Поликристаллические лазерные материалы
Материал
CaF?
Y?O3—ThO2—Nd9O3 (иттро-
локс)
Активаторный
ион
Dy2+
+
+
Таблица П.9
Металлоорганические лазерные
комплексы
Метаплоорганическая основа
Трифторацетилацетонат-ион
Бензоилацетонат-ион
Бензоилтрифторацетонт-ион
Дейтерированный бензоил-
трифторацетонат-ион
Ортофторбензоилтрифтора-
цетонат-ион
Метафторбензоилтрифтора-
цетонат-ион
Парафторбензоилтрифтора-
цетонат-ион
Ортохлорбензоилтрифтора-
цетонат-ион
Метах лорбензоилтрифтора-
ц^тонат-ион
Парахлорбензоилтрифтора-
цетонат-ион
Ортобромбен зоилтрифтора-
цетонат-ион
Метабромбензоилтрифтора-
цетонат-ион
Парабромбензоилтрифтора-
цетонат-ион
Дибензоилметанат-ион
Теноилтрифторацетонат-ион
Пентафторпропионат-ион
1,10-фенатролин
Нитрат-ион
Дейтерированный трибутил-
фосфат
Активаторный
иен
л.
i
4-
-ь
243>

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
ЗОг
25
20
10
5 -
Рг
3+
Nd°
Ей'
3+
Dy
3+
Ho
3+
«з+
Tu'
3+
15
10
h
r5/Z
' //5/2
переходов здесь значительно
уменьшается.
Как следует из рис. 11.4, б, в схеме с
промежуточным актом передачи энергии,
ионы Но3+ выступают в роли дезактивато-
ров долгоживущего конечного рабочего
состояния 4/гз/2 генерирующих ионов
Ег3+. Недавно этот принцип также был реа-
244
7/2
Рис. 11.1. Упрощенные рабочие
схемы кристаллических лазеров,
генерирующих на чисто электронных
переходах TR4-mohob.
"Рис. 11.2. Упрощенные рабочие
схемы кристаллических лазеров,
генерирующие на чисто электронных
переходах ионов Dy2+, Tu2* и UH-.
лизован [22] для убыстрения
дезактивации конечного
рабочего состояния в
перспективном И К лазере B,699 мкм) на
основе кристалла Lu3Al5012 :
: Но3+, Ти3+ — Ег3+,
генерирующего при комнатной
температуре на
самонасыщающемся переходе 4/и/2 -* 4/13/2.
Успешная реализация
принципов сенсибилизации и
дезактивации убедительно
свидетельствует, что еще не до
конца исчерпаны возможности
активированных лазерных
кристаллов.
Проблема активированных
лазерных сред затрагивает
много специфических свойств и
матрицы-основы, и
примесного 'иона. Наиболее
существенным свойством для
получения стимулированного
излучения является соотношение излучательной
и безызлучательной вероятностей
возбужденного состояния данного перехода.
Если рассматривать ряд TR3+-hohob —
наиболее используемых сейчас активаторов,
то число их потенциально возможных излу-
чательных каналов значительно превышает
105, К настоящему же времени, как сле-

Гл. 11.
Постижения в области лазеров на основе конденсированных сред
20
15
10
£L
2+
Sm
Мг Srp£
Л2+
Niz
Но*
17Ъ
'%
% —%
Рис. 11.3. Упрощенные рабочие схемы кристаллических лазеров, генерирующих на электронных и
электронно-колебательных переходах.
Штриховой линией обозначены «колебательные» уровни.
Yb5+ Ho3+
4 -
О1-
Рис. 11.4. Упрощенные диаграммы каскадных рабочих схем кристаллических лазеров (а, б и в) и схема
лазера с ИК возбуждением на основе кристалла Ba(Y, YbJF8—Ho3+ (r).
245

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
дует из рис. 11.1, число возбужденных
лазерных каналов составляет пока
только 36. Генерация на линиях этих переходов
перекрывает спектральный интервал от
—0,49 до '-v/3,02 мкм. Имеются все
основания ожидать, что в ближайшие годы
поисковые исследования приведут и к
созданию лазеров, генерирующих на более
коротких длинах волн, и к существенному
расширению ИК диапазона. В решении
первой проблемы помощь могут оказать
как новые источники накачки (в том числе
Рис. 11.5. Зонная диаграмма попупроводника
при Г=ОК:
а — невозбужденный кристалл; б — кристалл
с инверсной населенностью, Eg — ширина
запрещенной зоны.
и не оптические), так и принципиально
новые схемы возбуждения. Например,
представляет определенный интерес для
возбуждения высоколежащих состояний
TR-ионов использовать многообразные
кооперативные процессы, обзор которых
дан в работе [22]. Эти
высокоэнергетические уровни примесных ионов в принципе
эффективно могут возбуждаться и
посредством поглощения с промежуточных мета-
стабильных состояний. Что касается
расширения ИК диапазона длин волн
генерации активированных сред, то здесь успехи
будут определяться в первую очередь
результатами изучения электрон-фононного
взаимодействия.
В полупроводниковых лазерах, в
отличие от рассмотренных выше, излучатель-
ные квантовые переходы происходят не
между изолированными энергетическими
уровнями, а между энергетическими
зонами (рис. 11.5). Другими словами, в
этом типе лазеров возбуждаются и
излучают атомы, которые составляют
кристаллическую решетку. Кроме того,
в полупроводниках, используемых для
лазеров, велика вероятность излучательных
переходов. Действительно, если для
получения оптического усиления в 10 раз в
рубине требуется в обычных условиях длина
кристалла не менее 10 см, то в
полупроводниковых лазерных средах для этих целей
достаточно всего 0,01 см.
Необходимое для генерации условие
инверсной населенности в полупроводниках
удобно сформулировать, пользуясь
понятием квазиуровней Ферми (Fc — для элек-
246
тронов проводимости и Fv — для дырок,,
рис. 11.5, б). Эти квазиуровни
определяются таким образом, что состояния ниже F&
в зоне проводимости в большинстве
заполнены электронами, а большинство
состояний выше Fv в валентной зоне
заполнены дырками. Строго говоря, для
оптического перехода с испусканием фотона-
энергии hv имеется инверсная
населенность, если выполняется условие Fc —
— Fv > hv. В работающем лазере накачка-
должна поддерживать такое состояние, вос-
-полняя необходимое количество рекомби-
нирующих электронно-дырочных пар. В
настоящее время нашли широкое применение
пока только два способа накачки: инжек-
ция в р — /г-переходе, гетеропереходе или
контакте металл — полупроводник и
возбуждение пучком быстрых электронов. В
некоторых типах лазеров применятся метод
оптической накачки, а также возбуждение
сильным электрическим полем. Перечень
типов материалов, использующихся в
качестве активных сред в полупроводниковых
лазерах с указанием метода возбуждения,
дан в табл. 11.10.
Таблица 11.10
Типы полупроводниковых лазерных
соединений и способы их возбуждения
Тип
соединения
А3В*
А6
А3В6
АгВ6
А2 В4 С62
А * В|
Способ возбуждения
5
с? 5(g
ж я
s о
+
+
3*
н гв
с а:
о а
+
+
о
CL
с; Л
+
+
4-
+
4-
зЯ
>8
о
a
с
+
Инжекционный лазер представляет
собой кристаллический диод с электронно-
дырочным (р — /г)-переходом, которому-
придана форма оптического резонатора
Фабри — Перо. Значительное отражение
от естественных поверхностей кристалла,
составляющее 20 — 40%, делает
возможным работу резонатора без специальных
покрытий. При подведении к диоду
напряжения с полярностью, соответствующей'
отпиранию р — n-перехода, электроны
диффундируют в область с дырочной
проводимостью. Для получения достаточна
интенсивной инжекции в
полупроводниковых лазерах, необходимой для создания
инверсной населенности, применяются
сильно легированные р — n-переходы и р —
n-гетеропереходы. Это же обстоятельства

Гл. 11.
постижения в области лазеров на основе конденсированных сред
(довольно большой пороговый ток,
необходимый для инверсии) в значительной
степени препятствует созданию инжекцион-
ных лазеров в коротковолновой области
спектра (^0,6 мкм), так как пока не
удалось создать широкозонных полупровод-
«иковых соединений, обладающих высокой
а)
Рис. 11.6. Схема лазеров:
и — обычных; б — с комбинированной активной
средой, в — с «впрыскиванием» фотонов; г — с
дисперсионным резонатором; д — многолучевых;
е — волноводного типа, / — зеркало резонатора;
2 — активная среда (для «б» — разнотипная
среда); 3 — диафрагма, 4 — светоделительная
■пластинка; 5 — поляризатор; 6 — излучение от
внешнего лазера; 7 — призма.
проводимостью, как я-, так и р-типа.
Использование гетеропереходов значительно
снизило пороговые токи, особенно при
комнатных температурах, так как позволило
сконцентрировать инжектируемые
носители в узкозонном слое, меньшем длины
диффузии. Кроме того, скачок в ширине
зон» гетероперехода обеспечивает
дополнительное удержание света, уменьшая
оптические потери. Это позволило получить на
гетеропереходах в системе арсенид галлия
алюминия непрерывный режим генерации
при комнатной температуре. Однако
проблема создания гетеропереходов,
позволяющих продвинуться в коротковолновую
область спектра, еще требует решения.
Инжекционные лазеры обладают большой
расходимостью излучения, обусловленной
малыми размерами излучающей области,
и относительно широким спектром
генерации. В последнее время для сужения
спектра излучения полупроводниковых лазеров
разработаны эффективные методы с
использованием специальных, так
называемых, селективных резонаторов. [24].
Полупроводниковые лазеры с
электронной накачкой, созданные в 1964 г. Н. Г.
Басовым, О. В. Богданкевичем и А. Г. Де-
вятковым [25], позволяют получить
генерацию в гораздо более широком
спектральном диапазоне, особенно они
эффективны в области коротких длин волн,
поскольку в этом случае инверсная
населенность создается путем лавинного
образования вторичных, третичных и т. д.
электронно-дырочных пар в полупроводнике,
возбуждаемом первичным электронным
пучком с энергией от десятков до сотен
килоэлектрон-вольт (со стороны низких
энергий ограничение связано с вредными
поверхностными явлениями, со стороны
высоких — с возникновением радиационных
дефектов в кристалле). Поэтому этот
способ не требует хорошей электропроводности
кристалла, наличия р — /г-переходов и
применим к полупроводникам с любой
шириной запрещенной зоны. Эти лазеры
обладают большей выходной мощностью
генерации ( до 106 Вт) по сравнению с инжек-
ционными лазерами, что объясняется
возможностью накачки большого объема
полупроводника.
Другими важными с практической
точки зрения особенностями
полупроводниковых лазеров являются: высокая
эффективность преобразования электрической
энергии возбуждения в когерентное
излучение C0 — 50%), широкая полоса частот
прямой модуляции излучения A09 —
1010 Гц), возможность перестройки
длины волны излучения. Последнее свойство
с учетом богатого выбора пригодных
для полупроводниковых лазеров
соединений позволяет непрерывно перекрывать
спектральный диапазон длин волн от 0,32
до ~32 мкм.
Более подробно другие особенности
физики работы полупроводниковых лазеров
так же как и специфические свойства
лазеров на основе органических красителей и
активированных жидких люминофоров,
рассмотрены в соответствующих главах
настоящей части справочника.
Необходимость управлять на практике
такими параметрами лазеров на основе
конденсированных сред, как
спектральными, кинетическими, поляризационными
и другими, привела к разработке целого
ряда типов простых (рис. 11.6) и сложных
лазеров. Наибольший практический
интерес представляют следующие их режимы
работы: свободная («пичковая») генерация,
моноимпульсный режим, режим
синхронизации или самосинхронизации мод,
режим усиления, режимы с управлением
247

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
длительностью и формой импульса, с
перестройкой по частоте излучения, одномо-
довые и одночастотные режимы и, наконец,
непрерывный режим "и режим
периодического следования импульсов. Сейчас
лазеры на основе конденсированных сред
обеспечивают получение импульсных
мощностей в когерентном пучке до 105 — 106 Вт
при длительностях от 10~6 до 10~2 с. Легко
реализуется напрерывный режим со
средней мощностью генерации до нескольких
киловатт и импульсный периодический со
средней мощностью до киловатта и
частотой повторения до нескольких килогерц
и др. Разработка лазеров с модулированной
добротностью [26] и методов
синхронизации продольных типов колебаний резко
расширили диапазон длительностей
лазерных импульсов и позволили поднять
на много порядков достижимые
импульсные мощности (рис. 11.7 и 11.8). В
настоящее время техника генерации позволяет
получать лазерные импульсы любой
длительности, вплоть до 5 ♦ 10~3 с, а при
использовании лазерных усилительных
систем доступны импульсные мощности в
лазерном пучке до 1013 Вт при расходимости
пучка, близкой к дифракционной.
Перечисленные выше свойства лазеров
на основе конденсированных сред
открыли перед ними широкие возможности
применений. Уже в наши дни трудно указать
те области науки и техники, где лазеры
еще не используются. Для ознакомления
с возможными применениями лазеров на
основе конденсированных сред можно
рекомендовать большой ряд публикаций,
перечень которых дан в конце вводной
главы. Мы же ограничимся рассмотрением
только некоторых применений, которые
ставят перед физикой и техникой лазеров
на основе конденсированных сред новые
проблемы или требуют серьезного их
улучшения и совершенствования.
МД
ОГ
Рис. 11.7. Схема лазера с модулированной
добротностью:
/ — зеркало резонатора: МД — модулятор
добротности с ячейкой Поккельса и призмой Плана;
ОГ — оптическая головка с активным элементом
и лампой накачки.
Технологические применения
рассматриваемого класса лазеров в основном
связаны с процессами сварки, резки металлов
и диэлектриков, размерной обработкой
материалов, пленок, получения отверстий
в твердых материалах, упрочнением
режущего инструмента, с прецизионным
спектральным анализом и др. Для этих целей
в настоящее время используются лазеры
на основе кристалла Y3 А15 О12 — Nd3+,
неодимового стекла и рубина, работающие
248
в непрерывном или импульсном
периодическом режиме. Требуемые мощности
генерации составляют от десятков ватт до
нескольких киловатт.
Твердотельные лазеры все шире
применяются в медицине. Для лечения по-
верностных образований, в том числе и
злокачественных, на коже человека нашли
ИФ
ОГ
Рис. 11.8. Схема лазера с самосинхронизацией
мод для генерации импульсов пикосекундной
длительности:
1 _ зеркало резонатора на клиновидной
подложке; НФ — кювета с насыщающимся фильтром;
ОГ — оптическая головка с активным элементом
и лампой накачки.
применение лазеры на основе
неодимового стекла с энергией излучения до
1000 Дж в режиме свободной генерации.
Сейчас разрабатываются лазерные
скальпели для бескровной хирургии с
использованием квантовых генераторов на основе
кристалла Y3A15O12 — Nd3+
непрерывного или периодического действия. Этот
тип лазеров широко используется в
системах дальнометрии и локации.
Высокие мгновенные мощности, малая
длительность импульса и высокая направленность
излучения ряда твердотельных лазеров
обеспечивают высокую точность измерения
координат при локации наземных и
космических объектов, в частности Луны.
Перспективно использование
твердотельных лазеров в оптической связи, в том числе
для связи с космическими кораблями.
Использование солнечного излучения для
возбуждения лазеров на основе Y 3А1бО12 —
Nd3+ позволяет получать мощности
генерации до нескольких ватт в одномодовом
режиме и строить на их основе
экономичные и компактные системы космической
связи. Широкое применение нашли
твердотельные лазеры с длительностью импульса
генерации 10~8— 10 ~и с в
высокоскоростной фотографии. Одномодовые и
одночастотные генераторы, работающие в
моноимпульсном режиме, используются в голографи-
ческих устройствах регистрации быстро-
протекающих процессов. Кроме мощност-
ных характеристик и направленности
излучения лазеров, применяемых в
перечисленных выше случаях, часто необходима
высокая монохроматизация и точная
подстройка длины волны генерации. В
последнем случае перспективны лазеры на основе
органических красителей, а также на
основе кристаллов с центрами окраски.
Для получения высокой
направленности излучения активная среда лазера
должна быть оптически однородной и в

Гл. 11.
Достижения в области лазеров на основе конденсированных сред
процессе генерации практически не
испытывать оптических искажений.
Деформация активной среды обусловлена
возникновением неоднородного
температурного поля и соответствующих
термоупругих искажений при оптическом
широкополосном возбуждении. Оптические
искажения, возникающие в твердотельных
активных элементах, удобно описывать с
помощью термооптических постоянных
(d + 3C2),
аЕ
Q
2A —ц)
аЕ
2A-1*)
г—С2),
где W — термооптическая константа,
обычно применяемая в оптике; Р и Q —
термооптические константы, характеризующие
усредненное для двух поляризаций
искажение и двойное лучепреломление
соответственно; а — коэффициент термического
расширения; р = dn/dT — температурный
коэффициент показателя преломления п\
|л — коэффициент Пуассона; Е — модуль
Юнга; Сг и С2 — фотоупругие
постоянные. Коэффициент W характеризует
удлинение активного элемента (изменение
собственных частот резонатора), а Р и
Q —• изменение формы резонатора
(изменение его добротности и пространственных
характеристик излучения). Для
кристаллических сред эти термооптические
постоянные, естественно, будут зависеть от
ориентации кристалла. Например, для
Y3A15O12 — Nd3+ с ориентацией [111]
эти константы имеют следующие значения:
W = 150 • Ю-7, Р = 90 • Ю-7 и Q =
= 20 • 10~*7 град. Что касается неоди-
мовых стекол, то эти параметры у них
заметно ниже Для ряда новых
экспериментальных неодимовых стекол,
разработанных в СССР, эти константы приведены
в табл. 11.11. Как видно, характеристики
неодимовых стекол, в том числе и
термооптические, можно менять в сравнительно
широких пределах путем вариации их
состава [27]. К сожалению,
удовлетворительные термооптические свойства
сочетаются с плохой теплопроводностью
стекол и при работе лазера в непрерывном
или импульсном периодическом режиме
кристаллы (например, Y3A15O12 — Nd3+)
оказываются предпочтительными из-за их
высокой теплопроводности.
Перспективным способом устранения
термических деформаций и одновременно
увеличения термостойкости неодимовых
стекол является предварительная термо-
обоработка — закалка активных элементов
[28]. Термооптические свойства жидких
активных сред весьма низки, величина
Р = dnfdTy характеризующая
термооптические искажения в них, составляет
C00 — 500) . Ю-6 град-1. Поэтому в
лазерах на основе жидких активных сред
трудно сочетать большую энергию
генерации с малой угловой расходимостью.
Кроме перечисленных выше свойств,
активные среды должны обладать
достаточной лучевой стойкостью. Без решения
этой проблемы невозможно создание
надежно работающих лазеров большой
мощности. В настоящее время наибольшей
лучевой стойкостью обладают неодимовые
стекла, не содержащие металлических
включений. При длительности импульса
Таблица 11.11
Новые марки
Марка
КГСС-В16
КГСС-В9199
ЛГС-40
ЛГС-Т
ЛГС-И
КГСС-1105
КГСС-066
КГСС-083
лгс-к
КФ
КФ-1
КГСС-054*
ЛГС-Э**
лазерных стекол
Основа
Фосфатная
»
»
»
»
Силикатная
Фосфатная
»
»
»
Активатор
Nd2 О3
Nd2 Оз
Nd2 Од
Nd2 О3
Nd2 Оз
Nd2 Оз
Nd2 O3
Nd2 O3
Nd2 О3
Nd2 О3
Nd2 O3
Ег2 О3
Ег9 О3
«3*.
о-к о
lit
1,56
1,4
3,0
До 3,5
До 3,0
3,0
1,85
До 11,0
ДоЗЗ,0
26
8
До 1,0
До 1,0
5
02
щ ft
Дли;
гене
мкм
1,054
1,054
1,054
1,055
1,055
1,060
1,055
0,055
1,0513
1,055
1.055
1.54
1,54
ж
СО
иж в
эон
ЭЭНИ1
цент
врем
мс
0,27
0,22
0,22
0,28
0,30
0,50
0,28
0,12
0,25
0,08
0,21
8,5
8,0
о л А
||§5§
lllll
3,3
3,3
4,3
4,9
3
1,2
3,2
3,2
2,3
3.8
3,8
0,75
0.70
Термооптические
константы при
107 град
W
-3,0
4,5
2—4
2—4
—
—
2,5
—
—
—D—6)
Р
—3,5
3,5
—18
10
4
4
—
—
6
—
300 К,
— 1
Q
1,5
1,0
6
10
4
4
—
—
6
—
1 Это стекло также коактивировано 16 вес. % Yb2 O3.
! Это стекло также коактивировано 15 вес.% Yd2O3 и 0,4 вес. % Nd, O3.
249

ч. и.
Лазеры на основе конденсированных сред
3 • 10~8 с для лучших из них пороговые
плотности энергии излучения, при которых
происходит разрушение торцев активных
элементов, достигают ~470 Дж/см2. Столь
высокие пороговые плотности получены
для излучения, сфоркусированного в
точку, для пучков с большим поперечным
сечением пороги разрушения заметно
снижаются (на порядок и более).
При длительности импульса генерации
— 10~4 с порог разрушения составляет
~ 103—104 Дж/см2. При длительности< 10"9
с пороги разрушения уже составляют
единицы джоулей на квадратный сантиметр,
что обусловлено, в первую очередь,
самофокусировкой излучения в объеме стекла.
Пороги разрушения рубина и кристалла
Y3A15O12 — Nd3+ при длительности
импульса генерации ~ 2 • 10~8 с составляют
около 20 и 10 — 30 Дж/см2 соответственно.
Эффект самофокусировки связан с
величиной нелинейного показателя преломления
активной среды п2 < Е2 > ~Дп,
входящего, в свою очередь, в п = п0 +Д/г.
В этих выражениях п0 — линейная часть
показателя преломления, не зависящая от
амплитуды электрического поля световой
(лазерной) волны; An — прибавка к п0,
определяющаяся п2 и Е. Результаты
измерений величины д2 Для некоторых
лазерных конденсированных сред сведены в
табл. 11.12.
Таблица 11.12
Сравнительные величины п^. для некоторых
лазерных конденсированных сред [29, 30]
Активная среда
Y3A15O1?-Nd3+
А12О3-Сг3+
Силикатное Nd-стекло (ED-2)
Фосфатное Nd-стекло
Фторосиликатное Nd-стекло
Фторофосфатное Nd-стекло
Фюробе рил латное Nd-стекло
п2 (Ю-13 ед
СГСЭ)
4
1,4
-1,4
0,9—1,2
0,9
0,8—0,9
0,4*
Примечание. Значение п2 для
большинства Nd-стекол получены на
пробных лабораторных образцах. Звездочкой
отмечен результат численной оценки.
Создание мощных лазеров с большим
ресурсом работы требует также, чтобы их
активные среды обладали высокой
фотохимической стойкостью. В противном случае
их рабочие характеристики будут
деградировать под воздействием излучения
накачки. В настоящее время для повышения
фотохимической стойкости неодимовых
лазерных сред используют различные
фильтры, отсекающие ультрафиолетовую часть
спектра возбуждения (<J400 — 500 нм).
Несмотря на то, что сейчас разработано
несколько марок неодимовых стекол
(например, ЛГС-247 и ED-2), длительно ста-
250
бильно работающих в отсутствие
фильтрации, эта проблема представляется
чрезвычайно серьезной. Из лазерных кристаллов
высокой фотохимической стойкостью
обладают кристаллы рубина.
Для мощных непрерывных лазеров и
генераторов периодического действия с
высокой частотой следования импульсов и
большой средней мощностью излучения
в настоящее время широко используются
такие кристаллы, как У3А1БО12 и УАЮз.
с примесью ионов Nd3+. Эти же кристаллы
наиболее перспективны для задающих
генераторов в сверхмощных лазерных
системах в сочетании с усилительными
каскадами на неодимовых стеклах. Несмотря
на целый ряд положительных физико-
химических и спектрально-генерационных
свойств, эти среды имеют и недостатки,
ограничивающие их широкое применение в
различных типах лазеров. Напримр, с
технологической точки зрения первый из них
из-за низкого, коэффициента вхождения
ионов Nd3+ затрудняет получение
кристаллов больших размеров с равномерным
распределением активатора. В случае приме-
менения кристалла YA1O3 — Nd3+ для
этой цели серьезным фактором является
его склонность к двойникованию. Для
мощных генераторов сверхкоротких
импульсов кристалл Y3Al60i2 — Nd3+
также не может быть оптимальным из-за
высокого значения поперечного сечения
основного лазерного перехода на волне
~ 1064,1 нм. При больших накачках и
больших размерах активных элементов
вредным фактором становится паразитная
генерация на внутренних модах и
суперлюминесценция, ограничивающие выходную
энергию генераций.
Анализируя многочисленные работы
последних лет по поиску новых лазерных
кристаллов, можно без труда обнаружить,
что в числе главных тенденций этих
исследований находится и проблема поиска
новых соединений со структурой граната.
(OJ° — laZd). Эти исследования
развиваются в двух направлениях [31].
Первое из них связано с поиском новых
гранатов с TR3+-noHaMn, которые бы
позволяли эффективно получать стимулированное
излучение в широком диапазоне длин волн
и улучшать ряд важных для лазеров
параметров таких положительно
зарекомендовавших кристаллов, как Y3A16O12 — Nd3+.
Второе направление связано с выявлением
путей создания «смешанных гранатов»,
характеризующихся всеми
положительными качествами (собенно
энергетическими) лазерных разупорядоченных систем,
таких как неодимовое стекло и смешанные
фторидные кристаллы. Эти задачи, на наш
взгляд, вполне разрешимы, и, вероятно,,
уже в ближайшие годы мы будем
располагать целой гаммой лазерных гранатов
с различными спектрально-генерационными
и физическими свойствами. На это
указывают и многочисленные обнадеживающие

Гл. 11.
Достижения в области лазеров на основе конденсированных сред
результаты (см. табл. 11.13 и рис. 11.9),
и исключительно благоприятные для этих
целей структурные резервы «гранатовых
кристаллов».
Для передачи и обработки информации
в настоящее время наиболее
перспективными являются полупроводниковые
лазеры благодаря своей компактности, вы-
TJC
Gd3Ga5012—Nd3+
Lu3Ga5012-Nd3+
|j3"*"
Gd3Sc2At3012-Nd3+
Gd3Sc2Ga3Oi2-Nd3'
Lu3Sc2At5012-Nd3+
77
300
77
300
77
300
77
77
77
WO
77
300
77
300
300
77
Рис. И.9. Спектры стимулированного излучения
кристаллов с ионами Nd3+ (основной переход
^Fg/s—HI 11/2) со структурой Y3Al5Oi2. Реперная
линия с Яр =1056,1 нм.
сокой эффективности и богатству средств
управления излучением. Так, в
полупроводниковых лазерах на основе GaAs
и CdS и ряде других веществ время жизни
электронно-дырочных пар, определяющее
инерционность излучения по отношению
к накачке, составляет 100 — К)-8 с.
Благодаря этому они допускают модулирование
излучения» через цепь накачки в широкой
полосе частот, достигающей в некоторых
случаях 50 ГГц. Высокие частоты
модуляции излучения в со*егании с малыми
размерами инжекционных лазеров делают их
незаменимыми в системах оптической
связи. В связи с созданием стекловолокон с
потерями, не превышающими десяти
децибел на километр, использование
инжекционных лазеров в качестве источников
световых импульсов может решить
проблему не только ближней, но и средней
и даже дальней связи при вполне
реальных количествах миниатюрных
ретрансляционных устройств.
В настоящее время на основе
полупроводниковых лазеров созданы
быстродействующие оптоэлектронные переключатели
и логические элементы, состоящие из двух
Таблица 11.13
Лазерные кристаллические матрицы
со структурой граната [31]
кристалл
CaMg2Y2GebO12
Y8A15O12
Y,Sc2Al8O12
Y3Sc2Ga3O12
(Y, Er),Al6O12
(Y, Yb)8Al6O12
(Y, Lu)8Al6O12
Bao,26 Mg2 76 Y2Ge8O12
Gd3Sc2AlbO12
Gd3Sc2Ga3O12
Gd3Ga5O12
Ho3Al5O12
Ho3Sc2Al3O12
Er^AlgOj1,
ErsSc2Al3O,2
(Er, Tu, YbKAl5O12
(Er,YbKAl5O12
(Er Lu),Al,Olt
Yb3Al8O1?
(Yb, LuKAl6O12
Lu3Al6O12
Lu3Sc2Al8O12
Lu3Ga6Oi2
Активаторный ион
eo
2
i
+
i
+
t
co
О
+
i
+
+
+
co
u
+
+
CO
+
+
+
+
+
+
eo
JD
+
+
i
t
+
CO
6
+
электрически разделенных частей в общем
резонаторе («двойной диод»). Если ток
накачки подведен к одной части такого
лазера, то имеется два его устойчивых
состояния. Одно состояние—режим
спонтанного излучения, другое—генерация когерет-
ного излучения Слабый электрический или
оптический сигнал за время около Ю-10 с
переводит полупроводниковый лазер из
первого состояния во второе.
Таким образом, полупроводниковый
лазер такого типа служит в качестве
оптического реле или ячейки памяти.
Двойные диоды в комбинации с фотоприемниками
позволяют осуществить весь комплекс
логических операций. Ведутся разработки,
направленные на создание оптических
вычислительных машин повышенного
быстродействия на базе полупроводниковых
лазеров. Чрезвычайно малые размеры
инжекционных лазеров позволяют набирать из
них компактные линейки и даже решетки.
В этом случае возрастает импульсная
мощность излучения (она достигает несколь-
251

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сре&
ких киловатт), хотя при этом ухудшаются
частотные характеристики. Лазерные
линейки и решетки удобно использовать в
системах считывания информации,
записанной в виде голограмм. Малое время
коммутации инжекционных лазеров и их
большая импульсная мощность позволяют
достичь скорости считывания до 1010 —
1011 бит/с.
Полупроводниковые лазеры
перспективны для возбуждения
люминесценции и для создания инверсной
населенности и получения генерации в
других активированных веществах.
Применение инжекционных лазеров для
возбуждения твердотельных лазеров позволяет
повысить к. п. д. генерации лазерных
активированных кристаллов и открывает
новые пути упрощения и миниатюризации
всего устройства.
Другой важной особенностью
полупроводниковых инжекционных лазеров
является возможность широкой перестройки
длины волны излучения изменением
температуры, напряженности внешнего
магнитного поля или давления. Так, для
лазеров на основе соединений А4В6 с
использованием гидростатического сжатия до
20 тыс. атм. удается плавно перестраивать
длину волны генерации от 8 до ~ 16 мкм.
Естественно, что применения таких
лазеров могут быть самыми
разнообразными.
Как уже отмечалось выше,
полупроводниковые лазеры с электронной накачкой
дают большие мощности и могут
генерировать практически на любой частоте
видимого диапазона. В лазерах с поперечной
накачкой электронный пучок может
сканировать по поверхности пластины, а в
перпендикулярном направлении генерирующий
луч при этом прочеркивает строчку. В
случае полупроводникового лазера с
продольной электронной накачкой при
растровой развертке и надлежащей модуляции
электронного пучка генерирующий луч
воспроизводит изображение. Благодаря
большой интенсивности генерации и
направленности лазерного, луча изображение
может быть спроектировано на большой
экран (до ^100 м2). Такое устройство
применимо в системах наглядного
отображения данных и в проекционном
телевидении. Существенным достинством такого
телевизора по сравнению с другими
схемами проекционных устройств является
высокий коэффициент преобразования
электрической энергии в свет. Телевизор на
основе полупроводниковых лазеров на
1 Вт света будет потреблять от сети
несколько сотен ватт электроэнергии, в то же время
другие типы проекционных телевизионных
систем потребляют более 10 кВт на 1 Вт
света.
Остановимся еще на одном интенсивно
развивающемся в последние годы
направлении физики лазерных кристаллов —
направлении, связанном с созданием лазеров
не только на основе высококонцентрирован-
252
ных соединений, но и кристаллов, в
которых генерирующие ионы являются
основными компонентами кристаллической*
решетки (самоактивированные лазерные
кристаллы). Некоторые данные о лазерах
на основе редкоземельных кристаллов даны
в табл. Ш13. На некоторых из этих
соединений уже созданы тонкопленочные
квантовые генераторы, которые могут найти
применение в устройствах интегральной-
оптики.
Из сказанного выше следует, что лч-
зеры на основе конденсированных сред
обеспечивают набор уникальных
характеристик по предельным мощностям и
направленности излучения, по длительности-
импульсов генерации и возможности
перестройки излучения высокой
монохроматичности в широком спектральном интервале.
Это обусловливает исключительно
разнообразные области и методы их применения
в научных исследованиях.
При взаимодействии лазерного
излучения с оптически прозрачными средами
уже при потоках порядка 106 Вт/см2
существенными становятся эффекты, которые
обусловлены нелинейной по
электромагнитному полю поляризацией среды.
Здесь был открыт широкий класс таких
новых эффектов, как генерация оптических
гармоник, суммарных и разностных
частот, параметрические взаимодействия,
многообразный класс явлений
вынужденного рассеяния излучения,
самофокусировка и дефокусировка волновых пучков
и целый ряд других явлений.
Теоретические и экспериментальные исследования
этого класса явлений наряду с
разработкой ряда принципиально новых
оптических приборов составляют предмет
нового направления в науке — нелинейной
оптики. Весьма близко к этому
направлению примыкает развиваемая в
последнее время область
исследований—нелинейная спектроскопия. Исследования в этой
области направлены на изучение
процессов поглощения интенсивного
когерентного оптического излучения в средах,
когда существенную роль играют
многофотонные «резонансные» и многокаскадные
однофотонные механизмы поглощения.
Сюда можно отнести спектроскопический
эффект насыщения и высокочастотный эффект
Штарка, а также эффекты типа
«оптического эха».
Это направление весьма важно не
только потому, что оно открывает совершенно
новые возможности в области
спектральных исследований вещества, изучения
кинетики процессов заселения и
дезактивации энергетических состояний квантовых
систем. Оно служит физической основой
нового направления, имеющего большое
научное и практическое значение, —
лазерного инициирования направленных
химических реакций, лазерной фотохимии
и лазерного разделения изотопов.
Требования, предъявляемые этим
направлением исследований к лазерным систе-

Гл. 11.
постижения в области лазеров на основе конденсированных сред
Таблица 11.14
Самоактивированные и высококонцентрированные лазерные диэлектрические кристаллы [31]
Кристалл
LiHoF4
LiErF4
HoF3
CaF2—ErF3
CaF2—YF3—NdF3
LiNdP4OJ2
NaNdP4OJ2
KNdP4Ot%
(Y, ErKAl5012
(Y, YbKAl50l2
NdAl3(BO3U
NdP5O{4
Ho3Al5Oi2
Ho3Sc2Al3Oi2
Ho3Ga5O12
Er3Al50l2
(Er, LuKAl5012
(Yb, LuKAl6012
Li (Nd, La)P4O;2
Li(Nd, Gd)P4Ob
Na3Nd(PO4)J
Na5Nd(WO4L*
Na(Nd, Gd) (WO4J
K3Nd(PO4)J
K3(Nd, La) (P04)^
K5Nd(MoO4)J
(Nd, Sc)P5OJ4
(Nd, In) P5OJ4
(Nd, La) P5O5;4
PrClJ
PrBrJ

Генерирующий ион
Ho3+
Ег3+
Но3+
Ег3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Er3+
Yb3+
Nd3+
Nd3 +
Ho3+
Ho3+
Ho3+
Er3+
Er3+
Yb3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Pr3+
ргз+
Лазерный переход
453/2-*4/9/2
4У11/2~*4/13/2
4/7^ /2"*4^ll/2
*F з/2-/п/2
4^3/2-^4/ll/2
*FZ/2~-**l\\B
4/ll/2^4/13/2
^5/2^^7/2
4/73/2-^4/ll/2
4/?3 /2->4/n/2
?/?-♦?/8
4/ H/2-*4^ 13/2
4/u/2-*4/13/2
2f 2-*2F7/2
4P .4/
r3/2 ' 11/2
^3/2"~^4Л1/2
4F3/2-*4/11/2
4f3 /2->*li 1/2
4f3/2->4/n/2
4/?3/2_>4yii/2
4^3/2~*4^ll/2
4/?3/2^4/ll/2
4j^13/2~*4/11/2
3D >3//
3 D >3/7
3P0-»3#6
зро_»з/г2
3Р0-»3Я6
т. к
-90
—'90
-90
—90
77
300
300
300
300
300
300
77
300
300
77
77
77
77
77
77
77
300
300
300
77
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
5,5—14
12
65
300
—
300
Длина волн^
генерации,
мкм
0,979
1,486
2,352
1,732
2,090
2,7307
1,0632
1,0477
1,051
1,052
2,8302'
О QQfi4
£, , c/OUtt"
1,0293
1,0635-
1,0512*
2,1227
2,1297'
2,097
2,1170'
2,1285
2,1135
2,086
2,9370-
2,8298
2,6990-
1,0294
1,0477'
1,0477"
—
—
1,05
1,063
1,06
1,06
1,06
1,0660-
1,051
,051
,0511
0,489
0,531
0,617
0,647
0,622
(
),649
*) Используется как конвертор, преобразующий лазерное излучение (накачки) одной частоты
в лазерное излучение другой частоты.
253

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
мам, весьма жестки. Для решения всего
круга задач необходимо уметь создавать
источники когерентного излучения в УФ,
•оптической и И К — областях спектра
с высокой плотностью мощности (до 107 —
108 Вт/см2), непрерывно перестраиваемые
ъ достаточно широком спектральном
интервале при одновременном сохранении
ючень узкой спектральной ширины линии
генерации (до 10~3 см-1). Длительность
импульсов может меняться от 10~8 до
10-13 с. Это очень трудная задача и для ее
.решения в настоящее время
разрабатываются физические принципы создания
фяда приборов на основе лазеров на
конденсированных средах в сочетании с
преобразователями частоты.
В перечисленных выше процессах
взаимодействие лазерного излучения с
веществом не приводит к изменению его
агрегатного состояния. Однако при
взаимодействии лазерного излучения с
непрозрачными средами уже при тех же уровнях
потоков происходит фазовый переход
вещества в другое состояние; плавление,
.парообразование и даже ионизация, обус-
словленные чисто тепловым воздействием
лазерного излучения. Эти явления лежат
»в основе ряда технологических применений
лазеров, некоторые из которых были
затронуты выше.
В прозрачных средах изменение
агрегатного состояния вещества под
воздействием лазерного излучения происходит
вследствие некоторых других эффектов. Так,
уже при интенсивностях в лазерном
пучке порядка 109 Вт/см2 электрическое
поле в электромагнитной волне достигает
величин, сравнимых с внутриатомными
полями. Поэтому естественно, что здесь
начинается граница лазерного разрушения
оптически прозрачных сред. Одним из
наиболее эффективных механизмов
разрушения является лазерный пробой
прозрачных сред, природа которого весьма
близка к обычному высокочастотному пробою
диэлектриков. Действительно, при
наличии в среде небольшого числа свободных
электронов взаимодействие электронов с
полем волны из-за классического тормоз-
лого поглощения приводит к быстрому
увеличению энергии электронов. Когда
энергия электронов превысит энергию
ионизации атомов (молекул) среды, электроны
при столкновениях с атомами ионизуют
их. Новые электроны быстро набирают
энергию в электрическом поле лазерного
пучка и снова ионизуют атомы. Этот
механизм электронного лавинного пробоя
развивается до тех пор, пока плотность
электронов не будет столь высокая, что
среда станет практически непрозрачной
для лазерного излучения. Плотность
энерговыделения настолько возрастает, что все
атомы ионизуются и вещество переходит
в состояние высокоионизированной
плазмы. Такой лазерный пробой в
конденсированных средах приводит к разрушению
структуры прилегающих областей, в га-
.254
зах возникают мощный разряд, лазерная
искра, сопровождающаяся яркой
вспышкой и сильной ударной волной.
При сокращении длительности
лазерного импульса очевидно, что время для
развития лавины также уменьшается,
поэтому пороговые интенсивности пробоя
растут (такой же эффект из-за уменьшения
частоты столкновения электронов вызывает
уменьшение давления в газах). Но с
ростом интенсивности напряженность
электрического поля волны приближается (или
даже превышает) к внутриатомным полям
и все более эффективным становится
механизм прямой многофотонной ионизации
атома или туннельной автоионизации в поле
световой волны. Эти эффекты становятся
основными механизмами ионизации в
области пикосекундных длительностей
лазерных импульсов. Пороговые
интенсивности при этом составляют 10и —
1012 Вт/см2 для конденсированных сред
и 1012 — 1014 Вт/см2 для большинства
газов при обычных условиях.
Исследование физики лазерного пробоя
прозрачных сред представляет не только
научный интерес, но имеет и большое
практическое значение. Действительно, при
канализации лазерных пучков через прозрачную
среду «оптическая прочность» среды
полностью определяется этими эффектами-
С другой стороны инициирование
лазерных разрядов обеспечивает , возможность
проведения качественного и
количественного спектрального анализа вещества в
идеальных незагрязняющих условиях
(отсутствие электродов, высокий вакуум,
микроанализ, высокое пространственное
разрешение). Поскольку плотности
лазерных потоков весьма высоки, лазерная
плазма как на поверхности конденсированной
среды, так и в лазерной искре оказывается
высокотемпературной. Таким способом по-
лучаюг температуру плазмы до
нескольких киловольт. В настоящее время это
наиболее эффективный способ получения
высокозарядных ионов в лабораторных
условиях. Это важно с точки зрения
возможности их детального спектрального
исследования, что совершенно необходимо
для дальнейшего развития астрофизики.
Метод лазерного генерирования
многозарядных ионов привлекает все более
пристальное внимание и в связи с разработкой
ускорителей многозарядных ионов и, по-
видимому, в ближайшее время найдет там
широкое применение. Очень интересна
возможность получения инверсии
населенности на уровнях многозарядных ионов в
лазерной плазме, которая в принципе
позволяет надеяться на создание на этой
основе лазеров в вакуумной
ультрафиолетовой области спектра и в области мягкого
рентгеновского излучения (вплоть до X =
= 0,1 нм). Работы в этом направлении
начаты в ряде научных организаций и в
последнее время развиваются достаточно
интенсивно. Освоение указанного
диапазона открыло бы совершенно новые воз-

Гл. 11.
Достижения в области лазеров на основе конденсированных сред
можности перед квантовой электроникой
и ее применениями в науке и технике.
Работы по получению
высокотемпературной плазмы с помощью лазеров в
последнее время способствовали развитию
боты в этом направлении наиболее
последовательно и успешно развивались в
СССР, а позднее в США, Франции, ФРГ
и Японии [35]. Успехи в разработке
специализированных лазерных систем нано-
ЗГиСВИ
СПУ
ои
ВО KB
'••
/
Рис.* 11.10. Схема одноканальной лазерной установки большой мощности для проведения
исследований по взаимодействию интенсивного лазерного излучения с веществом:
ЗГ — задающий генератор нано- или пикосекундных импульсов; СВИ — система вырезания импульсов
или выделения одиночных пикосекундного импульса; СП — система формирования профиля импульса
в поперечном сечении луча; ОИ — оптический изолятор на ячейке Фарадея; СПУ — системы
предварительных усилителей; СОУ — система оконечных усилителей с активными элементами большого
сечения; ВО — входное окно; KB — камера взаимодействия.
совершенно нового направления в
проблеме управляемого термоядерного синтеза —
лазерного управляемого термоядерного
синтеза. На возможность лазерного
инициирования термоядерных реакций было
указано в СССР еще в начале 60-х годов
и пикосекундной длительности на большие
энергии с высокой направленностью
излучения на основе неодимовых стекол в
начале 70-х годов существенно продвинули-
работы в этом направлении (рис. 11.10).
Весьма плодотворной оказалась идея ис-
От оконечных
усилительных
.лазерной
ристемы
Рис. 11.11. Схема сферически симметричного облучения термоядерной мишени с использованием»
многоканальной лазерной установки:
KB — камера взаимодействия; МУ — мишенный узел с термоядерной мишенью с системой установки.
и замены мишени; ВО — входные оптические окна камеры взаимодействия; ПЗ — поворотные зеркала.
[32]. Тогда же экспериментально было
показано, что при лазерном пробое в газах
температура плазмы достигает миллиона
градусов [33]. В конце 60-х годов при
воздействии лазерным излучением на
твердую мишень из дейтерида лития была
осуществлена генерация нейтронов [34]. Ра-
пользовать лазерное излучение не только»
для нагревания мишеней, но и для
предварительного сверхсильного сжатия
вещества в сферической геометрии. На основе
этих двух достижений оказалось
возможным теоретически проанализировать
возможность создания реактора с управляе-
255

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
мым термоядерным синтезом, работающего
в режиме термоядерных микровзрывов,
инициируемых при сферическом
облучении лазером мишени из ядерного
горючего (см. рис. 11.11). Для реализации этой
схемы реактора необходимо разработать
многоканальные лазерные системы с
общей энергией 105 — 106 Дж, с
расходимостью излучения, близкой к
дифракционной. Теоретическая форма лазерного
импульса, во времени описывается
выражением / = /0 A — */т)-2; где т = 10"9 -
10~8 с — некоторое характерное время,
определяемое размером и структурой
мишени. Следовательно, необходимо
разработать методы генерации импульсов
заданной формы в этом интервале
длительностей или заданной последовательности
импульсов.
Окончательные перспективы лазерного
термоядерного синтеза определятся лишь
после проведения детальных физических
исследований механизмов взаимодействия
мощных световых потоков со
сверхплотной плазмой. Существенным в практической
реализации лазерного термоядерного
синтеза является вопрос разработки новых
типов лазеров с указанными выше
параметрами и к. п. д. 1 — 10%. Такие системы
должны работать с большой частотой
следования импульсов A — 100 Гц) и
обладать огромной надежностью (общий
ресурс порядка 109 — 10 10 выстрелов).
Работы в этом направлении имеют не
только большой практический интерес с
точки зрения решения проблемы
получения дешевой электроэнергии в
неограниченных количествах, они весьма интерес-
,ны и с чисто научной точки зрения, так как
позволят исследовать целый класс новых
интересных явлений при взаимодействии
плотной плазмы со сверхсильными
электромагнитными полями. К ним относится ряд
эффектов вынужденного рассеяния света
в плазме, таких как вынужденное мандель-
иштамм-бриллюэновское и рамановское
рассеяние света на плазменных колебаниях,
vвынyждeннoe комптоновское рассеяние,
параметрическое взаимодействие света и
плазменных волн', аномальное поглощение
света в плазме и целый ряд других
нелинейных эффектов в плазме в сильных световых
полях. Согласно теоретическим оценкам
пороги этих эффектов лежат в области
лазерных потоков 1012 — 1016 Вт/см2. Сюда
же относятся такие новые физические
эффекты, как аномальная теплопроводность
плазмы в сильных световых полях,
генерация спонтанных магнитных полей в
плазме, механизмы генерации быстрых ионов
и электронов и жесткого рентгеновского
излучения и др.
Возможность получения импульсных
давлений до 1012 атм при сферически
симметричном облучении мощными лазерными
импульсами мишеней открывает
совершенно новые перспективы для исследования
поведения вещества при столь больших
давлениях в лабораторных условиях (до сих
256
пор экспериментально удавалось получить
давления лишь порядка 106 атм). Такие
давления в природе возможны лишь в
центре звезд. Это направление исследований,
несомненно, также будет широко
развиваться в ближайшее время.
При дальнейшем повышении
плотности потоков лазерного излучения до
величины порядка 1018 Вт/см2 энергия
осцилляции электрона в поле световой
волны становится сравнимой с энергией покоя
электрона т0с2. В этом случае возникает
ряд интересных релятивистских эффектов
взаимодействия электронов со световой
волной, таких как комптоновское
рассеяние в сильном поле излучения, генерация
электронно-позитронных пар и др.
Экспериментальное изучение этих
эффектов имело бы большой научный
интерес. Для осуществления таких опытов
необходимо разрабатывать методы генерации
пико и субпикосекундных импульсов со
значительными энергиями и методы
фокусировки таких пучков с большими
поперечными апертурами. Это задача
сравнительно отдаленного будущего квантовой
электроники, хотя работы в этом направлении
ведутся уже сейчас.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основной
1. Maiman Т. Н. Stimulated optical
radiation in ruby. — «Nature», 1960, v. 187,
№ 4736, p. 493—494.
2. Басов Н. Г., Прохоров А. M.
Применение молекулярных пучков для
радиоспектроскопического изучения
вращательных спектров молекул. — ЖЭТФ, 1954,
т. 27, № 4, с. 431—438.
3. Басов Н. Г., Прохоров А. М. О
возможных методах получения активных
молекул для молекулярного генератора. —
ЖЭТФ, 1955, т. 28, № 2, с. 249—250.
4. Прохоров А. М. О молекулярном
усилителе и генераторе на субмиллиметровых
волнах. — ЖЭТФ, 1958, т. 34, № 6,
с. 1658—1659.
5. Shawlow A. L.f Townes С. Н. Infrared
and optical masers. — «Phys. Rev.», 1958,
v. 112, № 6, p. 1940—1949.
6 Басов Н. Г., Вул Б. Мм Попов Ю. М.
Квантовомеханические полупроводниковые
генераторы и усилители электромагнитных
колебаний. — ЖЭТФ, 1959, т. 37, № 2,
с. 587—588.
7. Snitzer E. Optical maser action of
Nd+3 in a barium crown glass. — «Phys.
Rev. Lett.», 1961, v. 7, № 12, p. 444—446.
8. Hall R. N., Fenner G. E., King-
sley J. D., Soltys T. J., Carlson R. O.
Coherent light emission from GaAs junctions. —
«Phys. Rev. Lett.», 1962, v. 9, № 9, p. 366—
368.
9. Nathan M. I., Rediker R. H.t Burns G.,
Dill F. H., Lasher G. Stimulated emission
of radiation from GaAs p—n junctions. —
«Appi. Phys. Lett.», 1962, v. 1, № 3, p. 62—
64.

Гл. 11.
Список литературы
10. Басов Н. Г., Крохин О. Н.,
Попов Ю. М. Получение состояний с
отрицательной температурой в р—п переходе
вырожденных полупроводников. — ЖЭТФ,
1961, т. 40, № 6, с. 1879—1880.
И. Shimitschek E. J., Schwarz E. G. К.
Organometallic compaunds as possible laser
materials. — «Nature»,, 1962, v. 196, № 4857,
p. 832.
12. Lempicki A., Samelson H. Optical
maser action in europium benzoyllacetona-
te. — «Phys. Lett.», 1963, v. 4, № 2, p. 133—
135.
13. Раутиак С. Г., Собельман И. И.
К вопросу об отрицательном поглощении.—
«Оптика и спектроскопия», 1961, т. 10,
№ 1, с. 134—135.
14. Heller A. A high-gain
room-temperature liquid lasers: trivalent neodimium in
selenium oxychloride. — «Appl. Phys. Lett.»,
1966, v. 9, № 3, p. 106—108.
15. Sorokin P. P., Lankard J. R.
Stimulated emission observed from an organic dye,
chloroalurnimum phthalocyanine. — «IBM
J. Res. Development», 1966, v. 10, № 2,
p. 162.
16. Алферов Ж. И., Андреев В. М.,
Корольков В. И., Портной Е. Л.,
Третьяков Д. Н. Когерентное излучение в эпи-
таксиальных структурах с
гетеропереходами в системе AlAs—GaAs. — «ФТП», 1968,
т. 2, № 10, с. 1545—1547.
17. Jonson L. F.t Van Uitert L. G.,
Rubin J. J., Thomas R. A. Energy transfer from
Er3+ to Tm3+ and Ho3+ ions in crystals. —
«Phys. Rev.», 1964, v. 133A, № 1, p. 494—
498.
18. Воронько Ю. К., Каминский А. А.,
Осико В. В., Прохоров А. М. Новый тип
кристаллов для ОКГ с оптическим
возбуждением. — Изв. АН СССР. Сер.
Неорганические материалы», 1966, т. 2, № 7, с. 1161—
1170.
19. Каминский А. А.
Высокотемпературные спектроскопические исследования
индуцированного излучения ОКГ на основе
кристаллов и стекол, активированных ионами
Nd3+. — ЖЭТФ, 1968, т. 54, № 3, с. 728—
750.
20. Мак А. А., Прилежаев Д. С,
Серебряков В. А., Стариков А. Д. Измерение
скоростей релаксации в стеклах,
активированных ионами Nd3+. — «Оптика и
спектроскопия», 1972, т. 33, № 4, с. 689—697.
21. Каминский А. А. Каскадные рабочие
-схемы ОКГ на основе активированных
кристаллов. — «Изв. АН СССР. Сер.
Неорганические материалы», 1971, т. 7, № 5,
-с. 904—907.
22. Каминский А. А., Бутаева Т. И.,
Кеворков А. М. и др. Новые данные о
стимулированном излучении кристаллов с
высокой концентрацией Ln3+ ионов. — «Изв.
АН СССР. Сер. Неорганические
материалы», 1976, т. 12, № 8, с. 1508—1511.
23. Феофилов П. П. Кооперативные
оптические явления в активированных
кристаллах. В кн.: Физика примесных центров
$ Зак. 1956
в кристаллах.' Под ред. Г. С. Завта.
Таллин. Изд-во АН ЭССР, 1972, с. 539—563.
24. Акерман Д., Елисеев П. Г., Кайпер А.
и др. Методы селекции типов колебаний в
инжекционных ПКГ. — В кн.: «Квантовая
электроника». Под ред. Н. Г. Басова. М.,
«Сов. радио», 1971, № 1, с. 85—90.
25. Басов Н. Г., Богданкевич О. В., Де-
вятков А. Г. Возбуждение
полупроводникового квантового генератора пучком
быстрых электронов. — «ДАН СССР», 1964,
т. 155, № 4, с. 783.
26. Hellwarth R. W. Control of
fluorescent pulsations. — In: Advances in quantum
electronics, ed. by J. R. Singer. New-York —
London, Columbia University Press, 1961,
p. 334—341. '
27. Мак А. А., Митькин В. М., Соме Л. Н.
и др. О термооптических постоянных
активированных стекол. —
«Оптико-механическая промышленность», 1971, № 9, с. 42—45.
28. Мак А. А., Митькин В. М., Полу-
хин В. Н. и др. Об одной возможности увет
личения яркости излучения лазера на нео-
димовом стекле. — «Квантовая электролит
ка», 1975, т. 2, № 4, с. 850—852.
29. Glass A, Refractive-index nonlineari-
ty. Lawrence Livermore Laboratory Report
UCRL-50021-74 A975), p. 256—262.
30. Weber M. J., Layne С. В., Saro-
yan R. A., Milan D. Low-index fluoride
glasses for high-power Nd lasers. — «Optics
Commun.», 1976, v. 18, № 1, p. 171—172.
31. Каминский А. А. Достижения и
проблемы спектроскопии стимулированного
излучения активированных кристаллов. — В
кн.: Спектроскопия кристаллов. Под ред.
А. А. Каминского, 3. Л. Моргенштерн,
Д. Т. Свиридова. Мм «Наука», 1975, с. 92—
122.
32. Басов Н. Г., Крохин О. Н. Условия
разогрева плазмы излучением оптического
генератора. — ЖЭТФ, 1964, т. 46, № 1,
с. 171—175.
33. Мандельштамм С. Л., Пашинин П. П.,
Прохоров А. М. и др. Исследование
«искры» в воздухе, возникающей при
фокусировании излучения лазера. П. — ЖЭТФ, 1965,
т. 49, № 1, с. 127—134.
34. Basov N. G., Kriukov P. G., Zakha-
rov S. D. et al. Experiments on the
observation of neutron emission at a focus of high-
power laser radiation on a lithium deuteride
surface. — «IEEE J.», 1968, v. QE-4, № 11,
p. 864—867.
35. Лазеры и термоядерная проблема.
Под ред. Б. Б. Кадомцева. М., «Атомиздат»,
1973.
36. Прохоров А. М., Анисимов С. И.,
Пашинин П. П. Лазерный термоядерный
синтез .— УФН, 1976, т. 119, № 3, с. 401—424.
Дополнительный
Ченышев В. Н., Шереметьев А. Г., Коб-
зарез В. В. Лазеры в системах связи. М.»
«Связь», 1966.
Методы расчета оптических квантовых
257

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
генераторов. Т. 1. Под ред. Б. И.
Степанова. Минск, «Наука и техника», 1966.
Методы расчета оптических квантовых
генераторов. Т. 2. Под ред. Б. И.
Степанова. Минск, «Наука и техника», 1968.
DiBartolo В. Optical interections in
solids. New York, J. Wiley and Sons, 1968.
Микаэлян А. Л., Тер-Микаелян M. JL,
Турков Ю. Г. Оптические генераторы на
твердом теле. М., «Сов. Радио», 1967.
Ищенко Е. Ф., Климков Ю. М.
Оптические квантовые генераторы. М., «Сов.
Радио», 1968.
Белостоцкий Б. Р., Рубанов А. С.
Тепловой режим твердотельных оптических
квантовых генераторов. М., «Энергия»,
1973.
Панков Ж. Оптические процессы в
полупроводниках. Пер. с англ. Под ред.
Ж. И. Алферова и В. С. Вавилова. М.,
«Мир», 1973.
Каминский А. А. Лазерные кристаллы.
М., «Наука», 1975.
Миркин Л. И. Физические основы
обработки материалов лучами лазеров. МГУ,
1975.
Рэди Дж. Действие мощного лазерного
излучения. Пер. с англ. Под ред. С. И. Ани-
симова. М., «Мир», 1974.
Спектроскопические свойства
активированных лазерных кристаллов. Пер. с англ.
Под ред. В. И. Малышева. М., «Наука»,
1966. Авт.: П. Герлих, X. Каррас, Г.1 Кетитц,
Р. Леман.
Богданкевич О. В., Дарзнек С. А.,
Елисеев П. Г. Полупроводниковые лазеры. М.,
«Наука», 1976.
Гамалея Н. Ф. Лазеры в эксперименте и
клинике. М., «Медицина», 1972.
Хромов Б. М. Лазеры в
экспериментальной хирургии. М., «Медицина», 1973.
Спектроскопия кристаллов. Под ред.
С. В. Грум-Гржимайло и П. П. Феофилова.
М., «Наука», 1966.
Спектроскопия кристаллов. Под ред.
С. В. Грум-Гржимайло, Б. С. Скоробогато-
ва, П. П. Феофилова и В. И. Черепанова.
М., «Наука», 1970.
Спектроскопия кристаллов. Под ред.
П. П. Феофилова. Л., «Наука», 1973.
Спектроскопия кристаллов. Под ред.
А. А. Каминского, 3. Л. Моргенштерн,
Д. Т. Свиридова. М., «Наука», 1975.
Спектроскопия лазерных кристаллов с
ионной структурой. Труды ФИАН СССР.
Под ред. Д. В. Скобельцина. Т. 60. М.,
«Наука», 1972.
Квантовая радиофизика. Труды ФИАН
СССР. Под ред. Д. В. Скобельцина. Т. 52.
М., «Наука», 1970.
Лазеры с перестраиваемой частотой. Под
ред. С. Г. Одулова. Киев. Изд-во Ин-та
физики УССР, 1973.
Лазеры в технологии. Под ред. М. Ф.
Стельмаха. М., «Энергия», 1975.
Лазеры и их применение. Труды ФИАН
СССР, т. 76. Под ред. Н. Г. Басова. М.,
«Наука», 1974.
258
Применения лазеров. Пер. с англ. Под
ред. В. П. Тычинского. М., «Мир», 1974.
Каминский А. А., Осико В. В.
Неорганические лазерные материалы с ионной
структурой — «Изв. АН СССР. Сер.
Неорганические материалы», 1965, т. 1, № 12, с. 2049—
2087.
Каминский А. А., Осико В. В.
Неорганические лазерные материалы с ионной
структурой. — «Изв. АН СССР. Сер.
Неорганические материалы», 1967, т. 3, № Зг
с. 417—463.
Каминский А. А., Осико В. В.
Неорганические лазерные , материалы с ионной
структурой. — «Изв. АН СССР. Сер.
Неорганические материалы», 1970, т. 6, № 4Г
с. 629—696.
Мак, А. А., Ананьев Ю. А., Ермаков Б. А»
Твердотельные оптические квантовые
генераторы. — УФН, 1967, т. 92, № 3, с. 373—
426.
Nassau К. The chemistry of laser cry*
stals. — In: Appl. Sol. St. Science, v. 2. New
York, Academic Press, 1971, p. 173—299.
Kaminskii A. A. Stimulated emission
spectroscopy: a review. — «Opto-electronics»,
1971, v. 3, № 1, p. 19—35.
Каминский А. А. Лазерные и
спектроскопические свойства активированных сегнето-
электриков. — «Кристаллография», 1972Г
т. 17, № 1, с. 231—246.
Ivey H. F. Sensitized luminescence and
its application in laser materials. — In: Proc.
International Conf on luminescence. Buda-
pesht, 1966, p. 2027—2049.
Карапетян Г. О., Рейшахрит А. Л. Лю-
минесцирующие стекла как материал для
оптических квантовых генераторов. — «Изв.
АН СССР. Сер. Неорганические
материалы», 1967, т. 3, № 2, с. 217—259.
Young С. G. Glass lasers. — «Proc.
IEEE», 1969, v. 57, № 7, p. 1267—1289.
Nathan M. 1. Semiconductor lasers. —
«Appl. Optics», 1966, v. 5, № 10, p. 1514—
1528.
Деркачева Л. Д., Перегудов Г .В.,
Соколовская А. И. Оптические квантовые
генераторы на растворах редкоземельных хе-
латов. — УФН, 1967, т. 61, № 2, с. 247—
260.
Lempicki A., Samelson H. Liquid
lasers. — «Sci. Am.», 1967, v. 216, № 2, p. 81—
90.
Жаботинский М. Е., Жаворонков И. М.,.
Лебедев В. Г. и др. Оптические квантовые
генераторы на жидкостях. — «Вестник АН
СССР», 1969, № 2, с. 52—57.
Батяев И. М. Применение комплексных
соединений РЗЭ в создании жидких
оптических квантовых генераторов. — «Успехи
химии», 1971, т. 40, № 7, с. 1333—1350.
Бонч-Бруевич А. М., Капорский А. Н.,
Калабушкин О. Н. Жидкостные
неорганические оптические квантовые генераторы. —
«Оптико-механическая промышленность»,
1973, № 2, с. 49—59.
Snavely В. В. Flashlamp — excitated
organic dye lasers. — «Proc. IEEE», 1969,
v. 57, № 8, p. 1374—1390.

Гл. 12.
Лазеры на диэлектрических кристаллах
Shank С. V. Physics of dye lasers. —
«Rev. Modern Phys.», 1975, v. 47, № 3,
p. 649—657.
DeMaria A. J., Glenn W. H., Brien-
za M. J., Mack M. E. Picosecond laser
pulses. — «Proc. IEEE», 1969, v. 57, № 1,
p. 2—25.
Сплэндинг И. Дж. Лазеры и проблемы
поджига термоядерного реактора. — В кн.:
Квантовая электроника. Под ред. Н. Г.
Басова. М., «Сов. радио», 1972, № 4, с. 40—•
57.
Geusic J. E., Bridges W. В., Pankove J. I.
Coherent' optical sources for
communications. — «Proc. IEEE», 1970, v. 58, JSfe 10,
p. 1419—1439.
Galiano F. P., Lumley R. M., Wat-
kinsi L. S. Lasers in industry. — «Proc
IEEE», 1969, v. 57, № 2, p. 114—147.
Бункин Ф. В., Казаков А. Е.,
Федоров M. В. Взаимодействие интенсивного
оптического излучения со свободными
электронами. — УФН, 1972, т. 107, № 4, с. 559—
593.
Углов А. А. Лазеры в технологии
неорганических материалов и металлургии. —
«Квантовая электроника», 1974, т. 1, № 5,
с. 1037—1055.
Летохов В. С. Селективное воздействие
лазерного излучения на вещество. — УФН,
1974, т. 113, № 4, с. 714—715.
Глава 12
ЛАЗЕРЫ НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ
М. ДЖ. ВЕБЕР (М. У. Weber)
150
100
О
Ltt Се Рг Ш Ргп Sm Ett
Gd Tb
I
I
I
Но Ег Тц
70
80
90
100
150
200
300
500
1000
Рис. 12.1. Схематические диаграммы \[п (белые) и 4f"-' bd (черные) конфигураций TR2+-ионов [159].
9* 259

Таблица 12.1
Некоторые физические свойства лазерных диэлектрических кристаллических матриц
Более подробные кристаллографические данные, а также ссылки
на литературу можно найти в монографии Вискофа (Wyckoff R. W. G.
Crystal Structures, New York. Interscience Publishers, 1963) I
Приведенные в таблице значения постоянных решетки, плотности и
других физических параметров были взяты из упомянутой книги либо
из справочника Handbook of Chemistry and Physics (ed. by Weast R. C,
Cleveland, The Chemical Ruberr Co., 1963). Дополнительную
информацию по лазерным кристаллам можно почерпнуть из обзоров А. А,
Каминского и В. В. Осико («Изв. АН СССР. Сер. Неорганические
материалы, 1965, т. 1, № 12, с. 2049—2087, 1967, т. 3, № 3, с.
417—463; 1970, т. 6, №4, с, 629—696). Обзор свойств ряда неоди-
мовых лазерных материалов сделан Торнтоном и др. (Thornton J. R.
et all.—«Appl. Optics», 1969, v. 8. № 9, p. 1087—1102). Там же даны
соответствующие ссылки.
Кристаллы, перечисленные в таблице, выращиваются либо из
расплава, либо из раствора. К методам выращивания из расплава
относятся методы Вернейля, Чохральского, Бриджмена—Стокбар-
гера и зонной плавки. Выращивание из раствора производят раст-
вор-расплавным и гидротермальным методами. В таблице для
каждого кристалла указан тот метод выращивания, который дает
образцы наибольшей величины и наилучшего качества. Методы
выращивания и химия лазерных кристаллов подробно освещены в
обзоре Нассау (К.' Nassau.—In: Appl. Sol. St. Science, New York,
Academic Press, 1971, p. 174—299).
Кристалл

Пространственная группа
Симметрия
положения
замещаемого катиона
Постоянные
о
решетки, А
Темп
тура
лени
о с 5

Теплопроводность,
Вт/см • град
Коэффициент
термического
расширения,
в
Диапазон
оптической

прозрачности, мкм
Коэффициент
преломления
Метод
выращивания
Окислы
А1.О.
Ег2О3
Gd2O3
La2O3
Y2O3
La2O2S
Gd3Ga5012
Ц-1С&
C\h-Culm
Щц-СЗт
Oh°~IaM
Сзи '
C2 (Er3+)D
Cs (Gd3+)
C2
Csv (Las+)
Csi
c0 = 12,989
00 = 10,547
«0=14,061
bo!= 3,566
c0 ==8,760
o0 = 3,937
«o = 10,604
3 = 12,376 —
3,987
8,64
7,407
—
5,06
5,73
—
2040
—
2350
2307
2410
2070
-1825
2100
—
—
—
—
780
—
0,35 || оси с
0,331 оси с
0,27
0,05
0,09
5,31 || оси с
4,78J_och с
9,05
6 || оси с
3J_och с
0,14—6,5
0,23—8
0,35—8
1,763 (п0)
1,755 (пе)
2,1
1,91
2,2
Чохральского
Вернейля
Бриджмена-
Стокбаргера
Чохральского

YsGa5012
BaF2
CaF9
SrF2
MgF,
MnF2
ZnF2
CeF,
HoF3
LaF3
LiYF4
Л10—1аЪд
Difi—Pbnm
0h—Fm3m
Ol—Fittim
0fi—Fm3m
Dtt—P4/mnm
D\ti—P4/rhnm
D%h—C6/mcm
Pnma
Об/i—C&Jmcm
D2 (Y3+)
D2
oh
(Mg2+)
ao= 12,01
to = 12,277
ao=5,179
fco = 5,329
c0 = 7,370
4,55
_
5,35
1970
—
1875
13bO
1325
Фториды
ao«=6,19
a0 = 5,464
c0 «3,053
ao = 4,715
c0 «=3,131
ao = 4,7O3
c0-=3,134
ao = 4,U5
co = 7,288
co = 7,354
«0 = 5,26
co= 10,94
4,83
3,179
4,24
3,177
4,84
6,16
5,94
1280
1360
1400
125b
930
872
1325—
—1425
1100
1490
82
163
D)
—
—
D,5)
743
D,5)
0,13
0,09
0,11
0,097
0,031
0,051
6,9
9,5 || оси а
4,3 || оси b
10,8 || оси с
18,4
19,5
8,8 || оси с
13,1 JLoch с
0,3—5,5
0,3—5,8
9,1 || оси с
8,5 _]_ оси с
0,23—12
0,13—12
до 6
0,3—9,5
1,823
1,93
1,97 (па)
1,96 (ль)
1,94 (лс)
1,473
1,433
1,438
1,38
Чохральского
1,62
1,58
1,6
1,634 (п0)
1,631 (пв)
Бриджмена—
Стокбаргера
То же
Зонной
плавки
Бриджмена—
Стокбаргера
Чохральского
1
i
8

Продолжение табл 12.1
Кристалл
Пространственная
группа
Симметрия
положения
замещаемого катиона
Постоянные
о
решетки, А
111
ш
Й1

Теплопроводность,
Вт/см-град
Коэффициент
термического
расширения,
10~8/град
Диапазон
оптической
прозрачное и,
мкм
Коэффициент
преломления
Метод
выращивания
CaMoO4
NaLa(MoO4J
PbMoO4
SrMoO4
Gd2(MoO4K
KY(MoO4J
Pba2
Dlh—Pbna
54 (Ca2+)
S4 (Sr2+)
(Gd3+)
Вольфраматы
CaWO4
SrWO4
NaGd (WO4J
NaLa (WO4J
C'ft—/4x/a
C|A-/4l/a
Clh-l4l/a
s4
s4
s4
(Sr*+)
(Gds+)
(La8+)
co
ao
c0
ao
^0=
c0 =
00
c0 =
= 5,242
.11,372
=-11,90
= 5,357
=11,743
= 5,226
= 11,43
= 5,328
=11,699
= 5,435
2,110
= 5,38
10,3858
.10,4186
10,7004
= 5,07
= 18,23
7,95
6,120
6,18
—
1570
1566
1400
D,5)
—
—
0,033 0 оси с
11,2 И оси а
18,7Ц оси с
0,3—3,0
Молибдаты
4,256
4,79
6,816
4,15
1430
1070
1490
D,3)
D,5)
0,04
0,022
0,040Цоси а
0,041 || оси с
25,5 || оси с
19,4 ||оси а
0,33—5,5
1,92
1,97
1,94
Чохральско-
го
Чох ра лье
кого

Са (NbO3J
LiNbOg
LaNbO4
Ca3 (VO4J
YVO4
Ca5(PO4KF
CaY4(SiO4K0|
Ba2MgGe207
Dlh~- Pbcn
C§v-R3c
Clh-C2/c
C2 (Са2+)б)
Clh—P63/m
—P63/m
C8 (Ca2+ —II)
(Ba2+O
6о 5,П
co = 13,816
ao = 5,56
6o=ll,54
c0 = 5,20
4,72
4,62C
—
1560
1253
1650
E,5)
E)
—
0,056
Ванадаты
GO
bo
Co
«0
Co
= 8
= 1(
-=7,
= 6
,35
),77
00
133
291
3
4
,55
,23
1470
1750—
—1900
D
E
,3)
,5)
0,014
0,052 || оси с
0,051 J_оси с
Фосфаты, силикаты, германаты
0,021[0001]
0,019A010]
a0
bo
<*o
Co
= 9
«=6
^£
,368
,884
,84
,01
3,
189
1705
>2000
540
—
55 || оси с
35 || оси а
7,3J_och с
1010001]
9,4 [1010)
0,3—5,5
0,37—5
0,3—6
0,45—4,8
2,07 (а)
2,10 (Р)
2,18G)
2,826 (п0)
2,200 (пе)
2,187 (п,)
2,094 (nm)
2,077 (пР)
1,89
1,86 (п0)
1,88 (п,)
1,63
Чохральского
Бриджмена—
Стокбаргера
Чохральского
') В элементарной ячейке имеются три положения с локальной
симметрией С2 и одно с локальной симметрией С3£. В последнем случае группа
операций симметрии содержит центр инверсии и электродипольные
переходы запрещены.
2) Ионы Ga3+ и А13+ в элементарной ячейке граната занимают 16
положений с октаэдрическим окружением (С3*) и 24 положения с тетраэдриче-
ским окружением E4). Примесные ионы Сг3+ входят преимущественно в
места с октаэдрическим окружением.
3) Трехвалентные редкоземельные ионы в решетке флюорита замещают
ионы Са2+. Зарядовая компенсация может осуществляться большим числом
различных способов, что приводит к образованию активаторных центров с
различной локальной симметрией (обсуждение этого вопроса см., например,
в обзоре Nassau К. — In: Appl. Sol. St. Science, New York, Acad. Press,
1971, p. 268.
4) При легировании трехвалентными редкоземельными ионами
компенсация избыточного заряда часто осуществляется введением ионов Na+ или
замещающих Са2+, или NbH, замещающих W6+.
5) При легировании трехвалентными редкоземельными ионами
компенсация избыточного заряда осуществляется введением ионов Na+ или Ti4+.
6) Кристалл претерпевает полиморфное превращение из тетрагональной
(шеелитовой) системы при температуре 500—600° С.
7) При легировании трехвалентными редкоземельными ионами
компенсация избыточного заряда осуществляется введением ионов Na+ или К+.
'1

Спектрально-генерационные свойства лазерных диэлектрических
кристаллических систем
Лазерные системы в таблице разделены по группам активатор-
ных (лазерных) ионов переходных элементов, а для
редкоземельных ионов — по валентным состояниям. Кристаллические матрицы
перечисляются в алфавитном порядке. Если в кристалл
добавляется сенсибилизатор, обозначение сооответствующего иона и его
концентрация указываются в колонке 1. Содержание лазерной и
сенсибилизирующей примесей (колонка 5) может быть указана как в
весовых, так и в атомных процентах, причем указанное, значение
может относиться либо к исходной шихте, либо к кристаллу. Для
уточнения следует обратиться к оригинальным работам, указанным
в колонке 13.
Длина волны генерации, время жизни метастабильного
состояния, ширина линии люминесценции и многие другие рабочие
параметры лаз'ера обычно зависят от температуры (см. например, работу
Таблица 12.2
А. А. Каминского. — ЖЭТФ, 1968, т. 54, № 3, с. 727—750), поэтому
в таблице их значения приводятся для конкретных температур.
Пороговая энергия возбуждения генерации соответствует энергии
(колонка 12), подводимой к источнику накачки. Поскольку
пороговая энергия зависит от большого числа факторов, таких как
качество кристалла и концентрация примеси, тип оптического
резонатора и величина потерь, временная и спектральная характеристики
импульса возбуждения, то значения ее, приводимые в таблице,
нельзя рассматривать ни как минимально возможные, ни как
оптимальные.
Источники возбуждения (колонка 11) обозначены: Хе —лампы
к ксеноновым, Кг — с криптоновым, Hg — с ртутным и Hg—-Na —
с ртутно-натриевым наполнением. Вольфрамовые лампы
накаливания обозначают буквой W и с йодным циклом W — I.
Кристалл
1
Лазерный переход
(см. рис. 11.1)
2
Длина полны
генерации,
мкм
Я
Энергия
конечного
уровня,
см"
4

Концентрация
генерирующих
ионов, %
5
9
н S
6
h
% ъ
7
Режим
генерации
8

Температура, К
9
Размеры

кристалла:
диаметр х
длина, мм
10
Источник
юзбуждения
11
Порог

возбуждения,
Дж (Вт)
12
Литература
13
Хром (Сг»+, 3d3)
А12О3
0,6943 (Rx)
0,6934
0,6929 (R2)
0,6934089
0,6934255
0,6934382
0,7009 (N2)
0,7041 (N{j
0
0
0
0
— 100
0,05
0,05
0,05
0,05
0,5—0,7
3
4,3
1,1
1,3
—-10
о
2
Импульсный

Непрерывный
Импульсный
Непрерыв-
JTirji
11Ы11
Импульсный
«
300
300
77
77
290
^70
77
77
28
2x25,4
0,6x11,5
28
6,3x76
3x37
Хе (FT-524)
Hg
Хе (FT-524)
Hg
Хе (FT-524)
Хе
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
>1000
(840)
-800
(850)
>1000
~400
-3000
-3000
11—31
[4-6)
[71
[81
191
[101
fill
MgF3
Ванадий (V2+, 3d3)
1,1213 | 11502 | I 2,3 I
77
Xe (FT-524)! 1070 I [13J

KMgFg
MgF2
ZnFg
MgF2
MgO
MnF2
CaF,
SrF2
1,821
1,750
1,8035
1,99
2,05
2,165
1,623
1,636
1,674—1,676
1,731—1,756
,785—1,797
1,3144
1,915
1,865
1,922
1,929
1,939
1420й
10873
1256s
17802
1930
18952
1
1
3,1
1,3
0,4
77
77
11
11
11
77
Никель (Ni2+, 3d*)
340*
390
526—533
723—805
898—935
3982
580*
560
600
620
650
1,5
11,5
П,1
п,з
П,1
Самарий (Sm*+, 4/6)
0,7085
0,708
0,720
0,729
0,6969
263
—270
-0,01
0,1
0,002
14
Импульсный
20
65—90
>65
>6о
4,2
3X20
Хе
Хе
Хе
Хе
Хе
Хе
(FT-524)
(FT-524)
(FT-524)
(FT-524)
(FT-524)
(FT-524)
530
690
730
660
700
430
[131
A3,
141
[141
Импульсный
«

Непрерывный
Импульсный
Непрерыв
ный
11мпульсный
«
«

Непрерывный
Импульсный

Непрерывный
77
77—82
82—100
85
100—192
85
198—240
77
/ /
77
20
77
85
85
85
85
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
W (T3Q)
Хе (FT-524)
W (T3Q)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
W (T3Q)
Хе (FT-524)
W (T3Q)
Хе (FX-12)
Рубиновый
лазер с мо*
дулирован-
ной доброт-
ностыо
Хе (FT-524)
150
160
160—170
B40)
170—570
F5)
570—1650
230
840
740
210
B70^
B40)
115'
[15;
0,1
[16, 17]
[18]
119]
i
is
5
1

Kb
Кристалл
1
Лазерный
переход (см. рис 11.1)
2
Длина волны
генерации,
мкм
3
Энергия

конечного уровня,
см"
4

Концентрация
генерирующих
ионов, %
5
2
и
6
1
S
о
2
i
7
Режим
генерации
8
Температура,
К
9
Размеры
кристалла:
диаметрX
длина, мм
10
Продолжение табл
Источник
возбуждения
11
Порог

возбуждения,
Дж ПЗт)
12
12.2
Литература
13
СаК
(Поликристалл)
SrF9
CaF2
Са (NbO3J
CaWO4
LaF3
PrCl3
SrMoO4
o,7
BaFa
11/2
2,36
2,35867
D,2 K)
2,3659
1,116
1,04
1,0468
0,5985
0,6451
1,04
1,062
1,060
Диспрозий
90
28,8
29,0
0,03
0,02
0,05
0,01—
-0,2
0,03
12
' 10
50—15
50
0,25
G7 К)
0,5—
-0,6
Импульсный

Непрерывный
«
Импульсный
«
77
77
4,2
27
4,2-
—77
77
77
3x6x25
3,2х6,3х
Х25,4
5X75
3,2x22
Тулий (Tu2+, 4/13)
556
0,05
0,03
Правеодим (Рг3+
377
-,4200
4949
0,5
1,0
100
0,05
0,01
, 4/2)
-10
Импульсный

Непрерывный
Импульсный
4,2
27
4,2
6X25
6,2X25
77
20—SO
77
77
3x30
3X36
0,6X32
Неодим (Nd3+, 4/3)
00
—2000
295
77
3X52
Hg (AH6)
Xe (914 Cl)
W
Излучение
Солнца
W
Xe (XE 15-3)
Xe (XE 15-3)
Xe
Xe (FX-100)
Hg (AH6)
Hg
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
Xe
Излучение
Ar-лазе pa и
на красителе
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
(80)
A5)
E0)
B0, 27K)
25
100
50
A000)
F00)
20—25
20
60
380
1600
B021
|22|
123]
{241
B1]
B51
B61
[27]
Г281
29]
30
31]
[133]
132]
[33]
[34]

BaF2—LaFg
Ba2MgGe207
Ва0,25М§2,75У2^3О12
Ba2ZnGe207 (|| c)
Bi4Ge30l2
CaF2
CaF2 (I)
CaF2 (II)
CaF2-CeFg
CaF2—CeO2
CaF2—SrF2
CaF2—SrF2—BaF2— YF8—
—LaF3
CaF2-YF8
Ca4La(PO4)8O
CaLa4(SiO4KO
CaY4(SiO4KO
4^3/2"^4^l 1/2
4^3/2-*4/ll/2
4/73/2->4/ll/2
4/?3/2-*4/ll/2
4/?3/2-*4/ll/2
4^3/2"*4^ll/2
4/73/2-^ll/2
4/73/2^4/П/2
4^3/2"^4^ll/2
4/73/2-*4/ll/2
^3/2-4^ll/2
4^3/2->4/H/2
4^3/2^4/H/2
4^3/2->4/U/2
1,0540
1,0544
1,0615
1,0544
1,0640
1,0638
1,0457
1,0461
1,0457
1,0467
1,0448
1,0508
1,0650
1,0481
1,0448
1,0661
1,0885
1,0657
1,0885
1,0369
1,0535
1,0461
1,0545
1,0632
1,0613
1,0610
1,0672
—2000
1895
-2000
1890
—2000
-2000
—2000
-2000
~2000
—2000
-2000
—2000
-2000
—2000
—2000
-2000
—2000
0,5—1,0
- 2,0
2,0
2,0
0,41
0,62
4
0,2-
—0,5
1,0
1,0
0,5
1
0,5
0,45
0,305
0,34
1,5
1,25
0,46
-1,2
1,4
0,4
-1,0
0,235
0,205
40
30
48
25
—100
—25
-20
29,5
53
53
Импульсный
«
€
«
€
€
«
«
f
«
«
«
«
С
f
f
f
«
€
«
<
300
300
300
300
295
77
77
300
50
50
50
50
50
50
120
120
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
5,5x75
5X25
6X19
5X27
6,3X75
3X25
6X75
5X45
6,5X45
5x20
5X30
6,5X75
6,4x76
6,4X20
5,2x24
(ИПФ-800)
Xe
Xe
(ILC-L-268)
Xe
(ILC-L-268)
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
(ИФП-800)
Xe
Xe
Xe
Xe
Xe
Xe
Xe (XE1-3)
Xe (XE1-3)
Xe
(ИФП-800)
Xe
(ИФП-800)
Xe
(ИФП-800)
Xe
(ИФП-400)
Xe
(ИФП-400)
Xe
(ИФП-800)
Xe
Xe
Xe (РЕК 1-3)
Xe (PER1-3)
Xe(PEKl-3)
50
5,1
22,5
-5
6,4
1,3
60
300
70
160
240
870
1100
1350
78
170
-50
-850
-100
-30
75
13
10
22
11
50
[35]
[36,
135]
[134]
[135]
[33,37]
[38]
[39]
[40]
D1]
[42]
[43]
[44]
[45]
[46,
47]
[136]
[136]
[136]

Кристалл
1
СаМоО4
Ca(NbO3J
Ca4(PO4)sF
Ca3(VO4J
CaWO4
Лазерный
переход (см. рис. 11.1)
2
4/73 2-*4/11/2
4F3/2-**yil/2
*^3/2"*4^11/2
*р/2 _>4/ 1/2
4/7 3/2_^ 4/ 9/2
3/2 11/2
Длина волны
генерации,
мкм
3
1,061
1,067
1,06
1,0615
1,0612
1,0629
1,067
0,9145
1,0584
1,065
Энергия
конечного
уровня,
см"
4
-2000
-2000
-2000
1949
1952
1904
-2000
471
2016
2016
о к >>о
5
1,8
0,5
2,0
1,1
2,0
3,0
0,14
о
2
р
6
0,12
0,16
0,12
0,125
0,24
0,15
0,172
0,13
r-i
1
S
о
8
<
7
-2
-7,5
-4,5
-5,3
160
5,3
Режим
генерации
8
Импульсный
«

Непрерывный
Импульсный
«

Непрерывный
Импульсный

Непрерывный
Импульсный

Непрерывный
Импульсный

Непрерывный
Импульсный
«

Непрерывный
Импульсный

Непрерывный
ь
СО
емпе!
а. К
но.
9
77
300
77
77
300
77
77
300
77
300
300
300
300
300
77
300
300
77
85
Размеры
кристалла:
диаметрX
Хдлина,
мм
10
2,4x25
3x30
4X30
6,4x38
2x28
6,3X52
3X50
5X42
3X50
Продолжение табл.
Источник
возбуждения
11
Хе (FX.33)
Хе (FX-33)
Hg (AH-6)
Хе (FX-33)
Хе (FX-33)
Hg (AH-6)
Хе (FT-524)
Хе (ДКсТВ-
-3000)
Хе (ДКсТВ-
-3000)
Хе (РЕК 1-3)
W
Хе (FT100B)
Хе (FT-524)
Хе
(ИПФ-800)
Хе
Хе (FT-524)
Hg (AH-6)
Порог

возбуждения,
Дж (Вт)
12
1.0
1,0
A200)
0,6
7
(850)
2
(900)
D00)
1,09
C50)
4,4
C30)
3000
4,6
0,5
B600)
0,8
D00)
12.2
о,
:итерг
13
[34,
137]
[29,48]
[1301
[155]
[155]
149]
150)
[51]
[56]
[52]
[53—
—55]

CdF8—YF8
CeF-
Gd3Ca60l2
KY(MoO4J
KY(WO4J
13/2
гЗ/2"
,0652
,0633
,066
,0576
,0582
,3372
,345
,387
,3392
,065)
,0638
,0639
,0410
,0404
1,0633
-1,06
1,0701
1,0606
1,0789
1,0741
1,0789
1,0776
1,0669
0,9137
1,0688
3928
3971
4196
4004
-2000
2222
-2000
-2000
2010
1926
2000
1983
355
1944
0,1
4—5
3,0
3
3
2,5
-0,3
-~0,3
0,31
0,225
0,27
0,2
0,158)
0,12
0,13
15
270
~9
33
20
24
8,0
,38
35
20—30
о
О
12
25,2
3,3
Импульсный
«
<

Непрерывный
Импульсный
«
«
«
«
«
<!
«
295 '
77
77
77
295
77
77
77
295
300
90
300
77
300
77
300
135
298
300
300
300
300
77
77
300
77
77
300
6x25
5x40
-5X25
2,5
6,3X25
5
2X6
6,5
-4X14
-4x14
Хе (FT-524V
Хе'
Хе
Хе
Hg (AH-6)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе
(ИСП-1000)
Xe(FX-5i)
Хе
Хе
Хе
Хе
Хе (FT-524)
(FT400B)
Хе
Хе
(FT-100B)
Хе
(ИФП-400)
Хе
(ИФП-400)
Хе (FX-33)
Хе (FX-33)
Хе (FX-33)
Хе (FX-33)
Хе
(ИФП-400)
Хе
(ИФП-400)
Хе
(ИФП-400)
Хе
(ИФП-400)
3
14
6
Хе
2,1
7,6
780
3,6
12
41
-16
-40
-17
-20
350
350
-940
2,5
10
.9
36
3
12
10
-140
-1,5
-0,5
[57]
[58]
[591
[60)
[611
|1381
F21
163]
[139]
1139|
[139,
156]

Кристалл
1
LaF3
LaF3—SrF2
NaLa(MoO4J
LaNbO4
La2O3
La2O2S
LiNbO3
UYF4
Лазерный
переход (см. рис. 12.4)
2
4/73/2-*4/13/2
^3/2"*4^11/2
4/;3/2-*4/11/2
4^3/2~*/4П/2
4/73/2~*4^11/2
4у73/2"^4/Ч/2
4/?3/2"*4^11/2
Длина волны
генерации,
мкм
3
1,3545
1,0407
1,0633
1,0403
1,0407
1,0486
1,0635
1,0597
1,0653
1,0595
1,0624
,079
,075
,0842
,0846
,0846
,0530
,0471
Энергия
конечного
уровня,
см"
4
3916
1983
2189
1979
-2000
1953
1989
-2000
-2000
1909
2033
2042
2042
я 33 к
a go
as к 2 х
5
-0,3
1,0
2,0
2
1—2
5—10
1
1
1,0
1,0
2,2
I
£
*•
6
0,67
0,3
0,26
0,15
-0,1
0,19
0,12
0,125
0,090
85
0,42
5
и
7
9,8
-2,3
-6
— 1
-9
-6
5
9
11
17
12,5
Режим
генерации
8
Импульсный
«
€
«

Непрерывный
«
Импульсный
«
€
с
«
€
«
€
f
1
V
С*
h
9
77
300
300
77
300
300
400—
-500
300
300
300
300
300
77
300
295
77
300
300
300
Размеры
кристалла:
диаметрX
КДлина,
мм
10
-4X14
6X30
5X38
5X26
5X40
4X35
8X40
4X8
зхю
5X19
Продолжение табл.
Источник
возбуждения
11
Хе
(ИФП-400)
Хе
(ИФП-400)
Хе
(ИФП-400)
Хе
(ИФП-400)
Хе
(ИФП-400)
Хе
Хе
Хе
Хе
Хе
Хе
(ИФП-800)
Хе
Хе
Хе
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе
(ИФП-800)
Хе
Хе
Порог
возбуж*
дения,
Дж (Вт)
12
-5,5
17
42
8
2,8
D000)
(< 4000)
5,5
11
12—22
5,5
230
6
10
3,5
12.2
2.
&
а
1
-»
13
1139)
F41
[65]
[66]
[67]
[68]
[69]
[70]
[71]
[33]
[37]
[721

a-NaCaCePe
a-NaCa Y h6
5NaF.9YF,
Na0>5Gd0 £
PbMoO4
SrFg
SrFs-YF3 i
SrLa4 (SiO4j3O
SrMoO4
Sr6(PO4Kb
YAIO3
@,3%Cr3+)
^3/2-4/tl/«,
^3/2-^11/2
4/W*4/u/2
гЗ/2~* у 11/2
4/?3/2-*4/ll/2
1/Г3/2-*4/П/2
f43/2-4/ll/2
^3/2~* ^11/2
4/?3/2-4Л1/2
4/73/2-*4'9/2
r3/2 i 1 1/2
,0653
l,0538
1,0631
1,0506
1,0595
1,06
1,0586
1,037
1
1
1
1,0437
1,044
1,0567
1,0586
,0643
,0576
1,0640
1,0652
1,059
,0627
1,0611
1,0585
0,930
1,0645
1,0725
,0795
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
670
2023
2097
2157
1,0
0,5
27
0,2
2,0
— 1
0,9
1,5
3
0,44
0,36
0,96
0,18
0,13—
—0,14
1,1-
-1,2
1,6
0,36
0,310
0,16
-0,1
0,065
-24
53
15
3
10
12
«
«
«
«
«
«
Hen ре рыв-
ный
nOlrl
Импульсный
«
300
ЗоО
300
300
300
77
295
295
77
77
300
oOO
295
295
77
77
77
77
77
300
300
295
300
300
300
6x20
6x30
6X15
2,5x28
3X52
3x52
5x5x30
6x20
4,3X76
3X52
6,4X33
5X8X17
5x509
6,3X76
5x50
3,5X50
Xe
(ПФП-800)
Xe (ИФП)
Хе(ИФП)
Xe
(ИФП-400)
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
Xe
Xe
(ИСП-1000)
Xe (PEK1-3)
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
Хе(РЕКЬЗ)
Хе-лазер
Xe (ILC)
Кг
Xe
Xe
7
-11
27
30
55
4,5
60
480
150
15
10,6
125
45
17
70
150
170
500
ll,b
-0,15
1,2
A750—
—2000)
-1,5
173]
[74]
[75]
[76]
[34]
[34}
[77|
1781
[136]
l739l
[136]
[140]
|132,
158]
[141]
[80,
132,
141]
[80,
81]

Кристалл
1
Y3Al60i2
Лазерный
переход (см. рис. ИЛ)
2
4^3/2"*4/13/2
4/7 /2->4/п
/-
^3/2-t^U/2
Длина волны
генерации.
мкм
3
1,0909
1,0989
1,3391
1,3411
0,891
0,900
0,939
0,946
1,0612
1,0642
1,0519
1.0613
1,0640
1,0736
1,1119
Энергия
конечно-
го_у ровня,
см"
4
848
2001
2110
Х tf (XX
5
0,9
0,9
1,0
1,0
3,0
о
2
Я
6
-0,2
1
о
я
7
1,0—
—1,5
6,5
Режим
генерации
8

Непрерывный
Импульсный
«

Непрерывный
Импульсный

Непрерывный
Импульсный
«
«
«

Непрерывный
«
СО
9
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
230-
—295
77
300
300
300
300
300
300
300
300
Размеры
кристалла:
диаметрX
X длина,
мм
10
6,3X76
6,3X76
6,3X76
6,3X76
6,3X76
6,3X76
13
13
13
13
3X75
2,5X14-
-—20
2,5X28
Продолжение табл.
Источник
возбуждения
11
Кг
Кг
Кг
Кг
Кг
Кг
Кг
Хе-лазер
Хе-лазер
Хе-лазер
Хе-лазер
Хе
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Hg (AH-6)
W (DWY)
W (DXW)
W (DXW)
W (DXW) •
W (DXW)
W (DXW)
Порог
возбуж-*
дения,-
Дж (Вт)
12
A200)
-0,1
-0,1
-0,1
-0,1
14—38
0,2
1
G00)
C50)
E94)
C30)
B86)
C48)
623
12.2
РЭ
1
се
о.
ч
13
(80,
141,
142]
A41]
[143]
184]
|60]
182]

Y8Al5Ol2+l,0%Cr3+
У8Саб01й
Y2O8
YVO4
4/7
Г3
15/2
гЗ/2"
fll/2
Y2O3
YVO4
BaY2F8 B9,5 % Yb3+)
CaF2
CaF2 C % ErF3, 3% YbF3
3 % TuF3)
to
СаЭ
1,1158
1,1225
1,319
1,318
1,338
1,358
1,833
1,0641
1,0612
1,0633
1,073
1,078
1,069
1,0641
1,0664
0,6113
0,6193
0,5515
2,092
0,55122
2,1
-4000
-6000
2110
2001
-2000
-2000
-2000
1964
1985
-1
1,3
0,24+
+3,5
3,0
1,0
0,1
0,29
0,2
0,26
0,033
-0,09
6,5
3,0
«
«
«
Импульсный
«
«
«
«
«

Непрерывный
«
«
Импульсный
«
«
300
300
300
300
300
300
233
293
300
300
300
77
77
300
77
77
-90
300
300
6,3X51
3X50
3X50
3X30
2,5
2X2
5X40
Европий (Eu8+, 4/6)
859 I У5,0 I 0,87
~1000 I I
220
90
Гольмий (Но3+, <
385
~230
270
0,5
0,4—
—0,8
1
0,7
6
-6
1X12
6,3X16
W (DXW)
W (DXW)
W (DXW)
Xe
Xe
Xe
Kr
Kr
Xe (FK-33)
Hg (AH-6)
W (DWY)
Hg (AH-6)
W (DWY)
Xe (FT-524)
Xe
Xe
Xe(FX-51)
Xe
(ИФП-400)
Xe
(ИФП-400)
F46)
F76)
D57)
1,2
1,5
1,9
7,5
9,1
2,1
G50)
(>800)
A80)
D40)
250
260
350
— 1
—2
-60
Xe
Xe (FX-51)
77
77
77
77
3X52
6,5x75
5X80
85
60
[83]
[144)
[85]
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
Xe
(ИФП-800)
Xe
(ИФП-800)
355
260
1200
90
[60]
[86]
[87]
[88]
|95]
[96)
[1451
[34]
[97]
[98|

Продолжение габл
Кристалл
1
CaF2—ErF3
CaF2—YF*
CaF2—YF3
(Er3+, Tu3+, Yb3+)
CaMoO4
@,75% Er»+)
Ca (NbO8J
Ca5 (PO4KF
@,3 % Cr3+)
CaWO4
CaY4(SiO4KO
C7,5% Er + 3,75% Tu3+)
Er2O3
er1|5Y1|5Al60l2
Лазерный
переход (см рис 11.1)
2
*/,-•/,
Ur-+4b
Длина волны
генерации,
мкм
3
2,0600
2,0318
2,05
2,06
2,0740
2,0707
2,0556
2,047
2,079
2,046
2,059
2,060
2,121
2,0979
Энергия
конечного
уровня,
см"
4
-250
80
~250
355
230
462
11*
Конце!
ция ге
рующи
ионов.
5
0,5
3
0,5
0,5
0,5
3
0,5
2,5
О
2
2
и"
6
1,3
2,2
~0,5
2,5
1
2
о
S
i
7
90
~60
~55
Режим
генерации
8

Непрерывный
Импульсный
f
g
f
«

Непрерывный
Импульсный

Непрерывный
1
<и со*
Н а
9
77
77
90
77
100
298
77
20
77
77
77
-77
77
77
77
77
145
77
77
77
Размеры
кристалла:
диаметрх
Хдлина,
мм
10
6x45
6x45—75
3X30
6x22
7X32
12
Источник
возбуждения
11
Хе
Хе
(ИФП-400)
Хе
(ИФП-400)
Хе
(ИФП-400)
Хе
Хе
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе
(РЕК 1-1,5)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе
(РЕК 1-1,5)
Хе
Хе
W
Хе (FT-524)
Hg (AH-6)
Порог

возбуждения,
Дж (Вт)
12
C000)
-140
280
145
16
100
107
45
170
310
90
25
80
250
15
5
20
B00)
11
F80)
а
&
Литера
13
[99j
[100|
[101]
[102]
|29]
[136]
[34]
[136]
[105]
[106]

HoFg
LiNbOg
LiYF4 E%
E0% ErH-, 6,7
a-NaCaErF6
Tu»+)|
SrY4(SiO4KO
C7,5% ЕГз+, 3,75%
Y3A16O1?
@,5% Cr»+)
E0%
, 6,7%
2,0917
/n.2,123
2,090
2,0786
2,066
2,0654
2,0345
2.0312
2,0377
2,0914
2,0975
2,1223
2,0975
2,1223
2,0982
2,1227
2,1288
2,13
377
310
~120
462
518
462
518
462
518
532
532
100
2,0
1,7
~1
4
1,7
1.7
2,6
20
12
7
3,0
~120
~100
1,0
€
Импульсный
«
«
f
<
«
«
«

Непрерывный
Импульсный

Непрерывный
«
Импульсный
«

Непрерывный
Импульсный
«
«
77
77
77
77
77
77
300
150
77
77
77
77
77
77
77
85
77
85
85
77
300
77
85
295
295
295
77
3x15
4,5x24
3,2X24
6X20
6,5X24
32
3,2X30
3X50
3X50
W (T3Q)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе
Хе (FT-524)
Хе (FX 85-3)
Хе
(РЕК 14СЗ)
Хе
(ИФП-400)
Хе
(ИФП-400)
Хе
(ИФП-400)
Хе
(РЕК 1-1,5)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
W (T3Q)
Хе (FT-524)
Hg (AH-6)
W (T3Q)
Хе (FT-524)
Хе
(РЕК 14С-3)
Хе (FT-524)
W
Хе (FT-524)
Хе (FX 85-2)
Хе
Хе
D7)
390
3800
1
425
40
20
300
180
210
34
1760
44
410
25
B10)
25
A300)
B50)
60
C0)
1240
60
98
0,6
[107]
[33]
[108]
[146]
[1091
[136]
A061
[1061
i hoi
[146]
[111,
1471
it/ j
11041

Ктэистялл
1
YA1O3
E0%Ег3+,а7%Ти3+)
Y3Fe50l9
E%Er»+, 5%Tu»+)
Y3Ga50l2
Лазерный переход
(см рис 111)
2
5/7«_6/8
Длина еолны
генерации
мкм
3
2,119
2,086
2,089
2,107
2,086
2,114
Энергия
конечного
уровня,
см"
4
474
402
413
487
418
481
lili
5
1,67
2,0
0
s
h
2
6
4,8
3,6
1
2
0
7
9,8
17
Режим
генерации
8

Непрерывный
Импульсный
«
«
«
8
1
Темпе!
9
77
77
300
77
71
11
11
11
Размеры
кристалла:
диаметрх
X длина,
мм
10
5X50
5x50
Продолжение габл.
ИСТОЧНИК
возбуждения
11
W
Хе ALC-213)
Xe(ILC-213)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Поро^
позбу ж
дения,
Дж (Вт)
12
E)
<2
-,300
30
30
50
70
250
12.2
а
ь
Литера
13
11311
A12,
147]
A46)
BaY2F8
C7,5% Yt>8+)
CaF2
iS,/0->4/
15/2
/.5/2
/13/2
9-4/
9/2:
0,5540
0,5617
0,7037
0,6709
0,6700
1,617
1,5298
1,5308
0,8456
0,8548
1,26
1,696
406
6740
10336
410
-400
~30
~6200
-10000
12413
Эрбий
0,5—
-20
12—20
20
3
2,5
0,1
0,05
0,1
0,1
0,83
0,025
20
0,8—
-1,3
0,3
0,3
10
Импульсный
77
71
77
77
71
11
4
4
77
77
71
11
9,5x5)
5x38
5x53;
8x60
8X60
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Xe(FT-b24)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе
Хе
Хе
Хе
(ИФП-1000)
Хе
(ИФП-1000)
Хс
Хе
165
170
1000
8,2
230
100
~2000
~2000
[148]
|Н51
Н13]
1И41
1П5)

CaF? :ErF3: TuF3@,5%)
CaF8—YF3
Ca (NbO3J
CaWO4
LaF3
LiYF4
YAIO3
1112) || оси элемента
E%
CaF3:ErF3A2,5
CaF2—ErF3
CaMoO4@,75
Ca(NbO3J
CaWO4
Er2O3
4/
13/2
8/2
4/13/2 ^
' 1 3/2
1,715
1,726
2,69
1,5448
1,5558
1,61
1,612
1,6113
0,8500
1,663
0,851
1,6602
1,6452
1,6459
1,860
1,894
1.9
1,9115
1,9060
1,91
1,911
1,916
1,934
1,880
1,884
-6200
-180
-260
-400
375
400
-7000
12400
6670
525
525
459
12
I
1
0,
0
0
1
,5
,0
05
2
,5
,5
,0
4
0,
0,
0,
9
5
20
12
12
,1
^16
-20
-10
11
8,5
-20
Тулий (Тиз+, 4/12)
77
77
298
77
77
77
77
77
300
295
300
77
77
295
3X25
6x45—75
3X30
5,6X25
5,5X32
6x50
5X50
25
6,3X51
-300
-350
-325
-325
-300
228
240
0,5
0,5
1,0
0,5
0,5
2,9
6
>0,9
2,9
15
-10
-10
Xe
Xe
Xe
Xe
(ИФП-400)
Xe
(ИФП-400)
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
Xe
Xe
Xe
Xe (ILC)
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
Xe (ILC)
1000
1000
1010
-160
~480
800
800
500
~100
52
80
80
470
75
Импульсный
«
a

Непрерывный
Импульсный
«
«

Непрерывный
Импульсный
«
100
77
77
77
77
77
77
77
77
-80
77
77
3X25
5,5x45
5X80
3X30
10
Xe
Xe
(ИФП-400)
Xe
(ИФП 800)
Xe
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
Xe (FT-524)
Xe
W
Xe (FT-524)
Xe
-45
32
C000)
19
20
125
73
3
264
180
1100]
129]
1П6]
[117]
11501
[118,
119]
[106|
[1201
A01)
[121]
[981
11021
[29]
[34,
122]
[123]
[106]

Кристалл
1
LiNbOg
ct-NaCaErF6
SrF2
YAIO3 C0 % Er3+)
@,1 % Сгз+)
Y8A15O12
@,5 % Cr3+)
YVO4
Лазерный переход
(см рис. 12.4)
2
3#4-»3Яв
3//4-3#в
з#4->з//в
зн4-»*н6
3#4-3//в
3#4-»3#в
Длина волны
генерации,
мкм
3
2,014
1,8532
1,8580
1,8885
1,972
1,861
2,348
2,349
1,8834
2,0132
2,0132
2,019
Энергия
конечного
уровня,
см"*1
4
582
271
~470
-540
240
-8400
240
582
582
600
Им*
Концен
цня ге
рующи
ионов.
5
1,0
10
1,0
0,8
s
6
—4
0,63
15
i
s
о
2
<
7
~70
75
-50
70
5,5
Режим
генерации
8
Непрерыв-
I4KTM
ЦЫП
Импульсный
«
«
с
«
«

Непрерывный
Импульсный
€
Непрерыв-
TTtfU
пЫИ
«
Импульсный
>атура.
I
9
85
77
77
150
77
150
77
77
300
77
85
77
77
85
85
295
Размеры
кристалла:
диаметрх
Хдлина,
мм
10
6X20
5X50
25
Продолжение табл.
Источник
возбуждения
11
W
Хе (FT-524)
Хе
(ИФП 400)
Хе
(ИФП-400)
Хе
(ИФП-400)
Хе
(ИФП-400)
Хе (FT-524)
Хе (ILC)
Хе
Хе (FT-524)
W (T3Q)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Hg (AH-6)
W (T3Q)
Хе (FT-524)
Порог

возбуждения,
Дж (Вт%.
12
E20)
220
65
95
100
120
1600
25
590
C15)
208
30
(800)
A60)
640
12.2
а
СО
о.
S
ч
13
[33]
[109]
[34]
[151]
[106]
[106]
[154|
CaF2 A—2 %
Y3A16O12
7/2
1,0336
1,0296
Иттербий (Yb3+, 4
I 5—101
623
-10
-1201 3,2x25
77 25
Хе(ХЕ 1-3)
Хе (FT-524)
48
325
8
I
I
[40]
A06)

BaF*
CaF4
SrF,
2,556
2,61311}
2,57U
2,5112'
2,44l2i
2,24"
2,407
609
470
398
0
334
Г07
609
Уран (U3+, 5/3)
0,15
<0,015
0,095
0,135
0,1
') Генерация связана с парными центрами.
2) Все лазерные переходы между уровнями ионов V2+ в MgF2, Co2* в
KMgF3, MgF2, ZnF2 и Ni2+ в MgF2, MgO, MnF2, за исключением тех, о
которых говорится в 8), окончиваются на электронно-колебательных уровнях.
Теория лазеров, генерация в которых происходит на линиях
электронно-колебательной структуры, развита Маккамбером (McCumber D. Е. — «Phys. Rev.»,
1964, v. 134 А, N2, р. 299—306) и обсуждалась в работе [13].
3) Чисто электронный переход.
4) В работе Реут Е. Г. и Рыскила А. А. («Оптика и спектроскопия», 1966,
т. 20, № 1, с. 172—173) по поводу такой идентификации высказано сомнение и
линия приписана переходу Ф2—>-3Л.
5) Спектроскопиечские данные, подтверждающие такую идентификацию
лазерного перехода, не опубликовяны (см. примечание к работе [32]).
6) Генерация получена также на кристаллах CdF2— LaF3 и CdF2 —
LaF3 с ионами Nd3-*-.
0,06
0,08
0,U
-30
t
«
«
«
«

Непрерывный
Импульсный
«
«
20
300
90
77
20
77
300
77
77
77
90
77
20
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Hg (АН-6)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT 524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
Хе (FT-524)
12
120
4,35
3,78
2
B000)
5
10
38
32
[124J
1125,
126)
1126,
1271
Ц28)
11291
*) Генерация была получена также на кристаллах концентрационной
серии Naot5 <Jd(o,5—x) Nd^WO* в которых содержание неодима изменялось от 2
до 100 ат. %.
8) При 77 и 300.К для ^1 вес. % неодима,
9) Ось лазерного элемента параллельна кристаллографической оси с.
10) Пороговая энергия возбуждения генерации изменяется в зависимости
от количества ErF8.
*') Согласно [126] эта линия принадлежит ионам U*+f образующим актива-
торные центры с тетрагональной симметрией.
12) Согласно [126] эта линия принадлежит ионам ЦН, образующим актива-
торные центры с ромбической симметрией.
13) Эта линия приписывается также ионам U4+, образующим активатор*
ные центры с тригональной симметрией (Title R. S. e tal. — «Phys Rev.», 1962,
v. 128, № 1, p. 62—66; Yarive A. - «Phys Rev.», 1962, v 128, № 4, p. 1588—1592;
интрепретацию спектра ионов урана в CAF2 см. также в работе Hargrea-
ves W. A, —«Phys Rev.», 1967, у, 156, № 2, p. 331—342.)

Ч II.
Лазеры на основе конденсированных соед
Лазеры на основе сенсибилизированных диэлектрических кристаллов
Таблица 12.3
Лазерный
ион
Nd3+
Ноз+
ЕгЗ+
Тиз+
Yb3-+
Лазерный переход
*F3/2 -И/1 1/2
4/ 13/2 -*4/ 15/2
$Fu-+sHb
2Fb/2-*2F7/2
Сенсибилизатор
Сез+
СгЗ+
Сгз+
(VO,K-
Сгз+
Сгз+
Ег«+
ЕгЗ+
Ег»+
ЕгЗ+
ЕгЗ+
ЕгЗ+
Егз+, ТиЗ+
Er3+, Tu3+, Yb3+
Егз+,Тиз+, Yb3+
Егз+, Тиз+
Егз+, Тиз-ь
Центры окраски
Ybs+
Сгз+
Егз+
Егз+
ЕгЗ+
ЕгЗ+
Ers+
Сгз+
Nd3+
Кристалл
CeF3
V8AleOtt
YA1O3
YVO,
Y3A15O12
Ca5(PO4KF
CaFg —ErFs
CaMoO^
Er,O3
LiYF4
a-NaCaErF6
Y3AUO19
Y3Fe,O12
CaF2
Y3AUO1?
CaY. (SiO4KO
YAIO3
CaF9
Y3AUO19
YsAUQtt
CaFg—ErFa
СаМоОй
Er,O3
Y3A15O12
a-NaCaErFe
YA1OS
CaF3

Литература
[58, 591
[85]
[1581
[871
[106]
[136]
(99)
[1021
[105]
[1081
[109]
[106]
A12!
198, 101]
[П01
[1041
[1311
[1141
|1201
[1061
1101, 121]
11021
[123]
[106)
[1091
A531
140]
Схема
на рис.
12Л9
a
a
a
a
г
г
г
г
г
г
г
в, г
г
а
г
в
а
г
г
г
г
г
а
6
280

Гл. 12.
Лазеры но диэлектрических кристаллах
Лазеры непрерывного действия на основе диэлектрических кристаллов
Таблица 12.4

Лазерный ,
ион
Кристалл
Сен сибилизатор
чй as s
Источник

возбуждения
SI
2of-
CQ SCO
я *
S5
Ni2+
TU2+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Ноз+
Ноз+
Hos+
Tu3+
U3+
A12O3
MgF2
MnF9
CaF2
CaF2
Ca (NbO3J
Ca5 (PO4KF
CaWO4
CaMoO4
LaF3
YA1O3
(\\b)
(\\c)
(II 6)
Y3A15O12
CaF2
Er2O3
i,5YifeAUC
Y3A16O12
CaF2
Er2O3
Y3A15O12
CaF2
Ионы группы железа
0
о
1
1
,694
694 2)
!б7
,93
300 |
4,2;77
85
85
Аг-лазер
W
W
Двухвалентные редкоземельные ионы
2,36
2,36
1,12
77
27
27
W
Излучение
Солнца
Hg
2,4
1
1,2
—0,1
0,2
0,06
Трехвалентные редкоземельные ионы
Хе
W
Хе
Hg
Hg
Hg
Hg
Сг8+-
Ci*+
ЕгЗ+,Тиз+, Yb3+
Er3+
Егз+
Сгз+
Сгз+
Егз+,
ЕгЗ+
Er3+
J
,иь
,06
,06
,06
[,06
1,06
I 07
1,04
1.08
i;o6
1,08
1,06
1,34
1,06
,06
1,06
L06
1,06
1,06
1,06
1.06
1 32
1*06
2,1
2,12
2,10
2,10
2,12
2,12
1,9
1,93
2,01
2.01
2,01
300
300
300
85
11
11
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
293
273
300
300
77
11
85
85
85
85
11
11
11
11
85
85
85
Ионы группы актинидов
| 2,61 | 77
Кг
Кг
Кг
Кг
W
Кг
Кг

Плазменная дуга
Hg—Na
GaAsx-яРд.
GaAsj.-xPx
GaAsx-яРя
W
Hg
Хе
W
Hg, W
W
Hg. W
W
W— 1
W—1
Xe
W
W
W
Hg, W
I Hg
0,12
1,0
1,3
—o'oi
0,5
35
100
6,5
14
—25
250
11004>
200
0,5
0,0014
0,0078
0,040
0,03
10
15
20
0,05
0,1
0,2
—0,01
-0,01
0,03
0,8
2
0,5
0,4
1,0
2,1
2,0
0,2
0,2
0,005
0,026
0,5
-0,01
0,4
5
4
1
[5,6]
[12]
[13]
113]
121]
[24]
[28]
130
155
50
52
54
[55
137]
[1371
[80]
[141
[142:
[132:
[14Г
[89]
[90]
[94]
[91]
[92]
152]
152]
157]
[82]
[93]
[98]
[105
[106
r106
106
110
148;
148^
106
1O6:
106:
Ю-6
генерации
исит от
ряО Приводятся значения общего к. п. д., равного отношению выходной
лазера в электрической мощности, подводимой к лампе накачки. К. п. д. лазера
да факторов: от качества кристалла, эффективности осветительной системы, "Р°и^у^
ного зеркала оптического резонатора и прочего, поэтому при сравнении к. п. д. различных
лазеров необходимо учитывать сведения, сообщаемые в оригинальных1 работах.
:) Беспичковый одномодовый режим генерации.
^^ представляющий собой стержень из несколь-
ких последовательно расположенных кристаллов.
281

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
Yb
ftk
lu
fi3
Er
f12
Ho
f11
f*
Cd
/*
Eu
f7
Sin
/^
Pm
Nd
fU
Pr
Cb
f2
%г
Л
A
У
20000
зоооо moo
Рис. 12.2. Спектры поглощения TR*+ в CaF2.
Положения f—«-/-переходов указывают стрелки [160].
Св
Pr Nd Pm 5m Eu Gd ТЪ Dy Ho Er
Рис. 12.3. Схематические диаграммы \\п (белые)
и 4fn~15d (черные) конфигураций TR3+-hohob [159,
282

Гл. 12.
Лазеры на диэлектрических кристаллах
3S\~
Ъ2
28
го
g/z
7/z
— 2
— /
T-ff
—Р~
7/z
IZ
г/г
"
_5^L
///г
Pr3t Nd3+ Pm
% %5/г
5+
Ea5+ Gd3+ Tb5+
Ho5+ Er3+ Tu3+ УЬ3+
Рис. 12.4. Энергетические состояния TRH-ионов в кристаллах [159].
283

ч. и.
Лазеры на основе конденсированных сред
I
<§
in -
1,U
X
X
Г
9
Ц2
0 -
\
I
1
&
1
I
\
Г
I
1
И
и
h
1
|
I
1
f
-
-
0,2 Ofi 0,6 0,8 1,0 1,1 %4 %6 1,6 2,0 1,1 1,4
Рис. 12.5. Спектр поглощения от 0,2 до 2,5 мкм кристалла Y3AI5O12—Се3+ при 030 К.
2,0
i*
1,0
0,5
0
\
r
I
"TIT
—lit
lit
iSt
3»
jl
\T
I I
^ 521
вв
■«
■a
5=
74
i
I
-Ж
jir
~t|
1 11
X- -I
Hi: 4
I [
к
f
■ 1
T
\
1
0,2 Ofi 0,6 0%8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,1 А,мкм
Рис. 12.6. Спектр поглощения от 0,2 до 2,5 мкм кристалла Y3AI5O12 — РгН при 300 К.
284

Гл. 12.
Лазеры на диэлектрических кристаллах.
Wsfl
0,6 0,8 1,0 1,1 1,4 1,6 1,8 2,0 2,1 2fi
Рис. 12.7. Спектр поглощения от 0,2 до 2,5 мкм кристалла Y3Al5Oi2 — Nd3+ при 300 К.
4*
!
о /7 JL
1
' \
Л5
г -
3 \
1
1
1
1
1
1
1
1
11
1
Щ
1
ш
1
1
1 '
\ J
1
L
ш
W
А
*\
Л.
1
К
\
{
±±
S
2,0 2,2 vf,«
Рис. 12.8. Спектр поглощения от 0,2 до 2,5 мкм кристалла Y3AI5O12 — Sm3+ при 300 К.
285

4. I
Лазеры
но
основе
» конденсированных
сред
7,1/
0,8
!
§ Of
г
0,2
0
1 1
ill
Гг
l 1
А
JII
ш
№
1 I
1 d
ш
111
\
\
HU 0,6 0,8 10 1,2 1ft 1,6 1,8 2,0 2,2 2,',
Рис. 12.9. Спектр поглощения от 0,2 до 2.5 мкм кристалла Y3AI5O12 — Eu5+ при 300 К.
J
2,0
<fr
i,J
1,0
0,5
0
—i
II
||
III
In
Щ
il
fl
i
1
u
n
inn
Щ\
Ли
У
У
ч
ч
/■
ill
У 1
\
\
1
V
0,2 Oft 0,6 0,8 1,0 %1 1ft 1,6 1,8 2,0 2,2 Л,мт
Рис. 12.10. Спектр поглощения от 0,2 до 2,5 мкм кристалла Y3AI5O12 — ТЬ3+ при 300 К.

Гл. 12.
Лазеры на диэлектрических кристаллах
2,0
Г
1
0,5
О
!|
1
I
1
1
til I
J
У
11
11 j
шж
ш
\
у
V
1
У
1
п
_.
.
_.
1
1
К
1
1
1
I
м
ni,
1
Ш
мг
I III'
№ Mi r
1 i
У п
1
п
\
1,
1
ш
1
1
\\
УН
1
If \ч
А
-
--
—■
42 Of 0,6 Ofi 1,0 1,1 1& 1,6 1,8 2Л 12 Х<
Рис. 12.11. Спектр поглощения от 0,2 до 2,5 мкм кристалла Y3AI5O12 — Dy3+ при 300 К.
Г
1,0
по _
цд -
k
i'
I
и/ -г
v 1
j 1 1
У
i |н|
i Л Ж
jyt УЗ
L In
14 1
II II
J .*.
1 1
1
i
щ
I.
I
1
1
1
1
In
1
Jl
Л
[
0,Z O,U 0,6 0,8 1,0 1,Z 1,4 1,6
Рис. 12.12. Спектр поглощения от 0,2 до 2,5 мкм кристалла
1,8 2,0 2,1 Х,мкм
— Но'+ при 300 К.
287

ч.
2,0
§ /5"
1
J
05
II.
Лазеры
на
основе
конденсированных
срес
*
1
ii
н
у
1
1
\
1
1
||
н
11
к
0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,1 2,3 2,5
Рис. 12.13. Спектр поглощения от 0,2 до 2,5 мкм кристалла Y3Al5Oi2 — Ег3+ при 300 К.
0,9
0,3
0,1
t
I
к
Ш+
2Q8
Рис. 12.14. Спектр поглощения от 0,2 до 2,5 мкм кристалла Y3AI5O12 — Ти3+ при ЗОи

Гл.
г
М
0,5
12
Лазеры )
ча
диэлектрических
кристалла.
г
ж
J
J
—
\
\
lr
1
\\
111
1
5+
— \
\
/
|
1
А
\
\
г
1!
1
Г1
1
,3+
*—
\ 1
к
Щ 0£ 0,6 0,8 1,0 1,1 /,4 %6
Рис. 12.15. Спектр поглощения от 0,2 до 2,5 мкм кристалла
8 2,0 2,2 Л,мт
— Сг3+ — Yb3+ при 300 К»
1,0-
0,0
06- -
n't
0 -
\
||
1
1
1
II
11
1
1
■А.
|
,,1
1
I
1
ы
It
1
1
11
1
1
1
Н р-
/и
■Mi
ж
1
1
1
it
t
1
■ I
J
i
1
нк
81
1
1
ш\\
п i ^
«А
1
i
!
1
шнв
^ ^,5 ^ 0,5 095 0,7 0,8 0,9 Л
Рис. 12.16. Спектр поглощения от 0,2 до 1,0 мкм кристалла Y3A15O12 — Nd3+ при 300 К.
10 Зал. 1956
28S

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред-
1,и
0,8
и,и
t/,4
0,2
н
I
j
1
I
L
п
л
и
Л
п
I
\\
I
1
1
!/
ж
п\
1
1
■
1
\
J
W
ш
t\
1
h
i
\
\
\
\
\
\
р
\
|
.1
1
11
I
|
!
1
НК
11
1
щ
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 &,мкм
Рис. 12.17. Спектр поглощения от 0,2 до 1,0 мкм кристалла Y3AI5O12 — СгЧ- — Nd3+ при 300 К.
1
!
I
|
1
1
1
1
VI
1
1
1
4l
IS
j
j
j
ft
4
4
J
11
_ L
1
У
1
-ШШ-
тжНж:
[щи
ч !Ш|
Iff?-
1
1
II
1
1
И
> \\
...
1
Si
1
rfi
u
j
1
1
1
I
1
I
life»
1
A
\
1 1
1
1
1
1
1
1
1
1
IB
in
2
1
Ни
It
ЖГГ
wit
ill
19 !
110
illi
1 1 TIT
i
0,2 Ofi 0,6 0,8
1,0
%1
1,tf 1,6 1,8 2,0
2,2
Рис. 12.1S. Спектр поглощения от 0,2 до 2,5 мкм кристалла Y3Al5Ol2 — ЕгН — Но3+ — Ти3± при 300 К.
290

Гл. 12.
Список литературы
20
15
10
Nd5+ Vb3*
%/г
%/г •
13/2-
if/2 -
3/2-
n/z
15
W
- гк
Ho
3+
TV
%n
Но
3+
%
Рис. 12.19. Диаграммы схем передачи энергии возбуждения в сенсибилизированные лазерных
кристаллах:
а) Сг3+—»Nd3+, &*+—> Но3+, Сг3-»—^Ти8+; б) NdH—"Yb3+; в) Yb3+—-* Ho3+,
Yb3HT3+; г) Е^^^ Tu3+, Er3H—*Но3+, Tu3-l—»-Ho3+.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Maiman Т. Н. Optical maser action in
fuby. — «Brit. Commun. and Electronics»,
I960, v. 7, № 7, p. 674—675.
2. Maiman Т. Н. Stimulated optical
radiation in ruby. — «Nature», 1960, v. 187,
№ 4736, p. 493—494.
3. Maiman Т. Н. Stimulated optical
emission in fluorescent solids. I. Theoretical
considerations. — «Phys. Rev.», 1961, v. 123,
№4, p. 1145—1150.
4. Evtuhov V., Neeland J. K. Continuous
■operation of a ruby laser at room
temperature. — «Appl. Phys. Lett.», 1965, v. 6, № 4,
p. 75—76.
10*
5. Evtuhov V., Neeland S. K. Power
output and efficiency of continuous ruby
lasers. — «J. Appl. Phys.», 1967, v. 38, № 10,
p. 4051—4056.
6. Roess D. Analysis of room
temperature cw ruby lasers. — «IEEE J.», 1966,
v. QE-2, № 8, p. 208—214.
7. Collins R. J., Nelson D. F., Schaw-
low A. L. et al. Coherence, narrowing, direc-
tionally and relaxation oscillations in the
light emission from ruby. — «Phys. Rev.
Lett.», 1960, v. 5, № 7, p. 303—305.
8. Nelson D. F., Boyle W. S. A
continuously operating ruby optical maser. —
«Appl. Optics», 1962, v. 1, № 1, p. 181—183.
9. McClung F. J., Schwarz S. E.,
Meyer F. J. R2 line optical maser action in ru-
291

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сре&
by. — «J. Appl. Phys.», 1962, v. 33, № 10,
p. 3139—3140.
10. Riley L. W., Bass M., Hahn E. L.
Stimulated emission from 4,3% abundant Cr50
ions in ruby. — «Appl. Phys. Lett.», 1965,
v. 7, № 4, p. 88—90.
11. Schawlow A. L., Devlin G. E. Laser
generation on two satellite lines in ruby. —
«Phys. Rev. Lett.», 1961, v. 6, № 3, p. 96.
12. Birnbaum M., Wendzikowski P. H.,
Fincher C. L. Continuous-wave nonspiking
single-mode ruby lasers. — «Appl. Phys.
Lett.», 1970, v. 16, № 11, p. 436—438.
13. Johnson L. F., Guggenheim H. J.,
Thomas R. A. Phonon-terminated optical ma-
sers. — «Phys. Rev.», 1966, v. 149, № 1,
p. 179—185.
14. Johnson L. FM Dietz R. E.,
Guggenheim H. J. Spontaneous and stimulated
emission from Co2+ ions in MgF2 and ZnF2. —
«Appl. Phys. Lett.», 1964, v. 5, № 1, p. 21—
22.
15. Johnson L. F., Dietz R. E.,
Guggenheim H. J. Optical maser oscillation from
Ni2+ in MgF2 involving simultaneuos
emission of phonons. — «Phys. Rev. Lett.», 1963,
v. 11, № 7, p. 318—320.
16. Sorokin P. P., Stevenson M. J. Solid-
state optical maser using divalent samarium
in calcium fluoride. — «IBM J. Res.
Develop.», 1961, v. 5, № 1, p. 56—58. ,
17. Kaiser W., Garrett C. G. В., Wood
D. L. Fluorescence and optical maser effects
in CaF2: Sm2+. — «Phys. Rev.», 1961, v. 123,
№ 3, p. 766—776.
18. Koniukhov V. K., Marchenko V. M.t
Prokhorov A. M. CaF2: Sm2+ laser-with
ruby laser excitation. — «IEEE J.», 1966,
v. QE-2, № 10, p. 541—542.
19. Sorokin P. P., Stevenson M. J., Lan-
kard J. R., Pettit G. D. Spectroscopy and
optical maser action in SrF2: Sm2+. — «Phys.
Rev.», 1962, v. 127, № 2, p. 503—508.
20. Kiss Z. J., Duncan R. C. Pulsed and
continuous optical maser action in CaF2:
: Dy2+. — «Proc. IRE», 1962, v. 50, № 6,
p. 1531—1532.
21. Pressley R. J., Wittke J. P. CaF2: Dy2+
lasers. — «IEEE J.», 1967, v. QE-3, № 3,
p. 116—129.
22. Yariv A. Continuous operation of a
CaF2: Dy2+ optical maser. — «Proc. IRE»,
1962, v. 50, № 7, p. 1699—1700.
23. Kiss Z. J. The CaF2—Tm2+ and the
CaF2—Dy2+ optical maser systems. — In:
Proc. Quantum Electronics 3-d Internat.
Cong. Ed. by P. Grivet and N. Bloembergen,
New York, Columbia Press, 1964, p. 805—
815.
24. Kiss Z. J., Lewis H. R., Duncan R. C.
Sun-pumped continuous optical maser. —
«Appl. Phys. Lett.», 1963, v. 2, № 5, p. 93—
94.
25. Hatch S. E., Parsons W. F., Weag-
ley R. J. Hot-pressed polycrystalline CaF2—
Dy2+ laser. — «Appl. Phys. Lett.», 1964, v. 5,
№ 8, p. 153—154.
26. Золотов Е. М., Осико В. В.,
Прохоров А. М., Шипуло Г. П. Исследование лю-
292
минесцентных и лазерных свойств
кристаллов SrF2: Dy2+. — «Журнал прикладной
спектроскопии», 1968, т. 8, № 6, с. 1046—
1047.
27. Kiss Z. J., Duncan R. С. Optical
maser action in CaF2: Tm2+. — «Proc. IRE»,
1962, v. 50, № 6, p. 1532—1533.
28. Duncan R. C, Kiss Z. J. Continuously
operating CaF2: Tm2+ optical maser. —
«Appl. Phys. Lett.», 1963, v. 3, № 2, p. 23—
24.
29. Ballman A. A., Porto S. P. SM Yariv A.
Calcium niobate Ca(NbO3J — a new laser
host crystal.'— «J. Appl. Phys.», 1963, v. 34,
Nq 11, p. 3155—3156.
30. Yariv A,, Porto S. P. S., Nassau K.
Optical maser emission from trivalent
praseodymium in calcium tungestate. — «J. Appl.
Phys.», 1962, v. 33, № 8, p. 2519—2521.
31. Solomon R., Mueller L. Stimulated
emission at 5985 A from Pr3+ in LaF3. —
«Appl. Phys. Lett.», 1963, v. 3, № 8, p. 135—
137.
32. Johnson L. F. Optically pumped
pulsed crystal lasers other than ruby. — In:
Lasers, v. 1, ed. by A. A. Levine, New York,
Marcel Dekker, Inc., 1966, p. 137—180.
33. Johnson L. F., Ballman A. A.
Coherent emission from rare-earth ions in electro-
optic crystals. — «J. Appl. Phys.», 1969,
v. 40, № 1, p. 297—302.
34. Johnson L. F. Optical maser
characteristics of rare-earth ions in crystals. — «J.
Appl. Phys.», 1963, v. 34, № 4, p. 897—909.
35. Багдасаров X. С, Воронько Ю. K.r
Каминский А. А., Осико В. В. Систеьш на
основе фторидов как активные материалы
для квантовой электроники. — «Изв. АН
СССР. Сер. Неорганические материалы»,.
1965, т. 1, № 12, с. 2088—2092.
36. Alam М., Gooen К. Н., DiBartolo В.
et al. Optical spectra and laser action of
neodimium of a crystal Ba2MgGe207. —
«J. Appl. Phys.», 1968, v. 39, № 10, p. 4728—
4730.
37. Евланова Н. Ф., Ковалев А. С, Kon-
цик В. А. и др. Индуцированное излучение
кристаллов LiNbO3 с примесью неодима. —
«Письма в ЖЭТФ», 1967, т. 5, № 10, с. 351.
38. Johnson L. F. Optical maser
characteristics of Nd3+ in CaF2. — «J. Appl. Phys.»,
1962, v. 33, № 2, p. 756.
39. Каминский A. A.t Корниенко Л. С,
Прохоров А. М. Спектральное изучение
индуцированного излучения Nd3+ в CaF2. —
ЖЭТФ, 1965, т. 48, № 2, с. 476—482.
40. Robinson M.r Asawa С. К.
Stimulated emission from Nd3+ and Yb3+ in noncu-
bic sites of neodimium and ytterbium-doped
CaF2. — «J. Appl. Phys.», 1967, v. 38, № 11,
p. 4495—4501.
41. Воронько Ю. К., Каминский А. А.,
Корниенко Л. С. и др. Исследование
индуцированного излучения кристаллов CaF2—•
Nd3+ (тип II) при 300° К. — «Письма в
ЖЭТФ», 1965, т. 1, № 2, с. 3—7.
42. Воронько Ю. К., Каминский А. А.,
Осико В. В., Фурсиков М. М. CaF2—CeF3—
Nd3+ как активная среда для ОКГ. — «Кри*

Гл. 12.
Список литературы
сталлография», 1966, т. И, № 6, с. 936—
938.
43. Kaminskii A. A., Voronko Yu. К., Osi-
ко V. V. Mixed systems on the basis of
fluorides as new laser materials for quantum
electronics. The optical and emission
parameters. — «Phys. St. Sol.», 1967, v. 21,
№ I, p. K17—K21.
44. Kaminskii A. A., , Mikaelyan R. G.,
Zygler I. N. Room temperature induced
emission of CaF2—SrF2 crystals containing
Nd8+. — «Phys. St. Sol.», 1969, v. 31, № 2,
p. K85—K86.
45. Каминский А. А., Осико В. В., Во-
ронько Ю. К. Пятикомпонентный фторид,
новый лазерный материал. —
«Кристаллография», 1968, т. 13, № 2, с. 332.
46. Багдасаров X. С., Воронько Ю. К.,
Каминский А. А., Осико В. В.,
Прохоров А. М. Индуцированное излучение
кристаллов иттрофлюорита с Nd3+ при 300° К.—
«Кристаллография», 1965, т. 10, № 5,
с. 746^-747.
47. Kaminiskii A. A., Osiko V. V., Procho-
rov A. M., Voronko Yu. К. Spectral
investigations of the stimulated radiation of the
Nd3+ in CaF2—YF3. — «Physics Lett.», 1966,
v. 22, № 4, p. 419—421.
48. Kaminskii A. A., Rogov G. I., Bagda-
sarov Kh. S. Stimulated radiation from a
Ca(NbO3J—Nd3+ crystal laser. — «Phys.
St. Sol.», 1969, v. 31, № 2, p. K87—K90.
49. Ohlmann R. C, Steinbruegge К. В.,
Mazelsky R. Spectroscopic and laser
characteristics of neodimium-doped calcium fluoro-
phosphate. — «Appl. Optics», 1968, v. 7,
№ 5, p. 905—914.
50. Hopkins R. H., Steinbruegge К. В.,
Melamed N. T. et al. — In: Technical Rpt.
AFAL-TR-69-239, Air Force Avionics
Laboratory, 1969.
51. Brixner L. H., Flourney P. A. Calcium
orthavanadate Саз(\Ю4J — a new laser
host crystal. — «J. Electrochem. Soc», 1965,
v. 112, № 3, p. 303—308.
52. Каминский А. А., Корниенко Л. С,
Максимова Г. В. и др. Непрерывный ОКГ
на CaWO4—Nd3+, работающий при 300° К-—
ЖЭТФ, 1965, т. 49, № 7, с. 31—35.
53 Johnson L. F., Nassau К. Infrared
fluorescence and stimulated emission of Nd3+
in CaWO4. — «Proc. IRE», 1961, v. 49, № 11,
p 1704.
54. Johnson L. F., Boyd G. D., Nassau K.,
Soden R. R. Continuous operation of a solid
state optical maser. — «Phys. Rev.», 1962,
v. 126, № 10, p. 1406—1409.
55. Johnson L. F. Characteristics of the
CaWO4: Nd3+ optical maser. — In: Proc.
Quantum Electronics 3-d Internat. Cong. Ed.
by P. Grivet and N. Bloembergen, New York,
Colombia Press, 1964, p. 1021—1035.
56. Johnson L. F., Thomas R. A. Maser
oscillations at 0,9 and 1,35 microns in
CaWO4: Nd3+. — «Phys. Rev.», 1963, v. 131,
№ 5, p. 2038—2040.
57. Багдасаров Х. С., Изотова О. Е.,
Каминский А. А., Ли Л., Соболев Б. П.
Оптические и генерационные свойства
смешанных кристаллов CdF2—YF3, активированных
ионами Nd8+. — «ДАН СССР», 1969, т. 188,
№ 5, с. 1042—1044.
58. O'Connor J. R., Hargreaves W. A.
Lattice energy transfer and stimulated emission
from CeF3:Nd3+. — «Appl. Phys. Lett.»,
1964, v. 4, № 12, p. 208—209.
59. Дмитрук М. В., Каминский А. А.,
Щербаков И. А. Спектроскопические
исследования индуцированного излучения ОКГ
на основе кристаллов CeF3—Nd3+. — ЖЭТФ,
1968, т. 54, № 6, с. 1.680—1686.
60. Geusic J. E., Marcos H. M., Van
Uitert L. G. Laser oscillation in Nd-doped
yttrium aluminum, yttrium gallium and
gadolinium garnet. — «Appl. Phys. Lett.», 1964,
v. 4, № 10, p. 182—184.
61. Borchardt H. J., Bierstedt P. E.
Gd2(MoO4b: a ferroelectric laser host. —
«Appl. Phys. Lett.», 1966, v. 8, № 2.
p. 50—52.
62. Softer B. H., Hoskins R. H.
Fluorescence and stimulated emission from Gd2O3:
: Nd3+ at room temperature and 77° K. —
«Appl. Phys. Lett.», 1964, v. 4, № 6, p. 113.
63. Kaminskii A. A., Klevtsov P. V., Pav-
lyuk A. A. Stimulated emission from
KY(MoO4J—Nd3+ crystal laser. — «Phys.
St. Sol.», 1970, v. 1 (a), № 2, p. K91—K94.
64. Дмитрук М. В., Каминский А. А.
Исследование индуцированного излучения ОКГ
на основе кристаллов LaF3—Nd3+. —
ЖЭТФ, 1967, т. 53, № 9, с. 874—881.
65. Воронько Ю. К., Дмитрук М. В.,
Каминский А. А. и др. Непрерывное
индуцированное излучение ОКГ на основе LaF3—Nd3+
при комнатной температуре. — «ЖЭТФ»,
1968, т. 54, № 3, с. 751—753.
66. Dmitruk M. V., Kaminiskii A. A.,
Osiko V. V., Tevosyan T. A. Induced emission
of hexagonal LaF3—SrF2—Nd3+ crystals at
room temperature. — «Phys. St. Sol.», 1968,
v. 25, № 2, p. K75—K78.
67. Морозов А. М., Толстой М. Н., Фео-
филов П. П., Шаповалов В. Н.
Люминесценция и стимулированное излучение
неодима в кристаллах молибдата
лантана-натрия. — «Оптика и спектроскопия», 1967,
т. 22, № 3, с. 414—419.
68. Зверев Г. М., Колодный Г. Я.
Индуцированное излучение и спектроскопические
исследования монокристаллов двойного
молибдата лантана-натрия с примесью
неодима. — ЖЭТФ, 1967, т. 52, № 2, с. 337—341.
69. Бахшиева Г. Ф., Карапетян В. Е.,
Морозов А. М. и др. Оптические
постоянные, люминесценция и вынужденное
излучение монокристаллов ниобата лантана,
активированных неодимом. — «Оптика и
спектроскопия», 1970, т. 28, № 1, с. 76—81.
70. Hoskins R. H., Softer В. Н.
Fluorescence and stimulated emission from La2O3 *
: Nd3+. — «J. Appl. Phys.», 1965, v. 36, № 1,
p. 323—324.
71. Alves R. V., Buchanan R. A., Wicker-
sheim K. A., Yates E. A. C. Neodimium-ac-
tivated lanthanum oxysulfide: a new high-
gain laser material. — «J. Appl. Phys.», 1971
v. 42, № 8, p. 3043—3048.
293

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
72. Harmer A. L., Linz A., Gabbe D. В-
Fluorescence of Nd3+ in lithium yttrium
fluoride. — «J. Phys. Chem. Sol.», 1969, v. 30
№ 6, p. 1483—1491.
73. Kaminskii A. A., Lapsker Ya. E., So-
bolev B. P. Induced emission of NaCaCeF6—
Nd3+ at room temperature. — «Phys. St.
Sol.», 1967, v. 23, № 1, p. K5—K7.
74. Багдасаров Х. С, Каминский А. А.,
Лапскер Ю. Е., Соболев Б. П. Оптический
квантовый генератор на основе а-гагарини-
та, активированного неодимом. — «Письма
в ЖЭТФ», 1967, т. 5, № 7, с. 220—223.
75. Багдасаров X. С, Каминский А. А.,
Соболев Б. П. Оптический квантовый
генератор на основе кубического кристалла
5NaF-9YF3—Nd3+. — «Кристаллография»,
1968, т. 13, № 5, с. 900—901.
76. Peterson G. E., Bridenbaugh P. M.
Laser oscillation at 1,06 u. in the series
Nao,5GdoM-*Nd*W04. — «Appl. Phys. Lett.»,
1964, v. 4, № 10, p. 173—175.
77. Кариес Я. Э., Феофилов П. П.
Поглощение, люминесценция и стимулированное
излучение неодима в кристаллах SrF2. —
«Оптика и спектроскопия», 1963, т. 14, № 1,
с. 169—172.
78. Гарашина Л. С, Каминский А. А.,
Ли Л., Соболев Б. П. Оптический
квантовый генератор на основе кубических
кристаллов SrF2—YF3—Nd3+. —
«Кристаллография», 1969, т. 14, № 5, с. 926.
79. Johnson L. F., Soden R. R. Optical
maser characteristics of Nd3+ in SrMoO4. —
«J. Appl. Phys.», 1962, v. 33, № 2, p. 757.
80. Багдасаров Х. С, Каминский А. А.
YA1O3 с примесью ионов TR3+ как активная
среда для ОКГ. — «Письма в ЖЭТФ», 1969,
т. 9, №,9, с. 501—502.
81. Weber M. J., Bass M., Andringa К..
Monchamp R. R., Comperchio E. Czochralski
growth and properties of YA1O3 laser
crystals. — «Appl. Phys. Lett.», 1969, v. 15,
№ 10, p. 342—345.
82. Smith R. G. New room temperature
cw laser transitions in YA1G—Nd. — «IEEE
J.», 1968, v. QE-4, № 8, p. 505—506.
83. Deserno U., Ross D., Zeidler G. Qua-
sicontinuous giant pulse emission of
4^з/2->4Лз/2 transitions of 1,32 [im in YAG :
: Nd3+. _ «Phys. Lett.», 1968, v. 28A, № 6,
p. 422—423.
84. Wallace R. W., Harris S. E.
Oscillation and doubling of the 0,946-line in
Nd3+:YAG. — «Appl. Phys. Lett.», 1969,
v. 15, № 4, p. 111—112.
85. Kiss Z. J., Duncan R. C.
Cross-pumped Cr3+—Nd3+ : YAG laser system. —
«Appl. Phys. Lett.», 1964, v. 5, № 10, p. 200—
202.
86. Hoskins R. H., Softer В. Н.
Stimulated emission from Y2O3: Nd3+. — «Appl.
Phys. Lett.», 1964, v. 4, N 1, p. 22—23.
87. O'Connor P. R. Unusual crystal- field
energy levels and efficient laser properties of
YVO4:Nd3+. — «Appl. Phys. Lett», 1966.
v. 9, № 11, p. 407—409.
88. Багдасаров Х. С, Богомолова Г. А.,
Каминский А. А., Попов В. И. Поглощение,
294
люминесценция и индуцированное излучение
кристаллов YVO4—Nd3+. — «ДАН СССР»,
1968, т. 180, № 6, с. 1347—1350.
89. Geusic J. E. — «NEREM Record»,
1966, v. 8, № 2, p. 192.
90. Koechner W. YAG challenges CO2 in
cw power. — «Laser Focus», 1969, v. 5,
№ 17, p. 29—34.
91. Jackson J. E., Yenni D. M. — «Second
Interim. Tech. Rpt. Contract SRCR-66-4»,
1966, May.
92. Schlecht R. G., Church С. Н.,
Larson D. А. Частное сообщение.
93. Pressley R. J., Collard J. R., Goeder-
tier P. V. et al. — «Tech. Rpt. AFAL-TR-66-
129», 1966, June.
94. Erickson К. Частное сообщение.
95. Chang N. С. Fluorescence and
stimulated emission from trivalent , europium in
ittrium oxide. — «J. Appl. Phys.», 1963, v. 34,
№ 12, p. 3500—3504.
96. O'Connor J. R. Optical and laser
properties of Nd3+- and Eu3+-doped YVO4. —
«Trans. Metall. Soc. AIME», 1967, v. 239,
№ 2, p. 362—365.
97. Воронько Ю. К., Каминский А. А.,
Осико В. В., Прохоров А. М.
Индуцированное излучение Но3+ в CaF2, Х—5Ы2 А. —■
«Письма в ЖЭТФ», 1965, т. 1, № 1, с. 5—9.
98. Воронько Ю. К., Дмитрук М. В., Му-
рина Т. М., Осико В. В. Оптические
квантовые генераторы непрерывного действия на
основе смешанных кристаллов"' типа иттро-
флюорита. — «Изв. АН СССР. Сер.
Неорганические материалы», 1969, т. 50, № 3,
с. 506—509.
99. Дмитрук М. В., Каминский А. А.,
Осико В. В., Фурсиков М. М.
Сенсибилизация в ОКГ на основе GaF2—ErF3—Но3+. —
«Изв. АН СССР. Сер. Неорганические мате*
риалы», 1967, т. 3, № 3, с. 579—581.
100. Дмитрук М. В., Каминский А. А.
Индуцированное излучение ОКГ на основе
кристаллов CaF2—YF3 с ионами Но3+ и
Ег3+. — «Кристаллография», 1969, т. 14,
№ 4, с. 722—723.
101. Robinson M., Devor D. P. Thermal
switching of laser emission of Er3+ at 2,69 u.
and Tm3+ at 1,86 u. in mixed crystals of
CaF2 : ErF3: TmF3. — «Appl. Phys. Lett.»,
1967, v. 10, № 5, p. 167—170.
102. Johnson L. F., Van Uitert L. G.,
.Rubin J. J., Thomas R. A. Energy transfer from
Er3+ to Tm3+ and Ho3+ ions in crystals. —
«Phys. Rev.», 1964, v. 133A, №2, p. 494—498.
103. Воронько Ю. К-, Зверев Г. М.,
Прохоров А. М. Индуцированное излучение
ионов Ег3+ в CaF2. — ЖЭТФ, 1965, т. 48,
№ 6, с. 1529—1532.
104. Hopkins R. H., Melamed N. Т., Неп-
ningsen Т., Roland G. W. — «Technical Rpt.
AFAL-TR-70-103», 1970.
105. Hoskins R. H., Softer В. Н. Energy
transfer and cw laser action in Ho3+:
: Er2O3. — «IEEE J.», 1966, v. QE-2, № 8,
p. 253—255.
106. Johnson L. F., Geusic J. E., Van
Uitert L. G., Coherent oscillations from
Tm3+, Ho3+, Yb3+ and Er3+ ions in yttrium

Гл. 12.
Список литературы
aluminium garnet. — «Appl. Phys. Lett.»,
1965, v. 7, № 5, p. 127—128.
107. Devor D. P., Softer В. Н.,
Robinson M. Stimulated emission from Ho3+ at
2 ц in HoF3. — «Appl. Phys. Lett.», 1971,
v. 18, № 4, p. 122—124.
108. Remski R. L., James L. Т., Goo-
en К. Н., DiBartolo В., Linz A. Pulsed laser
action in LiYF4: Er3+, Ho3+ at 77° K. —
«IEEE J.», 1969, v. QE-5, № 4, p. 214.
109. Багдасаров Х. С, Каминский А. А.,
Соболев Б. П. Индуцированное излучение
ОКГ на основе кристаллов ct-NaCaErFe—
Но3+ и cc-NaCaErF6— Tu3+. — «Изв. АН
СССР. Сер. Неорганические материалы»,
1969, т. 5, № 3, с. 617—618.
ПО. Johnson L. F., Geusic J. E., Van
Uitert L. G. Efficient, high-power coherent
emission from Ho3+ ions in Y3AI5O12 assisted
by energy transfer. — «Appl. Phys. Lett.»,
1966, v. 8, № 8, p. 200—202. '
111. Remski R. L., Smith D. J.
Temperature dependence of pulsed laser threshold in
YAG : Er3+, Tm3+, Ho3+. — «IEEE J.», 1970,
v. QE-6, № 11, p. 750—751.
112. Johnson L. F., Remeika J. P.,
Dillon J. F. Coherent emission from Ho3+ ions
in yttrium iron garnet. — «Phys. Lett.», 1966,
v. 21, № 1, p. 37—39.
113. Pollack S. A. Stimulated emission in
CaF2: Er3+. — «Proc. IEEE», 1963, v. 51,
№ 12, p. 1793.
114. Forrester P. A., Sampson D. F. A new
laser line due to energy transfer from colour
centers to erbium ions in GaF2. — «Proc.
Phys. Soc», 1966, v. 88, № 2, p. 199—204.
115. Voronko Yu. K., Sychugov V. A. The
stimulated emission of Er3* ions in CaF2 at
^=8456 A and A,2=8548A. — «Phys. St.
Sol.», 1968, v. 25, № 2, p. КП9—K121.
116. Kiss Z. J., Dunkan R. C. Optical ma-
ser action in CaWO4: Er3+. — «Proc. IRE»,
1962, v. 50, № 6, p. 1531.
117. Krupke W., Gruber J. Energy levels
of Er3+ in LaF3 and coherent emission at
1,61 u, — «J. Chem. Phys.», 1964, v. 41, № 5,
p. 1225—1232.
118. Weber M. J., Bass M., de Mars G. A.
et al. Stimulated emission at 1,663 u. from
Er3+ ions in YAIO3. — «IEEE J.», 1970,
v. QE-6, № 10, p. 654.
119. Weber M. J., Bass M., deMars G. A.
Laser action and spectroscopic properties of
Er3+ in YAIO3. — «J. Appi. Phys.», 1971,
v. 42, № 1, p. 301—305.
120. Thornton J. R., Rushworth P. M.,
Kelly E. A. et al. — In: Proc. 4th Conf. Laser
Technology, v. 2, Ann Arbor, Univ. Michigan,
1970, p. 1249.
121. Каминский А. А., Осико В. В.
Сенсибилизация в ОКГ на основе CaF2—ErF3—
Tu3+. — «Изв. АН СССР. Сер.
Неорганические материалы», 1967, т. 3, № 3, с. 582—
583.
122. Johnson L. F., Boyd G. D., Nassau К.
Optical maser characteristics of Tm3+ in
CaWO4. — «Rroc. IRE», 1962, v. 50, № 1,
p 86—87.
123. Soffer В. Н., Hoskins R. N. Energy
transfer and cw laser action in Tm3+:
:Er203. — «Appl. Phys. Lett.», 1965, v. 6r
№ 10, p. 200.
124. Porto S. P. SM Yariv A. Optical
maser characteristics BaF2: U3+. — «Proc. IRE»,
1962, v. 50, № 6, p. 1542—1543.
125. Boyd G. D., Collins R. J.,
Porto S. P. S. et al. Excitation, relaxation and
continuous maser action in the 2,613 micron
transition of CaF2: U3+. — «Phys. Rev.
Lett.», 1962, v. 8, № 7, p. 269—272.
126. Porto S. P. S., Yariv A. Low lying
energy levels and comparision of laser action
of U3+ in CaF2. — In: Proc. Quantum
Electronics 3-d Internat. Cong. Ed. by P. Grivet
and N. Bloembergen, New York, Columbia
Press, 1964, p. 716—723.
127. Wittke J. P., Kiss Z. J., Dunkan R. C,
McCormick J. J. Uranium-doped calcium
fluoride as a laser material. — «Proc. , IEEE»,
1963, v. 51, № 1, p. 56—62.
128. Porto S. P. S., Yariv A. Trigonal
sites and 2,24 micron coherent emission of
U3+ in CaF2. — «J. Appl. Phys.», 1962, v. 33,
№ 4, p. 1620—1621.
129. Porto S. P. S., Yariv A. Excitation,
relaxation and optical maser action at 2,407
micron in SrF2: U3+. — «Proc. IRE», 1962,
v. 50, № 6, p. 1543—1544.
130. Багдасаров X. С, Гриценко M. M.r
Зубкова Ф. М. и др. Оптический квантовый
генератор непрерывного действия на основе
кристаллов Ca(NbO3J—Nd3+. —
«Кристаллография», 1970, т. 15, № 2, с. 380—382.
131. Weber M. J., Bass M., Comper-
chio E., Riseberg L. A. Ho3+ laser action
in YAIO3 at 2,119. — «IEEE J.», 1971,
v. QE-7, № 10, p. 497—498.
132. Weber M. J.r Bass M., Mon-
champ R. R., Comperchio E. — «Technical
Rpt. AFML-TR-70-258», 1970, Air Force,
Materials Laboratory.
133. Varsani, F. Surface lasers. — «Appl.
Phys. Lett.», v. 19, N 3, p. 169—171.
134. Miller J. E., Sharp E.J., Horowitz D.J.
Optical spectra and laser action of neody-
mium in a crystal Ba0J5Mg2,75Y2Ge3Oi2. —
«J. Appl. Phys.», 1972, v. 43, № 2, p. 462—
465.
135. Horowitz D. J., Gillespie L. F.,
Miller J. E., Sharp E. J. Laser action of Nd3+ in
crystal Ba2ZnGe207. — «J. Appl. Phys.»,
1972, v. 43, № 8, p. 3527—3530.
136. Steinbruegge К. В., Henningsen Т.,
Hopkins R. H. et al. Laser properties of
Nd3+ and Ho3+ doped crystals with the
apatite structure. — «Appl. Optics», 1972, v. 11,
№ 5, p. 999—1012.
137. Duncan R. C. Continuous
room-temperature Nd3+ : CaMoO4 laser. — «J. Appl.
Phys.», 1965, v. 36, № 3, p. 874—875.
138. Багдасаров Х. С, Богомолова Г. А.,
Каминский А. А. и др. Лазерные и
спектроскопические свойства кристалла
Gd2(MoO4K—Nd3+. — «ДАН СССР»,
т. 1971, № 3,<с. 557—559.
139. Kaminskii О. О., Klevtsov P. V.,
Li L., Pavlyuk A. A. Laser AFz/2->-Ah/2 and
295

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
4Fs/2 -*- 4/is/2 transitions in KY (WO4) 2 :
:Nd3+. — «IEEE J.», 1972, v. QE-8, №> 5,
p. 457—459.
140. Birnbaum M., Tucker A. W. Nd—
YA1O oscillation at 0,930 м- at 300° K. —
«IEEE J.», 1973, v. QE-9, JSfo 1, p. 46.
141. Massey G. A., Yarborugh J. M. High
average power operation and nonlinear
optical generation with the Nd—YA1O3 laser. —
«Appl. Phys. Lett.», 1971, v. 18, № 12,
p. 576—579.
142. Bass M., Weber M. J., Yalo(YAlO3):
robust at age 2. — «Laser Focus», 1971,
№ 9, p. 34—36.
143. Birnbaum M., Tucker A. W., Pomph-
rey P. J. New Nd : YAG laser transitions
4Fz/2-+49/2. — «IEEE J.», 1972, v. QE-8,
№ 6, p. 501.
144 Wallace R. W. Oscillation of the
1,833 \i line in Nd3+: YAG. — «IEEE J.»,
1971, v. QE-7, № 5, p. 203—204.
145. Johnson L. F., Guggenheim H. J.
Infrared-pumped visible laser. — «Appl.
Phys. Lett.», 1971, v. 19, № 2, p. 44—47.
146. Chikles E. P., Naiman C. S., Folwei-
ler R. C, Doherty J. С Low threshold room
temperature lasing action in Ho3+ : YLF and
YAG. — «IEEE J.», 1971, v. QE-7, № 6,
p. 225.
147. Johnson L. F., Dillon J. F., Remei-
ka J. P. Optical properties of Ho3+ ions in
yttrium gallium garnet and yttrium iron
garnet. — «Phys. Rev.», 1970, v.' Bl, № 5,
p. 1935—1946.
148. Devor D. P., Softer В. Н. 2,1 \im
laser of 20-W output power and 4-percent
efficiency from Ho3+ in sensitized YAG. —
«IEEE J.», 1972, v. QE-8, № 2, p. 231—234.
149. Johnson L. F., Guggenheim H. J.
New laser lines in the visible from Er3+
ions in BaY2F8. — «Appl. Phys. Lett.», 1972,
v. 20, № 12, p. 474—477.
150. Chicklis E. P., Naiman C. S., Linz A.
Stimulated emission at 0,85 urn in Er3+ :
: YLF. — In: Digest of techn. papers of VII
Internat. Quantum Electronics Conf.,
Montreal, Canada, 1972, p. 17.
151. Weber M., Bass M.f Varitimos Т.,
Bua D. Laser action from Ho3+, Ers+ and
Tms+ in YAIO3. — «IEEE J.», 1973, v. QE-9,
Mb 11, p. 1079—1086.
152. Ostermayer F. W., Allen R. В., Dier-
schke E. G. Room temperature cw operation
of a GaAsi-xPx diode pumped YAG: Nd
laser. — «Appl. Phys. Lett.», 1971, v. 19, № 8,
p. 289—292.
153. Hobrock L. M., DeShazer L G., Krup-
ke W. F., Keig G. A., Witter D. E.
Four-level operation of Tm : Cr : YAIO3 laser at
2,35 u.. — In: Digest of techn. papers of VII
Internat. Quantum Electronics Conf.
Montreal, Canada, 1972, p. 15—16.
154. Rubin J. J., Van Uitert L. G. Growth
of large vanadate single crystals for optical
masers studies. — «J. Appl. Phys.», 1966,
v. 37, № 7, p. 2920.
155. Aubrec J. Tirage du niobate de
calcium monocristallin dope an neodyme. — «J.
Crystal Growth», 1972, v. 13—14, p. 675—680.
156. Kaminskii A. A., Klevtsov P. V.,
Li L., Pavlyuk A. A, Stimulated emission
from KY(WO4J—Nd3+ crystal laser. —
«Phys. St. Sol.», 1971, v. 5(a), № 2, p. K79-^
K81.
157. Allen R. В., Scalise S. J. Continuous
operation of a YA1G: Nd laser by injection
luminescent pumping. — «Appl. Phys. Lett.»,
v. 14, № 6, p. 188—190.
158. Bass M., Weber M. J. Nd : Cr:
YAIO3 laser tailored for high-energy Q-
swithched operation. — «Appl. Phys. Lett.»,
1970, v. 17, № 9, p. 395—398.
159. Dieke G. H., Crosswhite H. M. The
spectra of the doubly and triply ionized
rare earths. — «Appl. Optics», 1963, v. 2, № 7,
p. 675—686.
160. McClure D. S., Kiss Z. J. Survey of
the spectra of the divalent rare-earth ions in
cubic crystals. — In: Optical Masers.
Polytechnic Press, Brooklyn, 1968, Ed. by J. Fox,
p. 357—368.
Глава 13
НОВЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ КРИСТАЛЛЫ С ИОННОЙ СТРУКТУРОЙ
А. А. ИАМИНСНИЙ
Приведенные ниже таблицы дополняют
сведения по спектрально-генерационным
свойствам лазерных диэлектрических
кристаллов, которые были получены за
последние шесть лет (до середины 1977 г.).
Эти таблицы составлены в том же ключе,
что и таблицы гл. 12. Более подробную
информацию по новым лазерным
кристаллам с ионной структурой можно
почерпнуть в монографии автора настоящей
главы «Лазерные кристаллы» («Наука», М.,
1975). Некоторые новые достижения в
физике лазерных кристалов, полученные за
прошедшее пятилетие, содержатся также
в обзорах, опубликованных в сборниках
296
«Спектроскопия кристаллов» (под ред.
П. П. Феофилова, М., «Наука», 1973 и под
ред. А. А. Каминского, 3. Л. Моргенш-
штерн и Д. Т. Свиридова, М., «Наука»,
1975) и «Progress in optics» (ed. by E.
E. Wolf. Amsterdam, North Holland
Publishing Co., 1975) и обзорах Н. P.
Weber. «Review Nd pentaphosphate lasers»
(«Optical and Quantum Electronics», 1975,
v. 7, p. 431 — 442) и Н. G. Danielmeyer
«Stoichiometric laser materials. Fest-
korperprobleme XV - Advances in Sol. St
Physics» (ed. by E. Г. Queisser.
Braunschweig, Pergamon-Vieweg, 1975).

Таблица 13.1
Спектрально-генерационные свойства лазерных диэлектрических кристаллических систем
Использованы следующие сокращения: КИЗ — компенсация ВКР — лазер на основе вынужденного комбинационного рассея-
избыточного заряда: ВИ — вольфрамо-йодная лампа накаливания, ния; КВН — квазинепрерывный режим
Кристалл
1
Лазерный переход
,(см. рио. 11.1)
2
Длина
волны
генерации,
мкм
3
Энергия
конечного
уровня,
см
4

Концентрация

генерирующих
ионов, %
5
хлюм»
МО
6
h
7
Режим
генерации
8
Темпера-
тура..
9
Размеры
кристалла.
диаметрХ
Хдлина, мм
10
Источник
возбуждения
11
Порог

возбуждения,-
Дж, Вт
12

Литература
13
LaCl
1,3)
РгС131<3)
4
в 2)
6 2>
BaF2—LaF8
0,532
0,621
0,632
0,647
0,4892
0,5298
0,6164
0,619
0,6452
0,479
0,622
0,649
0,489
0,531
0,617
0,620
0,647
Празеодим
~2130
-4200
-6300
-4900
34
2137
4230
~4200
4920
0
-4230
-4950
-35
-2140
-4230
-4200
-4950
1
1
0,2
100
100
100
100
100
100
(ргз +
0,007
0,012
2.10-5
0,012
0,015
0,0025
0,015
0,012
0,05
0,001
0,001
0,012
0,012
0,0003
, 4/2)
—
_
22
—

Импульсный
То же
»
»
»
»
»
»
»
—
—
5,5—14
35
65
300
300
—
300
5,5—14
12
65
—
300
Неодим (Nd*+,
Несколько
мкм
То же
8X6X2
Несколько
мкм
То же
1
1
1
,0534
,0538
,0580
-1992
-1992
2035
0,
5—4
.5
-0,43
@,5%)
-75
-30
-35

Импульсный
То же
*
300
77
77
(Ь—6)Х
X A3—80)
Лазер на
основе
красителя
То же
Хе(ИФП-800)
Хе(ИФП-400)
Ю-6
10~з
0,002
10-е
Ю-6
-10-<
2,7
15
50
[1]
1
1
1
2
2
11.2]
[2]
[174]
[1.3J
[1.2]
[2,3]
[6,7]

Кристалл
1
BaF2-YF3
BaF2—CeF3
BaF2—GdF3
Ba2NaNb6015 ( || c)
Bi4Si3012
Bi4(Si, GeKO12
Bi4Ge30l2
CaAl4O7
Лазерный переход,-
(см. оио U.I)
2
4^3/2 -* 4У11/2
4^3/2-4/ll/2
*^3/2 ~^4/13/2
4/73/2 -*4/ll/2
^3/2-4/ll/2
^3/2-4/ll/2
4^3/2 "* ^11/2
*^3/2 "^4/13/2
4/73/2 "*4^ll/2
4/?3/2 -*4/ll/2
4/73/2"^4/13/2
4^3/2-4/ll/2
4/73/2^4У13/2
Длина
волны
генерации,
мкм
3
1,3185
1,3280
1,3290
1,0521
1,3200
1,0543
1,0526
1,0613
1,0629
1,0629
1,3407
1,0635
1,06425
1,0644
1,3418
1,0786
1,05895
1,06585
1,07655
1,0772
1,3420
1,3710
1,3400
1,3675
Энергия
конечного
уровня,
см-1
4
4000
-4000
3956
-2000
-4000
-2000
-2000
-2000
1928
1924
3873
1928
1931
1932
3875
-2100
-2100
-2100
-2100
-2100
-4100
-4300
-4100

Концентрация

генерирующих
ионов, %
5
2
2
2
2
0,1
1
1
1
1
1
0,4
тлюм*
мс
6
0,3
0,31
0,3
0,2
0,23
@,3%)
0,23
0,25
0,22
@,3%)
0,22
0,28
7
-55
-80
-30
-60
-100
-105
75
55
3
20
29
35
3
24
29
28
3,5
1,7
4,8
6,2
16
20
4
6
Режим
генерации
8

Импульсный
То же
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
ъ

Температура,-
К
9
300
300
77
300
300
300
300
300
77
300
300
300
77
300
300
300
77
77
77
77
300
'300
77
77
Размеры
кристалла
диаметрх
Xдлина, мм
10
6X40
5X15
5X15
6X15
6X20
3,5X21
4X17
4X17
зхю
6X37
6X37
6X25
6X25
Продолжение
Источник
возбуждения
11
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФЕНОО)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФГНОО)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИСГЫООО)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИСП-ЮОО)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФПИОО)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
табл.
Поро
возбз
ния,
Дж,
12
10
7
30
13
55
28
25
23
1
—7
—7
100
0,65
-4,5
-4,5
8
70
10
35
40
21
15
65
50
13.1
л
Q.
Лите
тура
13
[6,7]
[8]
[8]
[8,9]
[8]
[Ю]
[4]
[4]
[5]
[И]
[И]
[12-14]
[14]

СаА112О19з>
CaF2— YF3
(YF3-5 вес. %)
Ca2Y5F19*)
CaF2—YF3—NdF3
CaF2—CeF3 C0 вес. %)
CaF2—LaF3A0Bec.%)
CaF2—GdF3 (Ювес.%)
CaScaO4
Ca(NbO3K
CO
4/?3/2-*4yil/2
4^3/2^4/13/2
4/?3/2 -^4/ll/2
4^3/2 - 4/13/2
4/?3/2"^ 4/U/2
4/?3/2-*4/13/2
4^3/2 "^ 4/U/2
4/73/2 "* 4/i3/2
4^3/2-4/ll/2
4^3/2 "*" ^13/2
4/?3/2^ 4/U/2
4^3/2 ""*" 4^13/2
4/?3/2 -* ^13/2
1
,0497
1,0461
1,0540
1,0632
1,3255
,3380
[,3600
,3270
1,3370
1,3585
1,0498
1,3200
1,3190
1,3525
,0632
1,3190
1,0645
1,3190
1,0654
1,3185
1,0720
1,0755
1,0868
1,0730
1,0867
1,3565
1,3870
1,3380
1,3425
~2000
~2032
~2000
~2170
~4040
~4090
/4,4200
/^4040
~4090
/v/4200
/v,2000
-4000
-4000
-4200
-2170
-4100
-2000
-4000
-2000
-4000
-2100
-2100
-2250
-2100
-2250
-4050
—4200
3898
3923
1—2
0,2—12
1—2
1
16
0,5
2
2
1
1
1
1
0,34
0,48
@,2%)
0,36
0,4
0,7
0,105
0,12
20
30
65
90
45
55
60
70
80
120
100
25
80
100
100
100
100
120
110
100
22
22
25
3,5
4',5
30
12
13
16

Импульсный
' To же
»
ъ
»
ъ
»
г
»
»
»
»
»
»
»
»
»
300
300
300
300
77
77
77
300
300
300
300
77
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
77
77
300
77
300
300
10
5Х D0-75)
5X39
5X39
5X39
5X34
5X21
6X40
5,5X45
5X21
5X21
5X25
5X25
5X25
6X15
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФГИОО)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-800)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФГИОО)
Хе(ИФП)
Хе(ИФП)
Хе(ИФП)
Хе(ИФП)
Хе(ИФП)
Хе(ИФГИОО)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
50
180
6
7
40
70
200
12
10
20
15
250
150
180
250
300
25
70
30
90
2,3
2,7
1
0,7
0,4
1,5
6
4,5
6
115]
[16—23]
[22,23]
[23, 24]
[23]
144]
114]
125]
[25]
[25]
[25]
[26, 27]
[271
[28]

Продолжение табл. 13.1
Кристалл
Лазерный переход,
(см. рис. 11.1)
Длина
волны
генерации,
мкм
Энергия
конечного
уровня,
см"
Концен
трация

генерирующих
ионов,- %
'ЛЮМ'
мс
к
Режим
генерации
Темпера
тура.
Размеры
кристалла•
диаметрх
Xдлина, мм
Источник
возбуждения
10
11
12
13
CaWO4
(
(Na+
(Nb*
(без
Ос,
U с
)
+)
КИЗ)
Na + )
, Na+)
CaGd4 (SiO4K О §
Ca5(PO4KF(||a)
41 с)
CdF2—
3/2
U/2
r3/2
4
13/:
3/2 '
3/2 '
1 1/2
11/2
3/2
'13/2
1,3370
1,3415
1,0582
1,0652
1,0649
1,0587
1,0601
1,0649
1,0634
1,0650
1,3340
1,3475
1,3310
1,3459
1,3370
1,3390
1,3370
1,3345
1,3372
1,3459
1,3880
-1,06
1,0630
1,3347
1,3345
1,05896
1,3245
3896
3922
2016
2016
2016
2016
2016
3970
3970
3955
3975
3925
4000
3925
3975
3928
3975
4202
-2000
1900
3819
3820
2008
-4000
0,5—3
1
1
1
1
2—6
2
0,18
@*3%)
0,25
0,305
0,3
7
10
20
20
7
7
7
—
20
25
5
7
23
25
23
8
7
10
6
4
2
37
120
55

Импульсный
To же
»
ъ
»
»
»
»
»
»
»
»

Непрерывный

Импульсный
То же
»
»
*
»
77
77
300
300
77
77
77
77
77
77
300
300
77
77
300
300
300
77
77
77
77
300
300
300
77
300
300
77
5X30
5X45
5X30
5X30
6X17
5X25
6X23
Хе(ИФП-800)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФГНОО)
Хе(ДКсТВ-ЗООО)
Хе(ИФП-400)
Хе
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Xe(L-268)
Хе(ИФИ-400)
8
20
0,5
1,3
0,5
1
0,5
80
0,5
4
10
40
15
1
1
Л 500
1
2
2
5
0,2—1
2
8
65
40
150
[28—35]
[29, 35]
[23,
36—38]
123]
[39]
[7]

СеРбО14 *>
СеСЦ ( I] aK)
CeF8
GdA103
<МРВО14«
GdScO3
Gd3Ga60!2
GdgScaAlaOia
Gd3Sc2Ga3012
HfOo—YoO,
301
Of ' - 11/*
I О / О ""*" / 11 /О
3/2 11/2
^8/2-^18/2
Г3/2 У11/2
4/? _^4/ 9Л
3/2 '11/2
3/2 "*" '11/2
4/Г3/2^ 4/11/2
* 3/2 "*" M3/2
4/73/2^ 4/ll/2
4^3/2~* 4/13/2
4/73/2^ 4/U/2
* <W9 "*" * 1 1 /9
O/Z 1 X/Z
1,3165
1,051
1,0647
1,3320
1,3240
1,3310
1,3675
1,0760
1,051
1,08515
1,0621
1,0584
1,0599
1,3307
1,3315
1,05995
1,05915
1,0620
1,060
1,3360
1,05755
1,0580
1,06045
1 Hfil 0
1 , UDJLZ
1,0604
~2000
2055
4070
4040
4080
4280
2166
2000
-2065
2064
1994
2007
3927
3925
1978
1979
2111
1978
3931
1978
2069
2070
-2000
10
2,8
-2,5
2
1
10
1,5
1—1,5
1
1,5
1
1
1
1
1
0,5—0,7
0,3
0,175
0,27
0,1
0,3
0,135
-0,27
@,3%)
-0,27
@,3%)
0,275
0,275
0,26
@,3%)
0,45
30
8
10
15
15
—
«18
7,2
2,3
2,3
2,5
-7
10
5
15
11,5
12
6,5
8,5
14
—

Импульсный
To же

Непрерывный 1

Импульсный
To же
»
»
»
»
»

Непрерывный

Импульсный
Го же
»
»
»
»

Непрерывный

Импульсный
То же
»
»
300
300
300
300
77
77
77
300
300
300
300
300
77
77
77
300
300
77
300
300
300
77
77
77
300
300
Несколько
мм
5X2,85
1,5X8,9
5X25
5X25
3X3X5
—
4X12
5X25
5X18
5X25
5X25
5X18
вх25
2,5X29
6X25
5X22
5X22
C—6)Х
ХA5—32)
Аг-лазер
Хе (FT-91)
Аг-лазер
E14,5 нм)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИСП-ЮОО)
Аг-лазер
Хе(ИСП-ЮОО)
Хе(ИФПНОО)
Хе(ДКсТВ-ЗООО)
Хе(ИФГИОО)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФГИОО)
Хе(ИФП-400)
ВИ лампа
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФГНОО)
Хе(ИФП-800)
0,06
-, 0,008
20
20
10
20
210
—
3,5
1,5
1100
1
2
18
5,3
3
3
—
7
3
12
10
7
7-20
[69]
[40,41]
[7]
142]
|69]
[43]
[45-48,
130|
[46, 130]
145, 49,
50]
[45, 49]
Ц32]
[23, 51]

со
8
Кристалл
1
KLa (MoO4J
KY (WO4J (|| b)
KY(MoO4J(||a)
KNdP4O12*
K3Nd(PO4Jb
K3(Nd, La)(PO4Ji>
K5Nd (MoO4)*1>3)
KGd(WO4)a(||lO10])
Лазерный переход
(см. рио. П,1)
2
^3/2^13/2
%/2-4'll/2
4^3/2 -* 4^13/2
4^3/2 ~* 4^П/2
4п _^ 4г
^3/2 "*" у 13/2
4^3/2 ""* 4/13/2
4/7з ^4/и 2)
4^3/2-4/И/22)
4^3/2-4Л1/22)
4^3/2 ~* 4/П/2
4^3/2"* 4/11/2
Длина
волны
генерации*
мкм
3
1,3305
1,0587
1,0585
1,3350
1,3350
1,0688
1,3525
1,3545
1,3525
1,3515
1,3545
1,3485
1,052,
1,06
1,06
1,0660
1,0672
Энергия
конечного
уровня,
см-1
4
3910
1940
1942
3895
3900
1944
3900
3916
3900
3902
3916
3940
~2000
~2000
~2000
~2000
1945

Концентрация

генерирующих
ионов, %
5
0,5
~2
~2
2,5-3
2,5
2
100
100
20—40
100
2,5
хлюм'
(МО
6
0,45
0,2
@,5%)
0,2
0,11
0,11
@,3%)
0,13
/r\ Q0/ \
@,3%)
0,275
\~ °)
0,46
@,5%)
0,46
0,25
@,5%)
0,11
7
~130
48
22
/v/65
/-35
21
13
14
13
6,5
7
35
~47
—
—
~90
Режим
генерации
8

Импульсный
То же

Непрерывный

Импульсный
То же

Непрерывный

Импульсный
То же
»
Непре
рывный
(квн)
—
—

Импульсный

Импульсный
Темпера-
тура,
9
300
300
77
300
77
300
300
300
300
77
77
300
300
300
300
300
300
Размеры
кристалла:
диаметрX
Хдлина, мм
10
5X15
6X40
6X40
5X25
5X25
5X25
5
0,5
—
—
2,5X27
Продолжение табл
Источник
возбуждения
11
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ДКсТВ.ЗООО)
Хе(ИФГНОО)
Хе(ДКсТВ-ЗООО)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Лазер
на основе
красителя
—
—
ВКР-лазер
Хе(ИФП-400)
12
48
3,5
.5
8
15
~400
/n/0,9
3
~Ц00
1
1
1
20
0,045
—
0,025
0,4
13.1
о.
Лите
тура
13
[23]
[52]
[52]
[28, 35,
53, 54]
[28, 35,
53, 54]
[28]
[147,
148]
[149]
[149]
1150,
151]
[152]

KbBi (MoO4Ls>
LaA103
La2Be206 (|| b)
(\\X)
(lib)
(lib)
LaF8 (-^«20°)
(-^«73°)
LaF3-SrF2(J_c)
LiGd(MoO4J (II c)
LiLa (MoO4J (|| c)
LiNbO8 (±c)
(II c)
к it °/
( c\
У II W
(±c)
4^3/2 ** 4Лз/2
4/?3/2 "*• 4/ll/2
4/73/2"^ 4/ll/2
4/73/2 -* 4/ll/2
4^3/2 "* 4/13/2
4/?3/2 ~* 4/13/2
4^3/2 "^ 13/2
4/73/2"* 4/И/2
4/?3/2 "* 4/13/2
4^3/2-4/И/2
^8/2 "«-''11/8
4-^3/2 -»■ 4^l3/2
1,3510
1,0660
1,0804
1,0698
1,079
1,0698
1,3510
1,3675
1,3235
1,3670
1,3310
1,3125
1,3305
1,3315
1,0599
1,3400
1,0585
1,0658
1,3370
1,3375
1,0846
1,0933
1,3870
1,3745
~3903
-/2000
2327
1962
2041
1962
3908
4270
4038
4276
4070
3974
4077
—4000
2005
3980
2000
2003
3909
3945
2034
2107
~4035
-/3970
2,5
5—10
2
1
1
1
1
4
2
2
2
2
2
2
0,2—0,6
0,11
0,25
~0,24
0,15
0,15
0,6-0,7
Ы>,з%)
0,22
0,14
@,3%)
0,15
@,3%)
0,085
—
-/90
~20
-/27
-/4
-/40
-/27
-/32
25
8
13
2J
6
10
55
80
65
100
30
75
30
20
30
20
20

Непрерывный

Импульсный
To же
»

Непрерывный
To же

Импульсный
То же
ъ

Непрерывный
И мпульс-
ный
То же
ъ
»
300
77
300
300
300
300
77
300
300
300
300
77
77
300
77
77
300
300
300
300
300
77
300
77
300
300
300
300
300
2,5x27
2,5X27
7X11
3X4X8
5,5X25
5X50
5X50
5X25
5X25
5X26
4X20
5X25
5X25
5X25
4X20
'ЗХЗХЮ
4X20
5X15
Хе(ДКсТВ-3000
Хе(ИФП-400)
Хе(ИСП-ЮОО)
Хе(ИФП-400)
Хе
Хе(ИФП-400)
Xe(FX-42-C-3)
BH(Q1500
T4/4CL)
Хе(ИФП-400)
.Хе(ИФГИОО)
Хе(ИФП-400)
(ХеИФП-400)
Хе(ИСП-1000)
Хе(ДКвТВ- 3000)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФГЬ400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Кг-лазер
G52,5 нм)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
-/400
-/0,1
~0,9
85
120
1,8
>1
10-11
2,5
40
60
40
7
20
5
13
1,3
1150
13
3
15
20
35
1,5
0,28 Х)
2
3,5
6
[152]
[150,151]
[42]
[131,153,
154J
—
[131]
[14, 22,
55, 56]
[112]
[54, 57,
58]
[54, 58
ЗД1
OXJ\
[7, 61-
63]

Продолжение табл. 13.1
Кристалл
Лазерный переход
(см рис. 11.1)
Длина
волны
генерации,
мкм
Энергия
конечного!
уровня,
см-1

Концентрация

генерирующих
ионов, %
'ЛЮМ'
MG
Режим
генерации
Темпера-
тура.
Размеры
кристалла:
диаметрХ
X длин а, мм
Источник
возбуждения
Ли
ту
10
11
12
13
LiNdP4Ol21) (|| а)
(\\с)
Li(Nd,
Li(Nd, Gd)P4O121)
LuA103(l|[H2]N)
П/2
/9/2
/13/2
1,0477
1,0477
1,0477
1,0671
1,0831
1,0675
1,0759
1,0832
1,3437
0,9473
1,06425
1,0605
1,3382
1,3532
1,3525
1939
-/1940
-/1940
2022
2160
2026
2099
2026
3950
878
2099
2004
4025
4038
4040
100
50
50
1
1
0,6
0,6
0,6
0,325
(~ 1%)
0,325
/ 1 0/\
(-/l/o)
0,325
/ 1 0/ \
[—/1 /o)
0,16
(-0,2%)
0,16
0,245
-/20
—
—
1,7
2,8
7,5
8,5
11,5
7,5
6
1,4
9,5
10,5
5,8

Импульсный

Непрерывный
To же
»
»

Импульсный
To же
»

Непрерывный

Импульсный
То же

Непрерывный

Импульсный
То же
300
300
300
300
300
77
120
300
300
300
300
77
300
300
77
300
300
300
77
1X2
0,3
0,3X1,33
5X18
5X18
5X25
5X25
'5X25
5X25
Аг-лазер
E14,5 нм)
Лазер
на основе
красителя
Гетеролазер
Аг-лазер
Хе(ИФГИОО
Хе(ИФП-400)
Хе(ИСП-1000)|
Хе(ИФГНОО)
Хе (ДКсТВ-3000)|
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ДКсТВ-3000)|
Хе(ИФГНОО)
Хе(ИФП-400)
0,01
2-10"
1,4Х
хЮ-4
1,7
55
8
15
40
1
~950
0,5
2,5
^2000|
4,5
0,9
[68 —68,
155—
157]
[158]
[158]
[159,
160]
159,160]
[7, 35,
45, 54,
70—72]

LuScO3
Lu3Ga6iO2
Lu3Sc2Al3012
a-NaCaYF6
a-NaCaCeF6
5NaF.9YF3
NaLa(MoO4J
NaLa(WO4J (|| c)
NaNdP4Ol21}
Na3Nd(PO4J1>
4 С AT
^3/2 "*" l 11/2
4^3/2-4Л1/2
4^3/2 "* 4Лз/2
r3/2 ~* Ml/2
4^3/2 "*" 4^13/2
4F ->• 4/
4^3/2 "*■ *Лз/2
r3/2 * 13/2
3/2 ""*" 11/2
4^3/2 ""*■ *Лз/2
3/2 "*" 11/2
4/7 _^ 4Г
3/2 13/2
4^з/2 "^^п/г2
1,0785
1,0609
1,0623
1,0587
1,06025
1,0616
1,3315
1,0599
1,0591
1,3360
1 0539
1,0629
1,3285
1,3375
1,3600
1,3190
1,3165
1,3070
1,0595
1,0653
1,3380
1,3440
1,3380
1,3430
1,0635
1,3355
1,051
1,05
-1900
2005
2060
1996
2010
2065
3930
1978
1979
3931
—2000
-2000
-4100
-4100
-4100
-4000
-4000
-4000
-2000
1953
-3900
-3940
-3900
-3937
-2000
-4000
-2000
-2000
1
1
1
0,5—4
1
1
1-10
1,5
1
1
100
100
0,22
0,27
0,275
0,36
@,5%)
0,44
@,5%)
0,96
0,15
@,5%)
—
—
0,3
/1%)
v /и/
0,36
@,5%)
-30
9
9
4
4
4,5
13
10
5
12
70
90
70
80
120
-95
-40
-200
-50
-45
-50
15
1 Q
1о
-50
—
»
»
»
»
»
»
»
>>
»
Непре-
пыпный
L/ DiU Л 1311:1

Импульсный
То же
»
>>
»

Непрерывный
300
300
300
77
77
77
300
300
77
300
300
300
300
300
300
300
77
300
аоо
300
300
300
300
77
77
/ /
300
300
300
4,3X11
5X23
5X23
5X25
5X25
6X29
6X29
6X20
6X15
5X24
5X21
6X90
6X21
5x5x5
—
Хе(ИСП-ЮОО)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФГНОО)
Хе(ИФП-400;
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФЛНОО)
Хе(ИФГИОО)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-800)
Хе(ИФП)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-800)
Хе(ИФП-400)
Аг-лазер
E1.4,5 нм)
Лазер
на основе
красителя
35
8
1,5
8
4,5
10
6
3
3
5
11
17
20
18
35
40
140
250
5,5
-2600
4 1,6
4,5
10
4
АО
—
—
[43]
[45, 731
[45, 73)
[26, 45,
49, 74]
[74]
[7, 24)
[7]
[7]
[14]
[58, 75|
[58]
[58, 76]
[58]
[161]
[162]

Продолжение табл. 13.1
Кристалл
1
Na5Nd(WO4L1}
NdAWBOs)*1'
NdP6O14 i>
(Nd, La)P5O141>
(Nd, Sc)P5O141>
(Nd, i^Pfiu1'
PbMoO, (±c)
Pb6(PO4KF
SrAlA'
Лазерный переход
(см рис. 11.1)
2
4^3/2-4'll/22)
4/73/2^4/11/22)
4^з/2 "^п/г2*
4/?3/2-^11/22)
4/73/2^4У11/22)
4^3/2-4Л1/22)
.3/2 ""*" ' 13/2
4/73/2-#/11/2
4 ^3/2 ""* ^П/2
Длина
волны
генерации
мкм
3
1,063
1,0635
1,0512
1,0511
1,051
1,051
1,3340
1,3320
1,0551
1,0576
1,0828
1,0566
1,0568
Энергия
конечного
уровня,
см-1
4
-2000
-2000
1964
-1964
-1965
-2000
3950
3947
1955
-2100
-2100
-2100
—2100

Концентрация

генерирующих
ионов, %
5
100
100
100
50
50
75
1,5
1
0,7
ТЛЮМ'
мс
6
0,22
(-1%)
0,05
(М0/0)
0,31
0,3
(-1%)
0,3
(-0,5%)
0,1-
0,12
0,13
0,225
0,34
О t-i
7
-28
—40
-0,25
—
-35
5
-180
20
'30
1,5
1,6
Режим
генерации
8

Непрерывный
квн

Импульсный

Непрерывный
То же
квн
Импуль
сный

Непрерывный
То же
»

Импульсный
То же
»
»
»

Температура,
К
9
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
77
300
300
300
77
77
Размеры
кристалла:
диаметр X
Кдлина, мм
10
О,2ХО,5Х
Х0,5
0,136X0,34
0,035
—
0,76
0,565
0,035
О,68Х
Х0,012Х
Х0,012
1,25Х
Х0,675X0,4
*—
5X21
C—5,5)Х15
6X20
Источник
возбуждения
11
Лазер
на основе
у* ir\ г\ Л TJT^\ Tl Of
КраСИТсЛИ
То же
Кг-лазер
Лазер
на основе
красителя
Гетеролазер
/ Д 1 (~\п Л е\
(Al3Cua1-.jX:As)
Лазер
на основе
красителя
Аг-лазер
D76,0 и
514,5 нм)
Кг-лазер
G52,5 нм)
Аг-лазер
E14,5 нм)
Аг-лазер
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
О)
и* Си
° Й я *
С 8 в*
12
3-10-4
0,001
4.10-5
1,6Х
хЮ-з
4-Ю-з
740-3
2-10-5
2,5х
X10-S
0,004
—
50
100
12
28
25
4,5
15
ра-
Лите
тура
13
[162]
[147,
163]
[77-86,
122, 164[
[80,86—
89]
[90]
[69]
[58]
[165]
[14, 15]

SrAl12O19
SrF2—CeF8 ]
SrF2—GdF3
SrF2—CeF3—GdF3
SrF2—LaF3
SrF2—LuF3
SrMoO4 (II c)
SrF2—YF3
Sr2Y5Fly
Sr6(PO4KF(||a)
YA1O3(||[112])
4F,
Z/2
■4F
3/2
AF,
3/2'
Р3/2 •
3/2-
3/2"
3/2'
3/2 "
3/2 '
3/2'
3/2 '
3/2'
13/2
11/2
43/2
^11/2
^13/2
^11/2
4^1
4Л1/2
i/t
4
f 13/2
11/2
^13/2
^13/2
гЗ/2
4
13/2
3/2
рЗ/2
3/2
4/7;
4
'11/2
^13/2
^11 /2
11/2
1,0627
1,3345
1,3665
1,3320
1,3530
1,0491
1,3065
1,0590
1,3255
1,0528
1,3260
1,3250
1,0589
1,0597
1,3250
1,0556
1,3200
1,3325
1,3440
1,3225
1,3300
1,3320
1,0493
1,3190
1,0585
1,0796
-/2100
-4100
-4100
-4100
-4100
-2000
-4000
-2000
-4000
-2000
-4000
—4000
-2000
-2000
-4000
-2000
-4000
3960
3962
-4000
-4000
—4000
-2000
-/4000
-2000
2157
0,7
1,5
2
2
2
2
0,5—1
2
1
2
2
2
2
1-3
0,4
—
0,4
0,46
0,8
0,25
0,17
0,36
-0,4
-0,4
0,31
0,18
@,3%)
1,8
20
33
1,7
2
13
15
-110
—Гзо
100
75
25
100
80
90
75
70
20
6
70
75
25
-no
-130
— 10
11
»
»
»
«
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
Kenpe-
рывный
77
300
300
77
77
300
300
300
300
300
300
77
300
300
300
300
300
300
77
300
300
77
300
300
300
300
300
6X20
13
13
5X21
5X21
5X30
5X30
5X45
5,5X45
5X25
6X20
5X21
6X20
5X16
5X16
6,4X33
EX6)-
-A5X75)
Хе(ИФПИОО)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФГНОО)
Хе(ИСП-ЮОО)
Хе(ИСП-ЮОО)
Хе(ИСП-ЮОО)
Хе(ИСП-ЮОО)
Хе(ИСП-ЮОО)
Хе(ИФП-800)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП400)
Хе(РЕК1—3)
Хе
Кг
18
80
120
25
31
14
30
14
35
7
10
15
54
18
45
11
35
35
50
140
160
200
40
75
12
0,5
1200
[14, 15]
U5, 27]
115, 27J
[92, 93]
[92]
[92, 93J
114, 24]
[14]
[8, 25]
[8, 25]
[58]
[14, 93]
[94]
[94]
[36]
[95—99]
2
й
о
II

Кристалл
1
(Не)
Y3A16O12
A1[Ш])
YW
Лазерный переход
(см. рис. 11.1)
2
^3/2 "*" 13/2
^2/2-4>13/2
4^3/2 "*■ 4^11/2
Длина
волны
генерации,
мкм
3
1,0644
1,06405
1,07225
1,0842
1,0913
1,3393
1,3413
1,3391
1,3514
1,0615
1,06415
1,0610
1,0682
1,0779
1,06415
1,3187
1,3335
1,052517)
1,051517)
Энергия
конечного
уровня,
см
4
2026
2023
2097
2322
2327
3955
4090
3953
4021
2002
2110
2006
2146
2146
2110
3924
3924
-2000
-2000

Концентрация

генерирующих
ионов, %
5
1
0,3-1,3
1
16
90
тлгом*
мс
6
0,18
0,255
0,255
0,22
—
ь
i 8
7
9,5
1,5
2
13
-9
-11
4,5
4,5
3,6
5
1
-10
-9
6,5
7
—-
Режим
генерации
8

Импульсный

Непрерывный

Импульсный
То же

Непрерывный

Импульсный
То же

Непрерывный
Импуль-
То же

Непрерывный

Импульсный
Темпера-
тура,
9
300
300
77
77
300
530
300
300
300
77
- 77
300
300
77
300
300
300
300
300
300
300
Размеры
кристалла:
диаметрх
X длина, мм
10
3x50
5X25
5X40
5X50
0,08X5
5X50
—
2X3X4,5
Продолжение Ta6j
Источник
возбуждения
11
Хе(ИФП-400)
Кг
Хе(ИФП)
Хе(ИФП)
Хе(ИФП-400)
Хе (ДКсТВ-5000)
Хе(ИФГНОО)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФГНОО)
Хе
Свет од и од
Хе(ИСП~1200)
Аг-лазер
1 *
и ж СО
о ?*»
аи
12
1
1800
1
1
30
30
1500
0,5
1
100
0,1
0,5
50
38
0,007
—
—
1. 13.1
(X
н «
и
13
[28, 35,
166]
[95,
100—
106,167]
[11, 166]
[69, 91,
168]

Y3Ga6O1§
(Y, LtOaAUOxa
Y2O3—ThO2—Nd2O3 2)
(поликристалл)
Y8Sc2Al3012
Y3Sc2Ga3012
YScO3
Y2Si05
YVO,
4^3!/2- 4/1l/2
4^3/2-4/13/2
Fo it) -*• 4/t | /9
О 1 & I I ( 6
4/7 _*_ 4/
' 4 /o '11/9
4/?3/2^ 4/U/2
^3/2 "*' 4^13/2
4^3/2 ~* 4^il/2
4/?3/2 ~* 4/13/2
4^3/2 "* 4/ll/2
^3/2 "^ *^ll/2
4^3/2~* 4/13/2
^3/2-^11/2
4^3/2"^ 4/13/2
1
,0589
,0603
,06205
,0583
,05975
,0614
1,3305
1,0642
1,0608
1,0636
1,0726
-1,074
1,0587
1,0595
1,0622
1,3360
1,0575
1,0583
1,0615
1,3310
1,0843
1,0770
1,0715
1,0742
1,0782
1,0710
1,0781
1,3585
1,3580
1,0641v
1,34 i>
1990
2005
2060
1990
2005
2060
3930
-2100
-2000
-2100
-2100
-2000
-2000
-2000
-2000
-4000
-2000
-2000
-2000
-4000
1950
1890
-2100
~2100
-2100
-2100
-2100
-4100
-4100
1964
-3900
1
1
0,3
1
1
1
1
1
0,5
1—2
1 ч
0,26
—
0,2
—
—
—
0,24
0,24
0,09
6
6
6,5
2
2
3
8
2
6
8
13
2
8
-20
-14
-40
13
17
-20
2
4
-20
5
7
To же
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
Непре
рывный
To же
300
300
300
77
77
77
300
300
IT
77
77
300
п
300
300
300
77
300
300
300
300
77
300
300
30
77
77
300
77
300
300
5X20
5X20
4X4X25
4,6X76
5X20
5X20
5X10
5X10
6X18
5X20
5X20
5X20
зхзо
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФГНОО)
Хе
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФГИОО)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФПМОО)
Хе(ИФП-400)
Аг- лазер
E14,5 нм)
5
4
2
1
7
13
12,5
8
3
5
7
10
1
1,5
3
15 ,
55
70
4
5
2
1,5
0,5
4
2
0,1
0,5
[45, 46,
108]
[46]
[Ю91
[ПО]
[25, 26,
45, 49]
125, 49]
[25, 45]
[25, 49]
[43]
[А4Ч\
ЦП
[Ш]
,[14, 146]
а:
о
са
3
о
о
II
1

со
о
Продолжение табл. 13.1
Кристалл
1
2гО2—Y2O3
Лазерный переход
(см. рио. 11.1)
2
4/?3/2 "* 4^11/?
4^3/2 ""*" 4/13/2
Длина
волны
генерации,
мкм
3
1,3425
0,3415
1,0608
1,3320
Энергия
конечного
уровня,
см"
4
~3913
3912
~2000
~4000

Концентрация

генерирующих
ионов, %
5
0,5—0,7
0,5
т люм*
MG
6
0,45
I7-
7
8
3
/N/130
Режим
генерации
8

Импульсный
То же
»
Темпера-
тура,
9
зоо -
77
300
300
Размеры
кристалла:
диаметрX
Xдлинаf мм
10
5x20
3—6x24—32
5X17
Источник
возбуждения
11
Хе(ИФГИОО)
Хе(ИФП)
Хе(ИФГНОО)
Порог

возбуждения,
Дж, Вт
12
9
15
7—20
42

Литература
13
19, 23,
51]
[23]
Тербий (ТЬз+ ,
LiYF4: Gd3+ A0%)
0,5445
~2000
10
5
»
300
4X40
Хе
75 [113]
Диспрозий (Dy2+, Ц10)
CaF2
2,35867
= 150 Вт)
=4ГДж)
29
Ba(Y1.aeEr0.7)Fe
3,022
216
0,03
40—50
0,3

Непрерывный
Квн
Непре
рывный
Диспрозий (Dy3+, Ц9)
2
7
60

Импульсный
77
77
77
77
8X120
3X4X26
Хе
Пиролампы
Излучение
Солнца
Xe(FT-524)
510
[11 4-116]

Гольмий (Hos+, 4/10)
Ba(Ylt8Ho0,2)Fp
BaYx, вйЕго, озТио, оз^ь
ЕгЛЮз
(Er. Lu) А1О3
Er3Sc2Al30l2:Tu3!
Er2Si05
(Er, Tu, УЬKАЦО19
GdAlOg
Но3А1вО12
Ho3Sc2Al3O12
Ho3Ga6O12
KY(WO4)a:Er8+,Tu8+
KGd (WO4J (|| b)
LaNbO4 : Er3+
LiHoF.
311
Sft - Чъ
47 -+ 48
б/7 - б/8
5/7 - 5/8
6/7 -> 48
bh - 6/8
6/7 - bh
47 -» 48
2,362
2,375
2,363
3,377
2,171
2,065
2,0746
2,0866
2,0555
2,074
2,1205
2,0010
2,1205
2,0985
2,085
2,1010
1,9925
2,1294
2,1224
2,097
2,1170
2,1285
2,1135
2,086
2,0720
2,9342
2,07
0,979
1,486
11260
11317
11260
11293
14)
352
352
381
310
352
-570
-200
-570
-470
-500
-500
91
-535
-520
-465
-530
-500
-550
-500
-300
-5300
-300
-5000
-8000
10
2
2—5
2
1
6
3
100
100
100
3
3—5
0,9
100
100
0,08
—
—
~/20
0,04
0,04
-10
~6
— 10
-22
_
-12
—
—
—
16
18
—
—
8
2—5
2—5
Импуль-
сны и
To же
»
»
»
»
»

Непрерывный

Импульсный
Hen ре
#Л Т tnrtf Т f 1
рывныи

Импульсный
То же
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
77
77
20
20
295
77
77
77
77
20
20
77
77
77
77
ПО
77
77
90
90
77
77
77
77
77
ПО
ООП
£ А)
300
90
90
90
4X15
5X25
5,5X20
6X31
2x20
зхзо
4,5X23
5X20
6,3X37
5,5X55
4X48
6X20
3X15
3X15
Xe(FT-524)
Xe(FT-524)
Xe(FT-524)
Xe(FT-524)
ВИ лампа
Xe(FT-524)
ВИ лампа
Xe(FT-524)
Xe(FT-524)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
555
755
302
295
450
46
30
50
30
50
9
55
80
75
30
10
-10
10
240
27
42
400
150
150
65
400
55
ООП
25
20
6-7
6—7
[118]
[118]
[42]
[119]
[45, 49,
74]
[72]
[74, 136]
[120]
[44, 125]
[44, 72]
[44]
[152]
[141]
[123]
[124]
[124]

Продолжение табл. 13.1
Кристалл
1
LiYF
LuA103
Lu3Al60i2
Lu3Al6012:Er3+,Tu3+
(ЕгЗ+—2%, Тиз+—2%)
NaLa (MoO4J: Er3+
(ЕгЗ+-2,80/0)
YA10a(||[112])
Y3A16O12
YVO4: Er3+, Tu3+i>
ZrO2—Er2O3
Лазерный переход
(gm. рис. Ы)
2
6/7 ^ 6/
б С . 5/
б/^5 -»• б/7
б/7 —♦ Wq
б/? _^6/g2)
б/7 _,. 6/G
Чв -» б/7
*/7 -* §/8
И7-Ыв
We —6/?
Ы7 - W8
б/7 -♦ бУ812'
Длина
волны
генерации,
мкм
8
2,352
0,7498
0,9794
1,0143
1,3960
2,0672
2,1348
2,1020
2,9460
2,1020
2,050
2,9180
3,0132
2,9403
2,0412
2,115
Энергия
конечного
уровня,
см
4
-11500
-5300
-5300
-8800
-11300
-350
-470
-480
-5400
-480
-250
-5300
5600
-5400
229
-300

Концентрация

генерирующих
ионов, %
5
100
2
2
2
2
2
2
5
2
1
3
2
10
10
1
1
ТЛЮМ'
мс
6
0,04
0,05
0,1
0,05
0,05
-10
—
—
н
—
—
6,5
£\
7
2—5
—
—
—
11
—
11
24
24
—
9
—
—
Режим
генерации
8

Импульсный
То же
»
»
»
»
»
»

Непрерывный

Импульсный
То же
»
ъ

Непрерывный

Импульсный
Темпера-
тура,
9
90
90
90
90
300
90
90
77
300
77
90
90
300
300
300
77
77
77
Размеры
кристалла,
диаметрX
ХДлина, мм
10
3X15
6X30
6X30
6X30
6X30
6X30
6X23
6X37
6X23
6X20
5X15
5,5X47
5X25
5X7
6X33
Исючник
возбуждения
И
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
ВИ лампа
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе
Аг-лазер
Хе(ИФП-2000)
Ни
12
6—7
13,5
18
18
78
75
3
50
60
65
25
32
7,5
5020>
25
-—
400

spall
13
[124]
[137
137
137
137
137
138:
121
[44, 159,
1 ЛОТ
loyj
[123]
[44, 159,
169]
[44, 159,
169]
[47]
[126)
Эрбий (ЕгЗ+,
СаА14О7
CaF2—ErF3
CaF2—YF3 i
'И/2
МЗ/2
^13/2
1,5500
1,5815
2,7307
0,8430
-400
-500
-6500
~6700
0,7—1
10
0,5—5
—
_
0,5
6,8
-8
—9,5

Импульсный
То же
77
77
300
77
6X32
9X120
5,5X45
Хе(ИФГНОО)
Хе(ИФП-1200)
Хе(ИФП-400)
180
250
400
200
[12]
[127]
[44, 128
1291

Er8AI5Ol2
vEr, Lu), А1бО12
KY(WO4J : Но»+,Тиз+
KGd(WO4J ( || o)
A1 b)
(lie)
(II c)
LiErF4
LuAlOe (II [112]J
Lu3Al50lfi
Lu3A15Oi»:Ho8+fTu3+
(Ho3+-3%, Tu3+—1%)
VA1O3 ( II [П2])
1 1 1/2 J 13/2
111/2 ""* 4^13/2
4^ll/2 "-* 4^J 3/2
^3/2 "*• 4Лз/2
3 /2 —* 9/2
4<^3/2 "* 4^9/2
453/2 - ^9/2
453/2 ~* 4^13/2
4/13/2"9> 4^15/2
453/2 - ^9/2
4/ll/2^ 4/13/2
d/ll/2-* 4/13/2
4^3/2 "* 4/13/2
0,8456
2,9370
2,9395
2,6887
2,7222
2,7990
2,7222
2,7990
0,8468
0,8468
1,7155
1,7325
1,732
1,6675
0,86325
0,8632
1,6525
1,6630
1,7762
2,9406
2,8298
2,6990
0,84975
0,8594
0,84965
0,85165
—6700
—6885
6885
-6700
6520
6710
6520
6710
6517
6517
12498
12556
-12200
-12400
6824
6818
534
578
12772
6885
6885
6560
6841
6774
6643
6671
10
100
-35
30
3
3
3
5—25
3
10
3
3—10
100
1
8
1,5
2—5
1,5
8
-9
0,5—2
@,5%)
-0,1
0,11
—
—
—
—
—
—
—
—
—
0,11
@,1%)
6—7
0,11
@,1%)
0,12
0,12
0,12
(-0,зо/0)
-8,5
—8,5
—
—
—
—
—
—
—
—
—
8,5
11
6,5
8,5
—
—
6,5
13
-1,5
-1,5
Импуль
СЬГЫЙ
To же
77
77
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
90
90
77
300
77
77
300
300
300
300
300
300
77
77
4X32
5X31
5,5X55
6X25
6X25
D-5) X
ХB4—25)
6X25
5,5X27
6X25
E-6) X
ХB5—40)
3X15
5x25
F-7) X
ХC5—43)
6X23
7X43
7X43
.6X29
5x50
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИПС-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250>
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
40
65
18
12
10
50
95
65
15
34
70
30
10
7,5
8
100
45
100
40
30
25
25
100
65
20
35
[145]
[44, 159,
169]
[152]
[141]
[141]
[141]
[124]
[138]
[44, 159,
169]
[121]
[44, 159,
169]
[44,159,
169]
[44,159,
169]
[159,169,
170]

ы
*■
Кристалл
1
А1„012
(Y, ErKAl5Ol2( II [100J;
ZrO2-Er2Q3A2%)
Лазерный переход
(см. рис. 11.1)
2
453/2 ■* 4/9/2
711/2 1 13/2
453/2~^ *Лз/2
4/13/2^ 4/15/2
4<S3/2 ""* 4^9/2
4/П/2 -*4/13/2
4/13/2 -* 4/15/2
*^11/2 ~* *Лз/2
4/13/2^4/15/2
Длина
волны
генерации,
мкм
3
1,6632
2,7309
0,86275
0,86275
1,632
1,7757
2,8302
2,9364
1,6615
2,8302
2,9364
1,620 1а>
Энергия
конечного
уровня,
см
4
12397
6642
6805
-6800
426
12766
6887
6887
-500
6887
6887
-300

Концентрация

генерирующих
ионов, %
5
2
2
20
2,5
1,2
1,2
2,5—10
10—20
3
33
12
ТЛЮМ'
мс
6
0,12
(-0,3%)
1
0,12
0,12
-0,3%)
6,5
0,12
-0,3%)
-0,1
_
-0,1
s
7
-50
6,5
-10
—
— 12
—
—
Режим
генерации
8

Импульсный
То же
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»
»

Температура,
9
300
300
77
500
300
со со
зоо-
300
77
300
300
77
Размеры
кристалла,
диаметрX
Хдлина, мм
1 ю
5-6Х50
5X50
D-6) X
X B5-46)
5X57
5X57
D-6) X
X B6-46)
5X40
5X20
C^-6) X
ХD0—60)
6X33
Продолжение табл. 13.1
Источник
возбуждения
И
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-800)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИСП-250)
Хе(ИФП-2000)
Порог

возбуждения,
Дж, Вт
12
20
40
80
45
320
22
35—45
—
20
75
11
12
800

Литература
13
[159,
1 АО 171
1ОУ,1/1,
172]
[159,169]
44, 159,
169]
[133,145]
[135,
159, 169]
[134J145]
[74, 136]
[134,
145]
* *wj
[126]
ЕгАЮз
(Ег, Lu) А1О8
GdA103
Lu3Al5012
YA1O3 . Cr3+({j [112])
3Яб
1,872
1,8845
1,8529
1,8855
2,0240
2; 274
-200
-400
~226
-225
-580
—8250
Тулий
—
2—5
3
2
1
(ТиЗ+,
5,5
3,5
_
0,77^)
4//2)
—
5,5
6
10,5

Импульсный
То же
»
»
»
»
»
77
150
77
77
11
11
300
4X12
5X25
2X20
6X23
E0—75)
Хе(ИФП-2000)
Хе(ИФГИОО)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе- и Кг-
лампы
15
300
45
216
400
160
31
[139]
[Н9]
[140]
[45, 121
[142,
173J

—0,75%)
(Сгз+-0,75%)
(Сг8+—0,1%)
(Cr3+-O,io/O)
Y3Al50l2:Cr3+
(Cr3+-O,io/O)
(Yb, Ег)8А1вО12
ZrO2—Ег2О3
Gd3Ga5012:Nd3+(-2%)
Gd3Sc2Al30l2:Nd3+—
A,5%)
Lu3Al50i2:Nd3+(~l%)
Lu3Ga50l2 N :d3+—
A.5%)
Lu3Sc2Al3012: Nd3+-
A,5%)
Y3A15O12
w (Nd3+/4,0,8%),
СЛ
Зя
2,318
2,353
2,354
2,355
2,274
2,318
2,353
2,347)
1,856
1,883 8>
1,9335
2,324
1,8850
2,0195
-1,896
~8250
—825G
-8250
-8250
-8250
-8250
-8250
-8250
-200
-300
-420
-8300
-240
-580
-300
1
1
1
1,5
1
1
3
1
-0,2
-ю
0,791б)
2,5
—
—
—
—
—-
—
—
—
7
12
—
»
»
»
»
»
»
»
»
»
300
300
300
300
300
300
300
300
90
90
90
90
300
77
77
77
2/7
5/2
^7/2
.2/7
7/2
2/7
5/2 4
2/7.
7/2
Иттербий (Yt>3+, 4f13)
1,0232
1,0299
1,0294
l,02979)
1,0230
1,0299
1,0293
l,029710)
-600
621
-621
-600
612
-612
2
2
2
2
2
2—5
0,7
2
-1
1,1
—
1,12
-1,2
-8
13
7
.-21
-8
13
7
-25

Импульсный
To же
»
»
»
»
»
»
77
77
77
175
77
77
77
200
5X20
5X20
3X50
5X20
6X33
5X15
5,5X20
A5—30) X
XD-6)
5X25
6X25
6X24
ILC7L3,
ILC7L4
ILCL-3F1G
Хе(ИСП-250)
Хе(ИСП-250)
Xe(ILC7L3)
Хе(ИФП-400)
ХеШФП-2000^
132»
ПО
144
140
94
188
325
12,5
5
-—
8
7
200
48
25
420
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФГИОО)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
2,5
8
1
35
1
1,5
9
145
- 1 [142]
[173]
[74, 136]
[126]
[45, 36,
143]
[26, 49,
143]
[74, 143]
[26, 49,
143]
[26, 49,
143]
[74, 143]

Продолжение табл. 13.11
Кристалл
I
(Nd3+~0,8%),
(СгЗ+0,5%)
Y3Ga5012: Nd8+_
(- 1,5%)
(Y, Yb)8 A15O12
(Yb, LuKAl5012
Лазерный переход
(см рис. 111)
2
2f 5/2 -*гр7/2
■^5/2 "* 2^7/2
^5/2^^7/2
Длина
волны
генерации,
мкм
3
1,029810)
1,0233
1,0293
1,0294
Энергия
конечного
уровня,
см
4
-612
/N/612
/n/621
Концен-
трация

генерирующих
ионов, %
5
2
2
/n/35
-50
-35
-50
т люм'
мс
6
-1,2
1,12
(-1%)
1
(-1%)
ii
> S
< о
7
-25
-8
10
10
Режим
генерации
8

Импульсный
То же
»
»
»
»

Температура,
К
9
210
220
77
77
77
Размеры
кристалла:
диаметрX
Xдлина, мм
10
6x35
5X15
5X23
5x25
Источник
возбуждения
11
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Хе(ИФП-400)
Пробег
возбужде
ния,
Дж, Вт
23
115
175
1
2
-50
10
350

Литература
13
[136,
143]
[44J
[44]
Хром (СгЗ + , 3ds)
Y3A16O12
«£(£)-» «i4, 0,6874 0,5
0,5
1,49
1,4
Импульсный
.77
10x83
Хе
300 [144]
') Здесь кристалл выступает в роли конвертора, в котором лазерное излучение накачки преобразуется в лазерное излучение другой волны.
2) Детальных спектроскопических измерений стимулированного излучения не проводилось. Желательно уточнение данных по генерации.
3) Кристаллы с физико-химической точки зрения неустойчивые.
4) Впервые генерация кристаллов Ca2YsFi9 — Nd3+ на переходе 4/?з/2">1^11 /2 ПРИ 30° К была зарегистрирована Ю. К. Воронько с сотрудниками.
б) Генерация получена сотрудниками фирмы «Вестингхауз» (частное сообщение Г. Ф. Айвея).
6) Впервые генерация кристалла ЬиАЮз — Nd3+ при 300 К была зарегистрирована П. П. Феофиловым и А. О. Ивановым с сотрудниками.
7) При « 90 К получена эффективная 1енерация по каскадной схеме на переходах 3F4->3#6->-3//(i-*3tfe.
8) Линия зарегистрирована с кристаллом YA1O3: Сг3+@,15%)—Tu3+(l,5%).
9) Данные относятся к кристаллу L113AI5O12—-Yb3+.
10) Зарегистрирована одновременная генерация ионов Yb3+ и Nd3+.
") При 77 К зарегистрирована генерация по каскадьой схеме на переходах 45з/2~>4/13/2~>^15-/2-
12) Зарегистрирована одновременная генерация ионов Но3+ и Ег3+, а также Ти3+ и Ег3+.
J3) В этом кристалле ионы Ыо3+ и Ти3+ выступают в роли дезактиваторов возбуждения с конечного рабочего состояния 4^ 13/2 ионов Ег3+«
J4) Линия соответствует электронно-колебательному переходу.
15> При концентрации ионов Nd3+ около 5% при 77 К зарегистрирована генерация на линиях 1,0644; 1,0710 и 1,0740 мкм,.
16) Приведены расчетные значения люминесцентного времени жизни.
17) Линии принадлежат разным кристаллическим фазам, образующимся в системе Yi-xNdxP5Oi4.
18) Стимулированное излучение, этого кристалла зарегистрировано А. А. Каминским, С. Э. Саркисовым и Б. П. Соболевым.
19> Данные по генерации требуют подтверждения.
20) Стимулированное излучение на этой линии получено А. А. Каминским, И. В. Мочаловым и В А. Федоровым.

Гл. 13
Новые лазерные кристаллы с ионной структурой
Таблица 13.2
Новые лазеры на основе сенсибилизированных диэлектрических кристаллов
Лазерный
ион
ТЬ3+
Но3+
Ег3+
Ти3+
Yb3+
Лазерный
переход
®D л > ^Fл
^13/2—*" •5/2
4/хз>2~"*4^15/ 2
3/7 —»3//з
Сенсибилизатор
Gd3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Er3+, Tu3+
Er3+, Tu3+
Er3+, Tu3+
Er3+, Tu3+
Ег3+, Ти3+
Er3+, Tu3+, Yb3+
Er3+, Tu3+, Yb3+
Yb3+
Cr3+
Сг3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Er3+, Yb3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Cr3+, Nd3+
Cr3+, Nd3+
Кристалл
LiYF4
ErAlOg'
(Er.Lu) A1O3
Er2Si05
LaNbO4
NaLa(MoO4J
ZrO2—Er2O3
Er^Sca'AlgOia03
KY(WO4J
Lu3Al50i2
YVO4
Lu3Al50l2
(Er, Tu, YbKAl50l2
Yb3Al50l2
YA1O3
Y3A15O12
ErA103
(Er, Lu)A103
ZrO2— Er2O3
(Er, YbKAl50l2
Gd2Sc2Al30l2
Lu3Al60l2
Lu3Sc2Al30l2
Lu3Ga50i2
Y3A16O12
Y3Ga60l2
Lu3Al60l2
Y3Al50l2
Литература
[113]
[117
[ 42:
[119
[72;
[123
123]
126
118
45, 49}
152]
121
[47]
[121
[136
[136
[142,
[173
[139
]119
[126
73}
[74, 136]
[45, 136,143}
[26,49, 143]
[74, 143]
[26,49, 143}
[26,49, 143]
[74, 143]
[136, 143]
[74, 143]
[143]
Таблица
Новые
Лазерный
ион
Nd3+
лазеры непрерывного
Кристалл
CaWO4(_L £,Na+)
СеС13 (|| с)
Gd3Sc2Al30l2
Gd3Ga60l2
KY(WO4J ( |j b)
KNdP4Ol2
KGd(WO4J (|| b)
La2Be205
LiGd(Mo04J
LiNdP4Ol2
Li (Nd, La)P4Ol2
Li (Nd, Gd) P4Ol2
Lu3Al50l2
NaLa(MoO4J
действия на основе диэлектрических кристаллов
Длина
волны ге-
нерации^
мкм
1,3370
1,0647
,0599
1,0621
,0688
1,3525
1,052
1,0672
1,0698
,0599
1,0477
,0477
,0477
1,06425
1,3387
1,0653

Температура, к
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
Источник
накачки
Хе
Аг-лазер
В И лампа
Хе
Хе
Хе
Краситель
Хе
В И лампа
Хе
Аг-лазер
»
Хе
Хе
Хе
Выходная
мощность,
Вт
__
-0,6
-0,55
7.10-3
-0,6
9
—
-0,35
—

Эффективность, Уо1),
—0,4
-0,2
35
—0,25
0,3
18
—
-0,2
—

Литература
135]
141
[50
A30
[54
[35:
[147
[152
[153
[54]
166—68}
' 1158]
[1581
[54, 70]
[35, 70]
[751
317

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
Лазерный
ион
•Dy2+
«О3+
Кристалл
Na3Nd(PO4J
Na5Nd(WO4L
NdAl3(BO3L
NdP5Ol4
(Nd, La) P5O14
(Nd, Sc) P6Oi4
YP5O14
YVO4
CaF2
BaY2F82'
Lu3Al50i2^
Длина
волны
генерации,
мкм
1,06
1,063
1,0635
1,0512
1,0511
1,051
1,0525
1,0640
1,3395
2,35867
2,0746
2,0866
2,1020

Температура, к
300
300
300
300
300
300
300
300
300
77
77
77
77
77
Источник
накачки
Краситель
»
»
Кг-лазер
Кг-Аг-лазеры
Аг-лазер
»
»
»
Хе
Солнце
ВИ лампа
»
»
Продолжение табл.
Выходная
мощность,
Вт
—
7.10-3
—
—
З-Ю-з
—
1
0,35
<250
—
—
—

Эффективность „ %4
_
20
63
—
—
—
~25
о
13.3

Литература
A69]
[147, 163]
[84, 122]
[88, 89]
[90]
[91,168]
146]
146
114
115
118
118
121
*> В случае лазерной накачки приведена эффективность преобразования мощности одного
лазерного излучения (накачки) в другое.
2) В качестве сенсибилизатора использовались ионы Ыв+ и iu*+.
*) Указанные в таблице параметры были получены на кристаллах, в которые ионы Ег3+ и
Ти3+ или ионы Er3+, Tu3+ и Yb3+ вводились как сенсибилизаторы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. German К. R., Kiel A.,
Guggenheim Н. Radiative and nonradiative
transitions of Pr3* in trichloride and trib-
romide hosts. — «Phys. Rev.», 1975,
v. Bll, N 7, p. 2436 — 2442.
2. German K. R., Kiel A.,
Guggenheim H. Stimulated emission from PrCl3,
— «AppL Phys. Lett», 1973, v. 22, N 3,
p. 87 — 89.
3. Varsanyi F. Surface lasers. —
«Appl. Phys. Lett.», 1971, v. 19, N 6,
,p. 169 — 171.
4. Каминский А. А., Саркисов С. Э.,
Майер А. А. и др. Эвлитин с TR3+ ионами
-как новая лазерная среда. — «Письма в
ЖТФ», 1976, т. 2, N 4, с. 156 — 161.
5. Саркисов С. Э., Ломонов В. А.,
Каминский А. А. и др. Спектроскопические
исследования устойчивых кристаллических
соединений системы Bi4 (Gex-^Siab Oi2
с примесью ионов Nd3+.— Тезисы докладов
5-го Всесоюзного симпозиума по
спектроскопии кристаллов, Казань, 1976, с. 195.
6. Каминский А.А. О возможности
исследования «штарковской» структуры
спектров ионов TR3+ в разупорядоченных
фторидных кристаллических системах. —
ЖЭТФ, 1970, т. 58, № 3, с. 407 — 419.
7. Каминский А. А., Саркисов С. Э.
Исследование стимулированного излучения
ионов Nd3+ в кристаллах на переходе
4 4 I И АИ СССР
4/
13/2-
р рд
I. ~ «Изв. АИ СССР.
з/2 13/
Сер. Неорганические материалы», 1973,
т. 9, № 3, с. 505 — 508.
8. Kaminskii A. A., Sobolev В. Р.,
Bagdasarov Kh. S. et al. Investigation
318
of stimulated emission from crystals with
Nd3+ ions. — «Phys. St. Sol.», (a), 1974,
vl 23, N 2, p. K135 — K136.
9. Kaminskii A. A., Li L. Analysis
of spectral lines intensities of TR3+ ions
in the disordered crystal. — «Phys. St.
Sol.», (a), 1974, v. 26, N 1, p. K21 — K26.
10. Kaminskii A. A., Koptsik V. A.,
Maskaev Yu. A. et al. Stimulated emission
from Nd3+ ions in ferroelectric Ba2NaNb5O15
crystals («Banana»). — «Phys. St. Sol.»,
(a), 1975, v. 28, N 1, p. K5 — K10.
11. Kaminskii A. A., Schultze D.,
Hermoneit B. et al. Spectroscopic
properties and stimulated emission in the 4/7з/2 -*
4/ * 4^ 4/ transitions of
U/ / /
Nd3+ ions from cubic Bi4Ge30i2 crystals. —
«Phys. St. Sol.», (a), 1976, v. 33, № 2,
p. 737 — 753.
12. Кеворков А. М., Каминский A. A.,
Багдасаров Х. С. и др. Спектроскопические
свойства кристаллов СаА^О? — Nd3+. —
«Изв. АН СССР. Сер. Неорганические
материалы», 1973, т. 9, N 1, с. 161.
13. Lindop A. J., Goodwin D. W.
EPR and optical spectroscopy of Nd3+
ions in calcium aluminate. — «J. Phys. C»,
1973, v. 6, № 10, p. 1818 — 1829.
14. Каминский А. А., Саркисов С. Э.,
Багдасаров X. С. Исследования
стимулированного излучения ионов Nd3+ в
кристаллах на переходе *F3/2 "*" 4^l3/2* **• ~~
«Изв. АН СССР, Сер. Неорганические
материалы», 1973, т. 9, № 3, с. 509 — 511.
15. Кеворков А. М., Каминский А. А.,
Багдасаров X. С. и др. Спектроскопические
свойства кристаллов SrAl4O7 — Nd3-+. —

Гл. 13
Список литературы
«Изв. АН СССР. Сер. Неорганические
материалы», 1973, я. 9, № ю, с. 1839 —
1840.
16. Kaminskii A. A.. Osiko V. V,.
Prochorov A. JVL, Voronko Yu. K. Spectral
investigation of the stimulated radiation
of Nd3+ in CaF2 — YF3. — «Phys. Lett»,
1966, v. 22, N 4, p. 419 — 420.
17. Kaminskii A. A. The nature of
«aging» of CaF2 — YF3 — Nd3+ crystals
(type I) under stimulated emission
conditions. — «Phys. St. Sol.», 1967, v. 20, N1,
p. K51 - K54.
18. Батыгов С. X.t Каминский А. А.
О природе «старения» кристаллов типа
флюорита и иттрофлюорита,
активированных Nd3+, в режиме индуцированного
излучения. — ЖЭТФ, 1967, т. 53, № 9, с. 839 —
852.
19. Воронько Ю. К., Шепилов К. Ф.,
Щербаков И. А. Генерация кристаллов
CaF2 — Nd3+ — TR3+. — «Краткие
сообщения по физике», 1970, № ю, с. 3 — 9.
20. Белокриницкий Н. С, Зубрилин
Н. Г., Шпак М. Т. Временное развитие
спектров генерации фосфатных стекол и
разупорядоченных кристаллов,
активированных неодимом, в резонаторах с
дисперсией.— «Оптика и спектроскопия», 1971,
т. 31', № 5, с. 766 — 768.
21. Каминский А. А. Многолучевые
оптические квантовые генераторы. — «Изв
АН СССР. Сер. Неорганические материалы»,
1974-, т. 10, № 12, с. 2230 — 2231.
22. Забокрицкий Б. Я., Мануильский
А. Д., Одулов С. Г., Соскин М. С.
Генерация Nd3+в кристаллах и стеклах на длине
нолны 1,3 мкм и одновременная генерация
ва длинах, волн 1,06 и 1,3 мкм. — УФЖ,
1972, т. 17, № 3, с. 501 — 503.
23. Александров В. И., Каминский А.А.,
Максимова Г. В. и др. Исследования
стимулированного излучения ионов Nd3+ в
кристаллах на переходе 4/73/2 -^ 4^1з/2- —
«ДАН СССР», 1973, ф. 211, № 3, с. 567 —
570.
24. Каминский А. А.
Высокотемпературные спектроскопические исследования
индуцированного излучения ОКГ на основе
кристаллов и стекол, активированных
ионами Nd3+. — ЖЭТФ, 1968, т. 54, № 3,
с# 727 — 750.
25. Kaminskii A. A., Sobolev В. Р.,
Bagdasarov Kh. S. et at. Investigation
of stimulated emission of the 4^з/2 ~*
->4/j3/2 transition of Nd3+ ions in cryslals.—
«Phys. St. Sol.», (a), 1974, v. 26, N 2,
p. K63 — K65.
26. Багдасаров Х. С, Каминский А. А.,
Кеворков А. М., Прохоров А. М.
Исследование стимулированного излучения
ионов Nd3-b в кристаллах CaSc204. —
«Квантовая электроника», 1974, т. 1, N 7,
с. 1666 — 1668.
27. Багдасаров X. С, Каминский А. А.,
Кеворков А. М. и др. Стимулированное
излучение ионов Nd3+ в кристалле SrAl12O19
pa переходах *Fz/2 -+ */ц/2 и 4/
-**/13/2. — «ДАН СССР», 1974, т. 216,
№ 4, с. 767 — 768.
28. Kaminskii A. A., Sarkisov S. Е.,
Li L. Investigation of stimulated emission*
in the 4F3/2 -* 4/13/2 transittion of Nd3+
ions in crystal (III). — «Phys. St. Sol.»,
(a), 1973, v. 15, N 2, p. K141 — K144.
29. Johnson L. F., Thomas R. A.
Maser oscillations at 0,9 and 1,35
microns in CaWO4 : Nd3+. — «Phys. Rev.».
1963, v. 131, N 5, p. 2038 — 2045.
30. Каминский А. А. О спектральном,
составе индуцированного излучения ОКГ
на основе кристаллов CaWO4 — Nd3+. —
«Изв. АН СССР. Сер. Неорганические
материалы», 1970, т. 6, № 2, с. 396 — 397.
31. Максимова Г. В., Соболь А. А.
Исследование оптических центров Nd3+*
в CaWO4. — «Изв. АН СССР. Сер.
Неорганические материалы», 1970, т. 6, № 2,
с. 307 — 313.
32. Кариес Я. Э., Морозов А. М.,
Феофилов П. П. О люминесценции Nd3+-
в CaWO4. — «Оптика и спектроскопия»;
1964, т. 17, №6, с. 887 — 892.
33. Белокриницкий Н. С, Шпак М. Т.
Спектрально-люминесцентные и
генерационные свойства неодима в некоторых-
шеелитовых структурах. — В кн.:
Квантовая электроника. Киев, «Наукова
думка», 1971, с. 162 — 227.
34. Белокриницкий Н. С, Литвинов
Г. С, Мануильский А. Д., Соскин М. С.
Исследование внутренней структуры
полосы люминесценции 1,06 мкм Nd3+ в-
CaWO4 по спектрам вынужденного
излучения. — В кн.: Спектроскопия
кристаллов. М., «Наука», 1970, с. 200 — 204.
35. Kaminskii A. A., Sarkisov S. Е.,
Klevtsov P. V., et al. Investigation of
stimulated emission in the 4^3/2 -* 4^i3/2-
transition of the Nd3+ ions in
crystals (V). — «Phys. St. Sol.», (a), 1973,
v. 17, N2, p. K75 — K77.
36. Steinbruegge К. В., Henning-
sen Т., Hopkins R. H. et al. Laser
properties of Nd3+ and Ho3+ doped crystals with
the apatite structure. — «Appl. Optics»,
1972, v. 11, N5, p. 999 — 1012.
37. Морозов А. М., Морозова Л. Г.,
Трофимов А. К., Феофилов П. П.
Спектральные и люминесцентные
характеристики монокристаллов фторапатита,
активированных редкоземельными ионами. —
«Оптика и спектроскопия», 1970, т. 29,
№> 6, с. 1106 — 1118.
38. Максимова Г. В., Соболь А. А.
Оптические центры Nd3+ в кристаллах
фторфосфатов кальция и стронция. —
В кн.: Спектроскопия кристаллов. |/L.
«Наука», 1972, с. 57 — 71.
39. Sharp E. J., Miller J. Е.. Нск>
rowitz D. J. et al. Optical spectra and laser
action in Nd3+-doped CaY?Mg2GesOis. —
*J. Appl. Phys.», 1974, v. 45, N li, p.
4974 — 4979.
40. Singh S., Van Uitert L. G., Po-
iopowicz J. R., Grodkiewicz W. H. Laser
319>

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
-emission at 1,065 |xm irom neodymium-
doped anhydrous cerium trichloride at
room temperature. — «Appl. Phys. Lett.»,
1974, v. 24, N 1, p. 10 — 13.
41. Singh S., Chester R. B.,( Grod-
kiewicz W. H. et al. Room temperature
cw Nd3+ : CeCl3 laser. — «J. Appl. Phys.»
1975, v. 46, N 1, p. 436 — 438.
42. Багдасаров Х. С, Богомолова Г. А.,
Гриценко М. М. и др.
Спектроскопические исследования лазерного кристалла
LaA103 — Nd3+. — «Кристаллография»,
1972, т. 17, №2, с. 415 — 417.
43. Багдасаров X. С, Каминский
А. А., Кеворков А. М. и др. Исследования
стимулированного излучения кубических
кристаллов YScO3 с ионами Nd3+. —
«ДАН СССР», 1975, т. 224, № 4, с. 798 —
801.
44. Каминский А. А., Бутаева Т. И.г
Кеворков А. М. и др. Новые данные о
стимулированном излучении кристаллов с
высокой концентрацией Ln3+ ионов. —
«Изв. АН СССР. Сер. Неорганические
материалы», 1976, т. 12, № 8, с. 1508 — 1511.
45. Каминский А. А., Богомолова
Г. А., Кеворков А. М. Спектроскопические
исследования кристаллов со структурой
граната. — «Изв. АН СССР. Сер.
Неорганические материалы», 1975, т. 11, № 5,
с. 884 — 889.
46. Багдасаров X. С, Богомолова
Г. А., Гриценко М. М. и др.
Спектроскопия стимулированного излучения
кристаллов Gd3Ga5012 — Nd3+. — «ДАН СССР»,
1974, т. 216, № 5, с. 1018 — 1021.
47. Wunderlich J. A., Sliney J. GM
DeShazer L. G. Stimulated emission at
2,04 |im in Ho3+ — doped ErVO4 and
YVO4. — «IEEE J.», 1977, v. QE —13,
N 2, p. 69.
48. Krupke W. F. Transition proba
bilities in Nd: GGG. — «Optics Commun».,
1974, v. 12, N?, p. 210 —212.
49. Багдасаров Х. С, Каминский А. А.,
Кеворков А. М., Прохоров А. М.
Редкоземельные скандий-алюминиевые гранаты
с примесью ионов TR3+ как активные
среды для твердотельных ОКГ. — «ДАН
СССР», 1974, т. 218, № 4, с. 810 — 813.
50. Brandle С. D., Vanderleeden J. С.
■Growth, optical properties, and cw laser
action of neodymium-doped gadalinium
scandium aluminium garnet. — «IEEE J.»,
1974, v. QE-10, N 1, p. 67 —71.
51. Александров В. И., Воронько Ю. К.»
Михалевич В. Г. и др. Спектроскопические
свойства и генерация Nd3+ в кристаллах
2гО2 и НЮ2. — «ДАН СССР», 1971, т. 199,
№ 6, с. 1282 — 1283.
52. Каминский А. А., Клевцов П. В.,
Ли Л. и др. Исследование стимулированного
излучения кристаллов KLa(MoO4J с ионами
Nd3+. — «Изв. АН СССР. Сер.
Неорганические материалы», 1973, т. 9, № 11,
с. 2059 — 2061.
53. Kaminskii A. A., Klevtsov P. V.,
Li. L., Pavlyuk A. A. Laser 4^3/2 -* 4^9/2 and
320
4i?3/2 ч- 4/i3/2 transitions in KY (WO4J:
: Nd3+. — «IEEE J», 1972, v. QE-8,
N 5, p. 457 — 458.
54. Каминский А. А., Клевцов П. В.,
Багдасаров X. С. и др. Новые
кристаллические ОКГ непрерывного действия. —
«Письма в ЖЭТФ», 1972, т. 16,' № 10,
с. 548 — 551.
55. Воронько Ю. К., Осико В. В.,
Савостьянова Н. В. и др. Исследование
процессов дезактивации метастабильного
состояния возбужденных ионов Nd3+ в
кристаллах LaF3. — ФТТ, 1972, т. 14, № 9,
с. 2656 — 2663.
56. Каминский А. А., Вылегжанин Д. Н.
Исследование проявлений электрон-
фононного взаимодействия в кристаллах,
активированных ионами Nd3+, методами
спектроскопии стимулированного
излучения. — In: Vortrage Internat. Tagung
Laser und ihre Anwendungen, Dresden,
1970, Teil 7, S. 409 — 443.
57. Kaminskii A. A., Mayer A. A.,
Nikonova N. S. et al. Stimulated
emission from the new LiGd (MoO4J : Nd3+,
crystal laser. — «Phys. St. Sol»., (a), 1972,
v. 12, N 2, p. K73 — K75.
58. Каминский А. А., Саркисов С. Э.
Исследование стимулированного
излучения ионов Nd3+ в кристаллах на переходе
4/7з/2 -* 4/13/2- ч- IV- — «Квантовая
электроника», 1973, № 3, с. 106 — 108.
59. Kaminskii A. A., Mayer А. А.,
Provotorov М. V., Sarkisov S. Е.
Investigation of stimulated emission from
LiLa (MoO4J : Nd3+ crystal laser. —
«Phys. St. Sol.», (a), 1973, v. 17, N 2,
p. КП5 — КП7.
60. Каминский А. А. Лазерные и
спектроскопические свойства активированных
сегнетоэлектриков. — «Кристаллография»,
1972, т. 17, № 1, с. 231 — 246.
61. Gabrielyan V. Т., Kaminskii
А. А. , Li L. Absorption and luminescence
spectra and energy levels of Nd3+ and
Er3+ ions in LiNbO3 crystals. — «Phys.
St. Sol.», (a), 1970, v. 3, N 1, p. K37 — K42.
62. Belabaev K. G., Kaminskii A. A.,
Sarkisov S. E. Stimulated emission from
ferroelectric LiNbOe crystals containing
Nd3+ and Mg2+ ions. — «Phys. St. Sol.»,
(a), 1975, v. 28, N 1, p. K17 — K20.
63. Kaminov I. P., Stulz L. W. Nd:
: LiNbO3 laser. — «IEEE J.», 1975, v.
QE-11, N 6, p. 306 — 308.
64. Otsuka K-, Yamada T.
Transversely pumped LNP laser performance. —
«Appl. Phys. Lett.», 1975; v. 26, N 6,
p. 311 — 313.
65. Yamada Т., Otsuka K., Nakano J.
Fluorescence in lithium neodymium ultrap-
hosphate single crystals. — «J. App. Phys.»,
1974, v. 45, N 11, p. 5096 — 5097.
66. Chinn S. R.t Hong H. Y.-P.
Low-threshold cw LiNdP4O32 laser. —
«Appl. Phys. Lett.», 1975, v. 26, N 11,
p. 649 — 651.

Гл. 13.
Список литературы
67. Otsuka К., Yamada Т., Saruwata-
ri M., Kimura T. Spectroscopy and laser
oscillation properties of lithium neodymium
itetraphosphate. — «IEEE J.», 1975, v.
QE-U, N 7, p. 330 — 335.
68. Yamada Т., Otsuka K. CW laser
operation of LiNdP4Oi2 by transverse
pumping. — In: Digest of technical papers
1975 IEEE/OSA CLEA, Washington, 1975,
p. 62 — 63.
69. Gualtieri J. G., Aucoin T. R.
Laser performance of large Nd-pentapho-
sphate crystals. — «Appl. Phys. Lett.»,
1976, v. 28, N 4, p. 189 — 192.
70. Каминский A. A.t Богомолова Г. А.,
Багдасаров X. С, Петросян А. Г.
Люминесценция, поглощение и стимулированное
излучение*! кристаллов LU3AI5&12 — Nd3+.
— «Оптика и спектроскопия», 1975, т. 39,
N 6, с. 1119 — 1125.
71. Азаматов 3. Т., Арсеньев П. А.,
Чукичев /VL В. Исследование
индуцированного излучения и диаграммы
энергетических уровней Nd3+ в монокристаллах
лютеций-алюминиевого граната. —
«Кристаллография», 1970, т. 15, № 4, с. 827 —
829.
72. Морозов А. М., Петров М. В.,
Старцев В. Р. и др. Люминесценция и
вынужденное излучение гольмия в
монокристаллах оксиорто—силикатов иттрия и
эрбия. — «Оптика и спектроскопия»,
1976, т. 41, № 6, с. 1086 — 1089.
73. Багдасаров X. С, Богомолова
Г. А., Каминский А.А. и др.
Исследование стимулированного излучения
кристаллов Lu3Ga5012 с ионами Nd3+ на переходах
4^3/2 ■*• 4/И/2 и 4/73/2 -* 4/13/2' ~"
«ДАН СССР», 1974, т. 218, № 2, с. 316 —
319.
74. Багдасаров X. С, Богомолова Г. А.,
Вылегжанин Д. Н. и др. Люминесценция
и стимулированное излучение ионов
Yb*+ в алюминиевых гранатах. «ДАН
СССР», 1974, т. 216. № 6, с. 1247 — 1249.
75. Каминский А. А. Колодный Г. Я.,
Сергеева Н. И. Оптический квантовый
генератор непрерывного действия на основе
кристаллов LaNa (МоО4)г—Nd3+,
работающий при 300° К. — «Журнал прикладной
спектроскопии», 1968, т. 9, № 5, с. 884 —
886.
76. Белокриницкий Н. С, Белоусов
Н. Д., Бончковский В. И. и др.
Исследование вынужденного излучения
монокристаллов LaNa(WO4J> активированных
Мег3*. — УФЖ, 1969. т. 14, № 8. с. 1400 —
1404.
77. Weber H. P., Damen Т. С, Da-
nielmeyer Н. С, Tofield В. С. Nd-ultrap-
hosphate laser. — «Appl. Phys. Lett.»,
1973, v. 22, N 10, p. 534 — 536.
78. Danielmeyer H. G., Weber H. P.
Fluorescence in neodymium ultraphos-
phate. — «IEEE J.», 1972, v. QE-8, N 10,
p. 805 — 808.
79. Blatte M., Danielmeyer H. G.,
Urlich R. Energy transfer and the comp-
11 Зак. 1956
lete level system of NdUP. — «Appl. Phys.»
1973, v. 1, N 3, p. 275 — 278.
80. Auzel R Oscillator strengths of
Nd3+ in NdaLai-sPjOu and concentration
quenching in stoichiometric rare-earth
laser materials. — «IEEE J.», 1976, v.
QE-12, N 4, p. 258 — 259.
81. Weber H. P. Review Nd pentap-
hosphate lasers. — «Optical and Quant.
Electronics», 1975, v. 7, N 5, p. 431 — 442.
82. Albrand K. — R., Attig R., Fen-
ner J. et al. Crystal structure of the laser
material NdP5O14. — «Mat. Res. Bull.»,
1974, v. 9, N 2, p. 129 — 140.
83. Weber H. R., Liao P. F.,
Tofield В. С Emission cross section and
fluorescence efficiency of Nd-pentaphosp-
hate. — «IEEE J.» 1975, v. QE-10, N 7,
p. 563 — 567.
84. Weber H. P.t Tofield В. С
Heating in a cw Nd-pentaphosphate laser. —
«IEEE J.», 1975, v. QE-I1, N 7, p. 368 —
370.
85. Tofield B. C., Weber H. P., Da-
men Т. С, Liao P. F. Optical properties
of neodymium pentaphosphate — a high
Nd-concentration laser material. — «J.
Sol. St. Chemistry», 1975, v. 12, N 7,
p. 207 — 212.
86. Singh S., Miller D. C, Potopo-
wicz, J. R., Shick L. K. Emission cross
section and fluorescence quenching of
Nd3+ lanthanum pentaphosphate. —
«J. Appl. Phys.», 1975, v. 46, N 3, p. 1191 —
1196.
87. Weber H. P., Tofield В. С, Da-
men Т. С NdLa pentaphosphate laser. —
In: Post deadline papers abstracts CLEA
1973 IEEE/OSA, Washington, 1973, 14 B—2.
88. Damen T. C, Weber H. P., Tof ieda В. С
NdLa pentaphosphate laser performance. —
«Appl Phys. Lett.», 1973, v. 23, N 11, p.
519 — 520.
89. Weber H. P., Liao P. F., Tofield
B. C, Bridenbaugh P. M. CW fiber laser
of NdLa pentaphosphate. — «Appl. Phys.
Lett.», 1975, v. 26, N 12, p. 692 — 694.
90. Danielmeyer H. G., Huber G.f
Kriihler W. W., Jeser J. P. Continuous
oscillation of a (Sc, Nd) pentaphosphate
laser mith 4 milliwatts pump threshold. —
«Appl. Phys.», 1973, v. 2, N 3, p. 335 —
338.
91. Kruhler W. W., Jeser J. P.,
Meyer D. Properties and laser oscillation
of the (Nd, Y) pentaphosphate system. —
«Appl. Phys.», 1973, v. 2, N 3, p. 329 —
333.
92. Каминский А. А., Саркисов С. Э.,
Сейранян К. Б., Соболев Б. П.
Стимулированное излучение ионов Nd3+ в SrF2 —
GdF3. — «Изв. АН СССР. Сер.
Неорганические материалы», 1973, т. 9, № 2,
с. 340.
93. Каминский А. А. К вопросу поиска
активных сред для О КГ. — «ДАН СССР»,
1973, т. 211, № 4, с. 811 — 813.
321

ч. и.
Лазеры на основе конденсированных cpefr
94. Каминский А, А., Саркисов С. Э.,
Сейранян К. Б., Соболев Б. П.
Исследование стимулированного излучения кри- •
сталлов Sr2Y5Fig с ионами Nd3+. —
«Квантовая электроника», 1974, л. 1. N 1
с. 187 — 189.
95. Каминский А. А. Лазерные
кристаллы. М., «Наука», 1975.
96. Weber /VI. J., Varitimos Т. Е.
Optical spectra and intensities of Nd3+
in YAlOg. — «J. Appi. Phys.», 1971,
v. 42, N 12, p. 4996 — 5005.
97. Каминский А. А. Температурные
пульсации и многочастотная генерация
YA1O3 — Nd3+.~-«Письма в ЖЭТФ», 1971,
т. 14, № 5, с. 333 — 337.
98. Barton I. J., Goodwin D. W.
Continuous laser action in YAlO3. —
«J. Phys. D.», 1972, v. 5, N 2, p. 228—234.
99. Mercurio P., /VHIburn R. H. Hybrid
YAG — YALO laser operation at 1,064 jm. —
«Appi. Optics», 1972, v. 11, N 9, p. 2097 —
2100.
100. Каминский А. А. Исследование
индуцированного излучения кристаллов
Y3A15O12 — Nd3+. — ЖЭТФ, 1966, т. 51,
№ 1, с. 49 — 58.
101. Каминский А. А. Анализ штарков-
ской структуры спектров ионов Nd3+
методом спектроскопии индуцированного
излучения. — ЖЭТФ, 1969, т. 56, № 1,
с. 83 — 87.
102. Kaminskii A. A., Vylegzhanin D. N.
Stimulated emission investigation of effecjts
of electron-phonon interection in
crystals activated with Nds+ ions. —«IEEE J.»,
1971, v. QE-7, N 7, p. 329 — 338.
103. Михалевич В. Г., Шипуло Г. П.
Мощный лазер на иттрий-алюминиевом
гранате с неодимом с линейно
поляризованным выходным излучением — «Квантовая
электроника», 1974, т. 1, № 2, с. 455 —
456.
104. Марин В. И., Никитин В. И.,
Сосхин М. С, Хижняк А. И.
Суперлюминесценция в кристаллах YAG : Nd^+ и
генерация на слабых .переходах. — «Квантовая
электроника», 1975, т. 2, № 6, с. 1340 —
1343.
105. Loree Т. R., Sherman Ь. М.,
Thorne J. M. Amplification of the 1,32 \xm
line in Nd : YAG. — «IEEE J.», 1975.
v. QE-11, N 7, p. 371 —372.
106. Акдриеш И. СГамурарь В. Я.,
Вылегжанин Д. Н. и др. Расчет
температурного уширения бесфононной линии
в полосе люминесценции 4F3/2 -*■ 4^н/2
иона Nd3+ в иттриево-алюминиевом
гранате. — «Квантовая электроника»,
1975, т. 2, № 2, с. 287 — 293.
107. Watts R. К., HoJton W. С. New
intermediate gain laser material:
YsfAh-xGaxbOwrNd. — «J. Appi. Phys.»,
1974, v. 45, № 2, p. 873—881.
108. Kaminskii A. A., Bogomolova G. A.,
Vylegzhanin D. N. Spectroscopic properties
322
of Nd3+ ions in the garnet compounds, for-
ming in the Y2O3—Ga2O3 system. — «Phys,
Stat. Sol.», (a), 1976, v. 36, № 1, 0. 600—
610.
109. Воронько Ю. К., Максимова Г. В.*
Михалевич В. Г. и др. Спектральные
свойства и индуцированное излучение
кристаллов иттрий-лютеций-алюминиевого граната
с Nd3+. — «Оптика и спектроскопия», 1972,
т. 33, Nq 4, с. 681—688.
110. Greskovich С, Chernoch J. P.
Improved polycrystalline ceramic lasers. — «J.
Appi. Phys.», 1974, v. 45, № 10, p. 4495—
4502.
111. Багдасаров Х. С, Каминский А. А.,
Кеворков А. M. и др. Лазерные свойства
кристалла Y2Si0s—Nds+ при излучении на
переходах 4Fs/r*-4un и 4F3/2-^4/i3/2. —
«ДАН СССР», 1973, т. 212, № 6, с. 1326—
1327.
112. Kaminskii A. A., Sarkisov S. E.
Investigation of stimulated emission in the-
4Fs/2~>4Ii3/2 transition of Nd3+ ions in
crystals (III). — '«Phys. Stat. Sol.», (a), 1973,
v. 15, № 2, K141—K144.
113. Jenssen H. PM Castleberry D., Gab-
be D., Linz A. Stimulated emission at 5445 A
in Tb3+ : YLF. — In: Digest of technical
papers CLEA 1973 IEEE/OSA, Washington,
1973, p. 47.
114. Воронько Ю. К., Осико В. В., Про-
хоров А, М., Щербаков И. А. Некоторые
вопросы спектроскопии лазерных
кристаллов с ионной структурой. — «Труды ФИАН
СССР», 1972, т. 60, с. 3—30.
115. Бодрецова А. И., Каминский А. А.,
Левиков С. И., Осико В. В.
Квазинепрерывный оптический квантовый генератор на ос»
нове CaF2—Dy2+ с пиротехническим
возбуждением. — «ДАН СССР», 1967, т. 174,
№ 2, с. 337—338.
116. Каминский А. А., Корниенко Л. С,
Прохоров А. М. Непрерывный солнечный'
оптический квантовый генератор на Dy2+^
в CaF2. — «ДАН СССР», 1965, т. 161, № 5,
с. 1063—1064.
117. Johnson L. F., Guggenheim H. J.
Laser emission at 3u. from Dy3+ in BaY2F8. '—
«Appi. Phys. Lett.», 1973, v. 23, № %
p. 96—98.
118. Johnson L. F., Guggenheim H. J.
Electronic- and phonon-terminated laser
emission from Ho3+ in BaY2F8. — «IEEE I».
1974, v. QE-10, № 4, p. 442—449.
119. Багдасаров Х. С, Каминский А. А.,
Кеворков А. М. и др. Стимулированное
излучение кристаллов (Er, Lu)AlO3 с ионами-
Но3+ и Ти3+. — «Кристаллография», 1973,
т. 18, № 5, с. 1083—1084.
120. Arsenev P. A., Bienert К. Е.
Spectral properties of Ho3+ in GdAlO3 crystals. —*
«Phys. Stat. Sob\ (a), 1972, v. 13, № 2,
p. K129—K132.
121. Kaminskii A. A.f Bagdasarov Kh. S.r
Petrosyan A. GM Sarkisov S. E. Investoga-
tion of stimulated emission from LU3AI5O12
crystals with Ho3+, Er3+ and Tm3+ ions. —

Гл. 13.
Список литературы
«Phys. Stat. Sol.», (a), 1973, v. 18, № 1,
p. K3i—K34.
122. Chinn S. R., Pietce J, W.f Heck-
scher H. Low-threshold, transversely excited
NdP5Oi4 laser. — «IEEE J.», 1975, v. QE-11,
№ 9, p. 747—754.
123. Коровкин А. М., Морозов А. М.,
Ткачук А. М. Спонтанное и вынужденное
излучение гольмия в кристаллах
LaNa(MoO4h и LaNbO4. — В кн.:
Спектроскопия кристаллов. М,, «Наука», 1975,
с. 281—287.
124. Морозов А. №., Подколозина И. Г.,
Ткачук А. М. и др. Люминесценция и
вынужденное излучение двойных фторидов
лития-эрбия и лития-гольмия. — «Оптика и
спектроскопия», 1975, т. 39, № 3, с. 605—
607.
125. Иванов А. О., Мочалов И. В.,
Ткачук А. М. и др. Генерация
стимулированного излучения в области 2 мкм в кристалле
алюмогольмиевого граната (HO3AI5O12). —
«Квантовая электроника», 1975, т. 2, № 1,
с, 186—188.
126. Александров В. И.. Мурина Т. М.,
Жеков В. К., Татаринцев В. М.
Индуцированное излучение Ти3+, Но3+ в кристаллах
двуокиси циркония. — «Краткие сообщения
по физике», 1973, № 2, с. 17—21.
127 Батыгов С. X., Кулевский Л. А.,
Лаврухин С. А. и др. Лазер на кристаллах
CaF2—ErF3. — In: Kurzfassungen
Internationale Tagung Laser und ihre Anwendun-
gen. Dresden, 1973, Teil 2, S. K97.
128. Каминский А. А. Каскадные
рабочие схемы ОКГ на- основе активированных
кристаллов. — «Изв. АН СССР. Сер.
Неорганические материалы», 1971, т. 7, № 5,
с. 904—907.
129. Каминский А. А.
Спектроскопические исследования стимулированного
излучения красталлов CaF2—YF3,
активированных ионами Ег3+. — «Оптика и
спектроскопия», 1971, т. 31, № 6, с. 938—943.
130. Kaminskii A. A., Timoshechkin M. 1.,
Sarkisov S. E. et al. Growth, spectroscopic
and new laser properties of Gd3Ga50i2—Nd3+
crystals. «Phys. St. Sol.» (a), 1977, v. 45,
N 1, p. 330—340.
131. Матросов В. Н., Тимошечкин М. И.,
Цветков Е. И. и др. Исследование условий
кристаллизации бериллата лантана. — В
тезисах 5-го Всесоюзного совещания по росту
кристаллов, т. 2, Изд-во АН ГрССР, г.
Тбилиси, 1977, с. 167—168.
132. Kaminskii A. AM Bagdasarov Kh. S.,
Bogomolova G. A. et al. Luminescence and
stimulated emission of Nd3+ ions in
Gd3Sc2Ga3Oi2 crystals. — «Phys. St. Sol.»,
{a), 1976, v. 34, N. 2. p. К109—КИ4.
133. White K. O., Schlensener S. A.
Coincidence of Er : YAG laser emission with
methane absorption at 1645,1 nm. — «Appl.
Phys. Lett.», 1972, v. 21, № 9, p. 419—420.
134. Жариков Е. В., Жеков В. И.,
Кулевский Л. А. и др. Индуцированное излучение
-ионов Ег3+ в кристаллах
иттрий-алюминиевого граната на длине волны 2,9 мкм. —
И*
«Квантовая электроника», 1974, т. 1, № 8,
с. 1867—1869.
135. Зверев Г. М., Гармаш В. М., Они-
щенко А. М. и др. Индуцированное
излучение трехвалентных ионов эрбия в
кристаллах иттриево-алюминиевого граната. —
«Журнал прикладной спектроскопии», 1974,
т. 21, № 5, с. 820—823.
136. Багдасаров X. С, Каминский А. Ам
Кеворков А. М. и др. Стимулированное
излучение TR3+ ионов в кристаллах иттербий-
алюминиевого граната. — «ДАН СССР»,
1974, т. 218, № 3, с. 550—551.
137. Подколозина И. Г,, Ткачук А. Мм
Федоров В. А., Феофилов П. П.
Многочастотная генерация вынужденного излучения
иона Но3+ в кристаллах LiYF4. — «Оптика
и спектроскопия», 1976, № 1, т. 40, с. 196—
199.
138. Иванов А. О., Мочалов И. В.,
Петров М. В. и др. Спектроскопические
свойства монокристаллов
редкоземельно-алюминиевых гранатов и ортоалюминатов РЗЭ,
активированных ионами Но3+, Ег3+ и Ти3+. —
Тезисы докладов 5-го всесоюзного
симпозиума по спектроскопии кристаллов, Казань,
1976, с. 100.
139. Горбачов В. А., Жеков В. И.,
Мурина Т. Л1. и др. Спектроскопические и
генерационные свойства алюмината эрбия с
примесью ионов Ти3+. — «Краткие
сообщения по физике», 1973, № 4, с. 16—22.
140. Arsenev P. A., Bienert К. Е.
Absorption, luminescence and stimulated emission
spectra of Tm3+ in GdA103 crystals. — «Phys.
Stat. Sol.», (a), 1972, v. 13, № 2, p. K125—
K129.
141. Каминский А. А., Павлюк A. A., By-
таева Т. И. и др. Исследования
стимулированного излучения на дополнительных
переходах ионов Но3+ и Ег3+ в кристаллах
KGd(WO4J. — «Изв. АН СССР. Сер.
Неорганические материалы», 1977, т. 13, № 8,
с. 1541—1542.
142. Иванов А. О., Мочалов И. В.,
Ткачук А. М. Спектральные свойства иона
тулия и каскадная генерация вынужденного
излучения в кристалле YA1O3—Tu3+, Cr3+.—
«Квантовая электроника», 1975, т. 2, № 2,
с. 188—190.
143. Богомолова Г. А., Вылегжанин Д. HL,
Каминский А. А. Температурные
спектрально-генерационные исследования кристаллов
с ионами Yb3+. — ЖЭТФ, 1975, т. 69, № 3,
с. 860—874.
144. Севастьянов Б. К., Багдасаров X. С,
Пастернак Л. Б. и др.'Оптическая
генерация на ионах Сг3+ в кристаллах иттрий-
алюминиевого граната. — «Письма в
ЖЭТФ», 1973, т. 17, № 2, с. 69—71.
145. Prokhorov A. M., Kaminskii А. А.,
Osiko V. V. et al. Investigations of 3—\im
stimulated emission from Er3+ ions in
aluminium garnets at room temperature. —
«Phys. St. Sol.», (a), 1977, v. 40, № 1,
p. K69—K72.
146. Tucker A. W., Birnbaum M.t Fin-
cher C. L., DeShazer L. G. Continuous —
wave operation of Nd : YVO4 at 1,06 and
323

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
1,34м,. — «J. Appl. Phys.», 1976, v. 47, № 1,
p. 232—234.
147. Chirm S. P., Hong H. Y.-P. CW
laser action in acentric NdAl3(BO3L and
KNdP4Oi2- — «Optics Communications», 1975,
v. 15, № 3, p. 345—350.
148. Hong H. Y.-P. Crystal structure of
potassium neodymium metaphosphate
KNdP4Oi2, a new acentric laser material. —
«Mater. Res. Bull», 1975, v. 10, № 10,
p. 1105—1110.
149. Hong H. Y.-P., Chinn S. R. Crystal
structure and fluorescence lifetime of
potassium neodymium orthophosphate, K3Nd(PO4b>
a new laser material. — «Mater. Res. Bull.»,
1976, v. 11, № 4, p. 421—428.
150. Каминский А. А., Саркисов С. З.,
Боом И. и др. Комплексные
спектроскопические исследования двойных молибдатов
состава K5Ndi-a;Bix(MoO4L. — Тезисы
докладов 5-го всесоюзного симпозиума по
спектроскопии кристаллов, Казань, 1976, с. 115.
151. Kaminskii A. A., Sarkisov S. Е.,
Bohm J. et al. Growth, spectroscopic and
laser properties of crystals in the
K5Bii_a:Nd*(MoO4L system. — «Phys. St.
Sol.» (a), 1977, v. 43, № 1, p. 71—79.
152. Каминский А. А., Павлюк A. A.,
Клевцов П. В. и др. Стимулированное
излучение моноклинных кристаллов KY(WO4J и
KGd(WO4J с Ln3+ ионами. — «Изв. АН
СССР. Сер. Неорганические материалы,
1977, т. 13, № 3, с. 582—583.
153. Morris R. С, Cline С. F., Beg-
ley R. F. Lanthanum beryllate: a new rare-
earth ion laser host. — «Appl. Phys. Lett.»,
1975, v. 27, № 8, p. 444—445.
154. Jenssen H. P., Begley R. F., Webb R.,
Morris R. С Spectroscopic properties and
laser performance of Nd3+ in lanthanum
beryllate. — «J. Appl. Phys.», 1976, v. 47,
№ 4, p. 1496—1500.
155. Yamada Т., Otsuka K., Nakano J.
Fluorescence in lithium neodymium ultrapho-
sphate single crystals. — «J. Appl. Phys.»,
1974, v. 45, № 11, p. 5096—5097.
156. Otsuka K., Yamada T. Transversely
pumped LNP laser performance. — «Appl.
Phys. Lett.», 1975, v. 26, № 6, p. 311—313.
157. Saruwatari M., Kimura Т., Otsuka K.
Miniaturized cw LiNdP4Oi2 laser pumped
with a semiconductor laser. — «Appl. Phys.
Lett.», 1976, v. 29, № 5, p. 291—293.
158. Otsuka K., Nakano J., Yamada T.
Laser emission cross section of the system
LiNdo.sMo^Ois (M=Gd, La). — «J. Appl.
Phys.», 1975, v. 46, № 12, p. 5297—5299.
159. Каминский А. А., Иванов A. O.,
Саркисов С. Э. и др. Комплексные
исследования спектрально-генерационных
характеристик кристалла LuAlO3 с ионами Nd3+. —
ЖЭТФ, 1976, т. 71, № 9, с. 984—1002.
160. Иванов А. О., Морозова Л. Г., Мо-
чалов И. В., Феофилов П. П.
Люминесценция ионов неодима в монокристаллах оро-
алюмината лютеция. — «Оптика и
спектроскопия», 1975, т. 38, № 2, с. 405—407.
161. Nakano J., Otsuka К., Yanada T.
Fluorescence and laser emission cross sec-
324
tion in NaNdP4Oi2. — «J. Appl. Phys.», 1976,.
v. 47, № 6, p. 2749—2750.
162. Chinn S. R., Hong H. Y.-P.
Fluorescence and lasing properties of NdNa5(WO4L»
K3Nd(PO4J and Na3Nd(PO4J. — In:
Digest of technical paper IX Internat. Quantum-
Electronics ConL, IEEE, 1976, Amsterdam,
p. 87—88.
163. Chinn S. R., Hong H. Y.-PM
Pierce J. W. Spiking oscillation in diodepumped
NdP5O14 and NdAl3(BO3L laser.—«IEEEJ.»,
1976, v. QE-12, № 3, p. 189—193.
164. Бондарь И. А., Мамедов Т. Г.,
Мезенцева Л. П. и др. Синтез и исследование
монокристаллов NcLLai-sPsOu. —
«Квантовая электроника», 1974, т. 1, № 12, с. 2625—
2627.
165. Морозов А. М., Морозова Л. Г.,
Федоров В. А., Феофилов П. П. Спонтанное
и вынужденное излучение неодима в кри^
сталлах фторфосфата свинца. — «Оптика и
спектроскопия», 1975. т. 39, № 3, с. 612—
614.
166. Каминский А. А., Карлов Н. В.,
Саркисов С. Э. и др. Точное измерение
длины волны генерации и плавная
перестройка излучения лазера на основе
YA1O3—Nd3+ на переходе 4F3/2->4/i3/2. —
«Квантовая электроника», 1976, т. 3, № 11,
с. 2497—2499.
167. Stone J., Burrus С. A., Dentai A. G.,
Miller В. I. Nd: YAG singlecrystal fiber
laser : room — temperature cw operation
using a single LED as an end pump. —
«Appl. Phys. Lett.», 1976, v. 29, № 1, p. 37—
39.
168. Kruhler W. W., Huber G., Daniel-
mayer H. Correlations between site
geometries and level energies in the laser system
Ndj-sYsPsOu. — «Appl. Phys.», 1975, v. 8,
N 3, p. 261—268.
169. Каминский А. А., Бутаева Т. И.,
Иванов А. О. и др. Новые данные о
стимулированном излучении кристаллов с ионами
Ег3+ и Но3+. — «Письма в ЖЭТФ», 1976,
т. 2, № 17, с. 787—793.
170. Weber M., Bass M.t Varitimos Т.,
Bua D. Laser action from Ho3+, Er3+ and
Tm3+ in YA1O3. — «IEEE J.», 1973, v. QE-9,
№ 11, p. 1079—1086.
171. Weber M. J., Bass M., DeMars G. A.
Laser action and spectroscopic properties of
Er3+ in YA1O3. — «J. Appl. Phys.», 1971,
v. 42, № 1, p. 301—305.
172. Weber M. J., Bass M., DeMars G. A.
et al. Stimulated emission at l,663fx from
Er3+ ions in YAIO3. — «IEEE J.», 1970,
v. QE-6, № 10, p. 654.
173. Caird J. A., DeShazer L. G., Nei-
la J. Characteristics of room-temperature
2,3 \xm laser emission from Tm3+ in YAG
and YAIO3. — «IEEE J.», 1975, v. QE-11,
№ 11, p. 874—881.
174. Esterowitz L., Allen R., Kruer M.
et al. Blue light emission by a Pr : LiYF4 —
laser operated at room temperature. — «J,
Appl. Phys.», 1977, v. 2, № 2, p. 650—652.

Гл. 14.
Коммерческие лазерные стекла
Глава 14
КОММЕРЧЕСКИЕ ЛАЗЕРНЫЕ СТЕКЛА
Р. Ф. ВУДИОИ (R. F. Woodcock)
В главе приводятся сведения лишь о тех
марках стекол, которые выпускаются
промышленностью Более подробное
обсуждение свойств лазерных стекол, а также дан-
На лазерных стержнях с оболочкой
длиной 3,0 см с активным сердечником
диаметром 0,1 мм были получены пороговые
энергии величиной всего около 0,9 Дж [6]_
Типичные спектры поглощения лазерных стекол с примесью Nd3+ (a), Nd3+ и Yb3+ (б), Ег3+ (в).
Стрелкой указана граница изменения масштаба по оси абсцисс.
яые об экспериментальных марках стекол
можно найти в обзорах [1—.5].
Величины пороговых энергий,
эффективности и выходные характеристики
лазеров здесь не приводятся, поскольку
эти параметры в значительной степени
зависят от конструкции осветительной системы.
На стержнях длиной 92,4 см и диаметром
20 мм уже достигнута эффективность
генерации 9% [7], предполагается [3], что она
может быть повышена до 12%. На лазерах
с длительностью импульса порядка 1 мс
была получена выходная энергия до
5000 Дж при расходимости пучка 10 мрад.
325

ц. п.
Лазеры на основе конденсированных сред
Характеристики промышленных
Характеристика
Активатор
Концентрация:
по окислу, вес. %
ИОНОВ, 1020 СМ"
Сенсибилизаторы
Генерационные параметры:
люминесцентное время
жизни, мс
длина волны генерации, мкм
ширина линии
люминесценции, нм
коэффициент потерь5',
коэффициент усиления,
%-см-1/Дж-см-3
Оптические свойства
Показатель преломления
пк (мкм>:
Яб39>з'
^1 080
^1,64
Число Аббе
Угол Брюстера (на длине
волны генерации)
Коэффициент поглощения (на
длине волны генерации),
%. см-1
Д/г/яДГ (на длине волны
генерации), 10-6(°С)-1
Физические свойства:
Плотность, г. см~8
Модуль Юнга8)
Модуль сдвига8)
Коэффициент Пуассона
Коэффициент
теплопроводности, Вт-м-1-(°С)-1
при 0°С
при 100° С
Удельная теплоемкость,
Коэффициент линейного
расширения, 10-e(oC)-J
Точка возникновения
деформаций (вязкость 1]=^1014»5 П)
СС
Точка отжига (вязкость
т]= 1013'0 П), °С
Точка размягчения (вязкость
т)=107'6 П), °С
Твердость, кг-мм~2:
по Кнупу
по Виккерсу
лазерных
стекол
Марки
NS-20241»
Nd*+
1,0
0,9
0,640
1,060
—
—
1,5109
1,5010
—
0,2
—
2,54
Ю,8
416
453
648
432
—
NS-18381'
i
Nd3+
2,0
1.8
0,630
1,060
—
—
1,5135
1,5034
0,2
—
2,56
—
—
—-
10,20
419
457
651
441
—
NS-102(P>
Nd+*
3,0
2,8
0,620
1,060
—-
—
1,5143
1,5045
0,2
—
2,59
—
—
—
—
11,11
424
463
659
468
—
NS-0835D
Nd3+
5,0
4,6
0,570
1,060
26
—
0,08*
1,5196
1,5093
58,6
56°30'
0,2
—2,27'
2,63
9,91
—
0,225
0,80
0,91
0,140
10,3
428
467
661
490
—
ED-22)
Nd*+
3,1
2,83
0,300
1,0623
26
0,5
0,16b
1,5559
bl,5
57°16'
—
—
г 547
13,07
5,2
0,242
1,21
1,35
—
10,3
435
465
590
543,6
—
u,s2»
Nd3+
2
—
0,150
—
36
—
—
1,6769
—
—
0,51
—
3,77
12,5
—
—
0,8
—
—
7,2
—
624
742
671
—
1) Производство фирмы American Optical (США).
2) Производство фирмы Owens—Illinois (США).
3) Производство фирмы Schott (ФРГ).
4) Производство фирмы Sovirel (Франция).
5) Измерение в режиме генерации.
6) Использован пассивный метод измерения.
326

Гл. 14
Коммерческие лазерные стекла
Таблица 14.1
LG-548 )
Ш3+
2
0,080
37
—
—
1,6943
0,51
—
, 4,34
12,0
0,6
8,6
—
611
697
677
LG-558>
Nd3+
5
0,600
22
—
—
1,5226
1,5117
0,73
—2,1
2,62
8,98
0,93
9,1
10,65
480
667
450
LG-56"
Nd*M-
3
0,650
22
—
—
1,5199
1,5093
0,51
-2,4
2,69
8,78
0,93
9,3
10,65
468
665
475
LG-573)
Nd*-b
0,8
6,600
21
—
—
1,5171
1,5065
56°26'
0,73
-2,1
2,59
9,13
1,16
9,58
—
453
640
391
473
LG-6303>
Nd3+
3,0
0,640
22
—
—
1,5199
1,5091
56°28'
0,1—0,2
—2,2
2,59
8,78
0,99
9,7
465
665
365
475
915*
Nd3+
3,0
0,700
—
0,07
0,07
A,517)
1,5067
58,1
0,23
—
2,60
9,37
—0,84
—0,2
9,01
—
—
404
NY-21431^
Yb3+
3
Nd3+
2,4
1,06
—
—
1,5198
1,5075
—
2,62
—
10,4
433
473
674
—
NY-I486')
Yb3+
4
Nd3+
2,3
1,06
—
—
1,527
1,515
—
—
2,7
—
10,0
466
498
703
—
NYE-2101/
24001>
Er3+
0,3
Nd3+,Yb3+
14,0
1,54-
—
1,5332
1,5226
A,5191)
—
—
9,4
513
55&
761
—
7) Фотоупругие постоянные для стекла марки NS-0835 имеют следующие значения (в брюсге-
рах или 1,33*10—10 (мм рт. ст.); В\ —3,63 (характеризует изменение показателя преломления для
света, поляризованного нормально к напряжению), В ц =0,90 (характеризует изменение показателя
преломления для света, , поляризованного параллельно напряжению) £д =—2,73 (относительный
коэффициент напряжения или коэффициент наведенного лучепреломления).
8) В фунтах на кв. дюйм : 1 ф/кв. дюйм=0,635-104 Па.
327

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
Активные элементы этих лазеров
представляли собой стержни длиной 1 м с
оболочкой и активным сердечником диаметром
30 мм [8]. В импульсах пикосекундной
длительности выходная энергия составляла
51 Дж при импульсной мощности 17 X
X Ю12 Вт [9]. Лазерная система, состоящая
из генератора, который работает на моде
наинизшего порядка, ограниченной
дифракцией, и усилителя, обеспечивала на
выходе последнего, усиливающего,
стержня (длиной 1 м, диаметром 38 мм)
энергетическую светимость 2 . 10 17 Вт • см~2 •
• град [10] при энергии излучения 90 Дж
и угле расходимости пучка 40 мкрад.
Проблемой, которая в настоящее время
привлекает большое внимание, является
разрушение лазерных стекол. Эта
проблема обсуждалась на двух симпозиумах,
организованных Американским обществом по
испытанию материалов в 1964 и 1971 гг.
[11,12]. Она изучалась Национальным
консультативным советом по материалам
Национальной академии наук и
Национальной академии техники. В
соответствии с выводами, приведенными в отчете
этого совета [13], тремя основными
причинами разрушения лазерных стекол
оптическим излучением являются следующие:
поглощение света металлическими и
неметаллическими включениями, приводящее
к появлению термически индуцированных
изломов вокруг включения; появление
объемного разрушения вследствие эффекта
самофокусировки, который приводит к
образованию плазмы и нитевидных областей
разрушения; появление поверхностного
разрушения, сопровождаемого
образованием плазмы на поверхности.
В то время, когда был опубликован
упомянутый выше отчет, полагали, что
включения являются наиболее серьезной
причиной разрушения, тем не менее стекла
с малыми потерями на поглощение и с
порогом разрушения 20 Дж/см2 для лазерных
импульсов длительностью 3 • 10~8,
получались с приемлемым выходом и в
платиновых, и в керамических тиглях.
Порог объемного разрушения стекла
для лазерных импульсов длительностью
3 • 10~8 с составляет 1000 Дж/см2.
Интенсивности такого порядка могут создаваться
благодаря эффекту самофокусировки,
который для импульсов названной
длительности возникает при энергиях от 50 до
100 Дж/см2.
Механизм возникновения
поверхностного разрушения выяснен не полностью.
Похоже, что фактором, определяющим его
порог, является состояние поверхности
активного элемента [14]. При
соответствующей обработке поверхности этот
порог для импульсов длительностью
3 • 10—8 с может быть доведен до 100 Дж/см2
[13 — 15].
Пороги разрушений, возникающих под
действием лазерного излучения,
по-видимому, зависят от длительности
импульса генерации. Порог разрушений, обуслов-
328
ленных включениями, сложным образом
зависит как от длительности импульса,
так и от размеров частиц [13]. Порог
поверхностного разрушения, по-видимому,
уменьшается с уменьшением длительности
импульса [15, 16]. Эффект самофокусировки
света зависит не только от длительности
импульса, но и от однородности пучка и
размеров исследуемого образца [15, 16].
Хороший обзор по явлению
самофокусировки сделан в работе [17].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Patek К. Glass lasers. Ed. J. G. Ed-
wars. CRC Press. Cleveland, 1970.
2. Snitzer E. Glass lasers. — «Appl.
Optics», 1966, v. 5, № 10, p. 1487—1499.
3. Young C. G. Report on glass lasers. —
«Microwaves», 1968, v. 7, № 7, p. 69—78.
4. Snitzer E. Glass lasers. — «Glass
Industry», 1967, v. 48, № 9, p. 498—503; № Ю,
p. 555—557.
5. Snitzer E., Young C. G. Glass lasers.—
In: Advances in lasers, v. 2. Ed. A. Levine.
New York, M. Dekker Inc., 1968.
6. Young C. G. Continuous glass laser. —
«Appl. Phys. Lett.», 1963, v. 2, № 8, p. 151—
152.
7. Beck R. W. Predicted output of glass
laser materials. — «Laser Focus», 1969, v. 5,
№ 11, p. 42.
8. Young C. G. Glass laser delivers 5000—
Joule output. — «Laser Focus», 1967, v. 3,
№ 3, p. 36.
9. Gobeli G. Powerful pulsed laser bows.—
«Electronic News», 1969, v. 14, p. 72.
10. Hagen W. F. Diffraction limited high
radiance Nd-glass laser system. — «J. Appl.
Phys.», 1969, v. 40, № 2, p. 511—516.
11. Damage in laser glass. ASTM Special
Technical Publication 469, ASTM,
Philadelphia, 1970.
12. Damage in laser materials. Ed. A. J.
Glass and A. H. Gueuther. Nat Bur. Stand.
Spec. Publ. 341 (available by US Government
Printing Office, Washington), 1970.
13. Fundamentals of damage in laser
glass. Publication NMAB-271, National
Academy of Science-National Academy of
Engineering, Washington, 1970.
14. Swain J. E. Surface damage
measurements for several glasses ASTM Special
Technical Publication 469, ASTM, Philadelphia,
1970, p 69
15. Davit J. Laser damage in optical
glasses. Ibidem, p. 100.
16. Young C. G., Woodcock R. F. Laser-
induced damage in glass. Ibidem, p. 84
17. Ахманов А. С, Сухорукое А. П.,
Хохлов P. В. Самофокусировка и дифракция
света в нелинейной среде. — УФН, 1967,
т. 93, № 1, с. 19—70.

Гл. 15.
Промышленные неодимовые лазерные стекла
Глава 15
ПРОМЫШЛЕННЫЕ НЕОДИМОВЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ СТЕКЛА
И. М. БУЖИНСКИЙ, Е. М. ДИАНОВ, А. А. МАИ
Ниже приведены
спектрально-люминесцентные, оптические и физико-химические
характеристики промышленных неодимо-
вых лазерных стекол, выпускаемых в
СССР (ОСТ —3-3993—77) и в Японии
фирмой «HOYA»
Все отечественные стекла имеют
силикатную основу, кроме фосфатных стекол
ГЛС-21 — ГЛС-24. В литературе стекла
ГЛС-5,6,7,8,9,10,14,21, 22, 23, 24 известны
под названиями Л ГС 247-1, ЛГС 247-2,
ЛГС 250-3, ЛГС 250-5, ГЛС-4П, КГСС-8Т,
ГЛС-4, КГСС-1111, 1621 1113, 1115
соответственно.
В табл. 15.1 приведена эффективная
ширина полосы люминесценции (переход
4^з/2 "*" 4^п/2)' определенная как
отношение площади контура люминесценции к
интенсивности в максимуме с учетом
спектральной чувствительности приемника.
Приведены соотношения количества квантов и
количества энергии, которые излучаются в
различных полосах люминесценции при
переходах с уровня 4/гз/2 на подуровни 4/^
Приведена суммарная вероятность излучатель-
ных переходов с уровня 4/гз/2» что в соче-
тании с предыдущими данными позволяет
охарактеризовать каждую полосу
люминесценции. В связи с тем, что распад
метастабильного состояния ионов Nd в
стеклах, как правило, неэкспоненциален,
характеристика времени жизни одним числом
(тлюм) является неадэкватной. Приводимые
в литературе данные имеют большие
различия, определяющиеся спецификой
метода измерения тлюм. Поэтому в табл. 15.1
приведены два значения времени жизни:
одно, полученное из измерений абсолютного
квантового выхода люминесценции г) и
суммарной вероятности излучательных
переходов 2/4 вычисленное по формуле
тлюм=т]/2Л, и другое,
экспериментальное и измеренное по методу тауметра
согласно ОСТ 3-2481—74.
Одной и? наиболее важных и наиболее
трудно определяемых спектроскопических
характеристик лазерных материалов яв-
дяется пиковое поперечное сечение
генерационного перехода. Известные методы
измерения этого параметра можно
разделить на лазерные и чисто
спектроскопические. Лазерные методики, отличаясь
оригинальностью, по-видимому, не
обеспечивают требуемой точности измерения.
Значения пиковых поперечных сечений,
полученные из спектроскопических
измерений, приведены в табл. 15.1. Другие
данные по отечественным лазерным неодимо-
вым стеклам можно найти в работах,
содержащихся в приведенном ниже списке
литературы.
В табл. 15.2 приведены
физико-химические свойства отечественных
промышленных неодимовых лазерных стекол. Среди
них значения предельного перепада
температур в стержнях длиной 130 мм и
диаметром 10 мм, при которых стержень
начинает разрушаться. В этой же таблице в
графе «соляризация» приведено
уменьшение энергии генерации (в процентах)
после облучения стержней 500 вспышками
нефильтрованного излучения ламп
накачки. Результаты по твердости лазерных
стекол по сошлифовыванию получены
относительно стекла ГЛС-1. Здесь же
приведены значения температур стекол,
соответствующих определенной вязкости
стекла.
В табл. 15.4 — 15.6 даны некоторые
характеристики японских неодимовых
лазерных стекол, представленных фирмой
«HOYA».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дианов Е. М., Карасик А. Я.,
Корниенко Л. С. Соотношения энергий
люминесценции различных переходов с
метастабильного уровня иона неодима в стеклах.—
«Квантовая электроника», 1975, т. 2, № 2,
с. 422—423.
2. Дианов Е. Мм Прохоров А. Мм
Самойлов В. Нм Щербаков И. А. Измерение
вероятностей излучательных переходов с
метастабильного уровня Nd3+ в силикатном
стекле и кристалле граната. — «ДАН СССР»,
1974, т. 215, № 6, с. 1341 — 1344.
3. Дианов Е. М., Мамедов Т. Т.,
Щербаков И. А. Измерение вероятностей
излучательных переходов из метастабильного
состояния Nd3+ в силикатных стеклах. —
«Квантовая электроника», 1975, т. 2, № \у
с. 133—136.
4. Дианов Е. М., Карасик А. Я.,
Корниенко Л. С. и др. Измерение сечения
генерационного перехода в неодимовых стеклах.—
«Квантовая электроника», 1975, т. 2, № 8,
с. 1665—1670.
5. Дианов Е. М., Карасик А. Я., Кутьен-
ков А. А. и др. Коэффициенты Эйнштейна,
сечения генерационного перехода и
абсолютный квантовый выход люминесценции с
метастабильного состояния Nd3+ 4F3/2 в
лазерных стеклах и кристаллах граната. —
«Квантовая электроника», 1976, т. 3, № 1,
с. 168—173.
6. Дианов Е. М., Карасик А. Я., Неуст-
руев В. Б. и др. Прямые измерения кванто-
329

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
Спектрально-люминесцентные характеристики при
Характеристика
Концентрация Nd2O3, вес, %
Число ионов Nd3 + , 1020 см —^
Длина волны максимума люминесценции
лазерного перехода *F /г"^4^Т1/?» мкм
Эффективная ширина полосы
люминесценции (переход 4/%/?-^tt/?)> HM
Вероятность излучательного перехода
*F . _w c-1
if" У/2
Суммарная вероятность излучательных
гереходов *F / ->4/, / / * с—1
3/? '/2 13/?
Соотношение энергии люминесценции
между дву:ля переходами 4^,/,-^9/2—1з/2,
£n/i2 ;£./2 :£1зА
Коэффициент ветвления люминесценции
(квантовый), %
Пиковое поперечное сечение лазерного
-перехода 4^3/2-*4/1г/2> Ю-20 см2
Квантовый выход люминесценции
Время жизни метастабильного
состояния, МКС
Время затухания люминесценции,
измерение методом тауметра по ОСТ 3—?481—74Ч
МКС
ГЛС1
2,0
1,9
1,061
35,0
610
1440
1550
1:1,03:0,13
51:39:10
1,5
1,7
0,58; 0,78
400;
480
300К отечественных
ГЛС2
2,0
1,9
1,060
35*2
590
130С
1430
1:1 ,16:0,12
45:44:11
1,3
1,7
0,59; 0,70
450;
525
ГЛСЗ
5,5
5,3
1,060
35,2
590
1300
1430
1:1 ,16:0,12
45:44: 11
1,3
1,7
—;
360
ГЛС9
4,7
4,56
1,060
35,6
560
1355
1:0,98:0,12
1,4
0,42; —
310:
380
Физико-химические свойства отечественных промышленных неодимовых лазерных
Свойство
Коэффициент термического расширения, Ш~7/град {1—
температура °С)
Коэффициент теплопроводности, ккал/м-град-ч
Теплоемкость, кал/г-град
Температура при вязкости, °G
lgr]==13
Плотность, г/см3
Модуль Юнга, кг/мм2
Модуль сдвига, кг/мм2
Коэффициент Пуассона
Микротвердость (по Виккерсу), кг/мм2
Относительная твердость по сошлифованшо
Предельный перепад температур разрушения стержня
диаметром 10 мм и длиной 130 мм, °С
Диэлектрическая проницаемость (при 20 °С и /=106 Гц)
Тангенс диэлектрических потерь (при 20° С и f = 106 Гц),
ю-4
Соляризация, %
Химическая устойчивость — потеря вес <в воде при 100 °С
в течение 4 ч), °/о
Химическая устойчивость (порошковый метод при 0,01
iVp — р НС1 и в воде при 100 °С в течение 1 ч), мл
Марка
ГЛС •
86-4-0,14;'
0,84
0,165
435
612
2,66
7500
3050
0,23
520
1,0
93
7,1
16
45
0,63
2,1
ГЛС2
119U
—
—
—
2,13
6920
—
0,23
—
0,7
68
—
—
30
0,6
5,8
1'ЛСЬ
121»
—
—
2,70
6970
0,24
30
') Значения коэффициента термического расширения в интервале температур 20—120° С.
330

Гл. 15
Промышленные неодимовые лазерные стекла
Таблица 15.1
промышленных
ГЛС6
2,0
1,96
1,060
37,1
525
1170
1090
1:< , И:С ,13
48:44:6
ifl
Ь0
0,57;i;0,74
490;
650
неодимовых лазерных стекол
ГЛС7
3,0
3,0
1,06С
37,2
525
1180
1240
1:1 , Ю:0,16
48:43:9
1,1
1»1
0,50; 0,61
425:
510
ГЛС8
5,0
5,16
ЬОбО
37,2
525
1180
1240
1:» , 10:0,16
48:43:ь
1,1
М
0,29; —
250:
320
ГЛ(В2 \
1,40
1 ,055
28,6
'•050
2900
2490
1:0,81:0,15
53:36:1)
3,6
3,2
— ? 0,84
360
ГЛС22
1,63
2,0
1,055
28,6
1050
2090
2490
1:0,81:
:0,15
53:36:11
3,Ь
3,2
0,73;0,74
250:
ЗОе
ГЛС23
2,90
3,6
1,055
28,6
1050
2900
2490
1:0,81:
:0,15
53:36:11
3,6
3,2
—; 0,60
ГЛС24
4,60
5,70
1 .055
28,6
1050
2900
2490
1:0,81:
:0.15
53:36:11
3,6
3,2
—; 0,44
190

Литератур*
A—67
[1-5]
[16]
[1, 4, 5}
[17]
[4, 5]
L17, 18}
[5, 16]
[5]
Таблица 15.2
стекол
ГЛС9
88+0,14t
0,60
0,165
460
637
2,71
7070
2900
0,22
550
0,8
85
6,9
15
45
0,6
6,3
глс*
113+0,06/
0,42
0,16
453
695
2,74
5800
2300
0,26
420
0,7
63
8,0
35
0
2,62
24
ГЛ(?.7
111+0,05*
0,34
0,16
490
690
2,81
6300
2500
0,26
420
0,6
50
8,2
24
0
0,81
8
ГЛС8
112+0,07г
—
510
690
2,86
6100
2400
0,27
460
0,6
—
0
и
8
ГЛС21
91+0,015/
0,34
0,135
490
600
3,49
5440
2100
0,29
320
0,21
39
—
0
0,4
—
ГЛС22
99+0,09*
0,34
0,137
490
600
3,52
5690
2230
0,28
360
0,21
35
—
0
0,3
—
ГЛС24
—
—
—
—
3,52
5690
—
0,28
—
—
0
—
—
ГЛС24
—
—
—
3,52*
5690
—
о,2а
—
—
—
—
а
—
—
331

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
Таблица 15.3
Оптические свойства отечественных промышленных неодимовых лазерных стекол
Свойство
Марка стекла
g
i
1
Фотоупругие постоянные:
см2
Съ Ю-8 —
кг
С2, Ю-8 —
кг
Показатель преломления
на:
^ = 0,589 мкм
А, = 1,06 мкм
dn/dT, 10-6/град (при
30 °С и =1,06)
Коэффициент дисперсии
Коэффициент Брюстера
нм-см/кг
Термооптические
характеристики (при 30 °С на
волне 1,06 мкм)Х):
\^,10-7/град [11,12,14]
Р, 10~7/град
Q, 10~7/град
1,0
3,6
1,534
1,523
-0,4
57,9
2,6
43
39
6
1,0
3,7
1,526
1,518
-1,6
57,9
2,7
31
28
8
1,0
3,7
1,528
1,518
2,7
1,0
3,6
1,527
1,518
57,8
2,6
33—38
30
1,5
3,8
1,549
1,516
-5,1
52,2
2,3
10—12
10
5,5
1.2
3,6
1,554
1,538
—4,4
51,2
2,4
17—19
16
7,5
1,2
3,6
1,560
1,542
-4Д
50,6
2,2
14,2
2,8
3,9
1,594
1,548
-5J
2,1
4,0
1,596
1,582
—5,7
58,6 58,7
1,1
2
2
4,5
1,3
1,593
1,582
1,3
1,590
,582
1,3
') Температурные зависимости термооптических постоянных Wf P и Q приведена в работах
Спектрально-генерационные характеристики неодимовых лазерных стекол
фирмы «HOYА» (Япония) при 300 К
Таблица 15.4
Характеристики
Основа
Содержание Nd2O3, вес. %
Число ионов Nd3+, 102° см-*
Длина волны максимума люминесценции
лазерного перехода 4F^f2—>4/ц,2, мкм
Пиковое поперечное сечение лазерного перехода
Время затухания люминесценции с метаста-
бильного состояния 4F3/2> мс
Удельный коэффициент усиления, см~1/(Дж/см3)
Ширина полосы люминесценции (переход
Потери на длине волны генерации, 10~3 см-1
Относительная интенсивность рассеяния
(X = 0,6328 мкм)
Эффективность генерации1 , %
Порог возбуждения генерации2', Дж
Нелинейный показатель преломления, 10-13 ед.
CGSE
LHG-5
Марка стекла
LHG-6
Фосфатная
3,31
3,174
1,056
3,9
0,29
0,218
18,6
1
0,58
1,35
100
1,25
3,62
3,397
1,056
3,7
~0,2й
0,197
18,8
—
—
—
1,15
LSG-91H
Силикатная
3,1
3,04
1,062
2,7
0,30
0,133
25,2
1
1,00
0,75
150
1,59
1) Определяется по наклону зависимости Ет (£возб), где Ет — энергия генерации; £возб —
энергия возбуждения. Стержень диаметром 10 мм и длиной 160 мм.
2) Данные приведены для стержня диаметром 10 мм и длиной 160 мм.
332

Гл 15.
Промышленные неодимовые лазерные стекла
Физико-химические характеристики неодимовых лазерных стекол
фирмы «НО А» (Япония)
Таблица 15.5
Характеристика
Температура деформации, °С
Температура размягчения, °С
Коэффициент термического расширения A00—
300 °С), 10-?/град
Коэффициент теплопроводности B5 °С),
ккал/м-град-ч
Теплоемкость, хал/р • град
Порор объемного разрушения при длительности
лазерного импульса 30 не, Дж/см2
Порог поверхностного разрушения при
длительности лазерного импульса 30 не, Дж/см3
Химическая устойчивость — потеря веса (в воде
при 100 °С в течение 1 ч), %
Химическая устойчивость (в HNO3 при рН
и 100 °G в течение 1 ч), %
Плотность, г/см3
Модуль Юнга, кг/мм2
Модуль сдвига, кг/мм2
Коэффициент Пуассона
Твердость (по Кнупу при 100 г), кг/мм2
Марка стекла
LHG-5
455
486
98
—
0,17 B0 вС)
0,18 F0 °С)
0,20 B40°С)
400
50
0,08
0,16
2,68
2649
2631
0,184
497
LHG-6
440
475
104
—
400
50
0,10
0,18
2,62
—
—
—
LSG-91H
465
505
105
0,89
0,15 E0 °С)
0,17 B2 °С)
0,19 B46 °С)
400
25
0,036
0,039
2,81
8890
3590
0,237
590
Таблица 15.6
Оптические характеристики неодимовых лазерных стекол фирмы «HOYА» (Япония)
Характеристика
Показатель преломления на волне генерации
перехода 4/7зл2-~*4^п/2
Показатель преломления на волне 0,6326 мкм
Показатель преломления:
па
tip
пс
Величина Аббе
Угол Брюстера
dn/dT @—100° С), 10вб7ррал
Марка стекла
LHG.5
1,53077
1,53909
1,54096
1,54686
1,53834
63,49
56° 50'
0,0
LHG-b
1,52257
1,53059
1,53226
1,53781
1,52978
66,28
56° 42'
—
LSG-91H
1,54980
1,55901
1,56115
1,56804
1,55812
56,56
57° 10'
333

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред1
вого выхода люминесценции с метастабиль*
ного состояния 4F3/2Nd3+ в кристаллах
Y3Al5Oi2. — «ДАН СССР», 1975, т. 224, № 1,
с. 64—67.
7. Бужинский И. Ml, Дианов Е. Мм
Мамонов С. К. и др. Термооптические
характеристики стекол, активированных
неодимом. — «ДАН СССР», 1970, т. 190, № 3,
с. 558—561.
8. Бужинский И. М., Мамонов С. К.
Термооптические эффекты в активных
элементах из стекла, активированного неодимом.—
В кн.: Труды МВТУ, № 184, М.,
«Машиностроение», 1974, с. 181—190.
9. Алексеев Н. Е., Изынеев А. Ам
Кравченко В. Б., Рудницкий Ю. П. Влияние
концентрационного тушения и воды на
энергетические характеристики стекол,
активированных неодимом. — «Квантовая
электроника», 1974, т. 1, № 9, с. 2002.
10. Мак А. А., Мктькин В. М., Полу-
хин В. М. и др. Об одной возможности
увеличения яркости излучения лазера на нео-
димовом стекле. — «Квантовая
электроника», 1975, т. 2, № 4, с. 850—852.
И. Митькин В. Мм Щавелев О. С, Бун-
кина Н. Н. О выборе температуры работы
лазера на неодимовом стекле. — «Журнал
прикладной спектроскопии», 1975, т. 23,
№ 2, с. 218—223.
12. Щавелев О. С, Митькин В. М.,
Бабкина В. А. и др. Зависимость
термооптических характеристик стекол от температуры.
«Оптико-механическая промышленность»,
1975, № 1, с. 30—32.
13. Ананьев КХ А., Гришманова HL И.
Деформация активных элементов-интерфе-
рометров и термооптические постояннные
неодимового стекла. — «Журнал
прикладной спектроскопии», 1970, т. 12, № 4Г
с. 668—673.
14. В. В. Блажко, М. М. Бубнов, Е. 1YL
Дианов, А. В. Чиколини. «Измерение
температурной зависимости коэффициента
линейного расширения и температурного
коэффициента показателя преломления лазерных
стекол», «Квантовая электроника», 1976,
т. 3, № 5, с. 1151 — 1153.
15. А. А. Маненков, А. И. Ритус.
«Определение упругих и упругооптических
констант и коэффициентов экстинкции
лазерных стекол ЛГС-247-2. ЛГС-250-3, ЛГС-И,
КГСС-1621 методом Манделыитам-Брил-
люэновского рассеяния». «Квантовая элект*
роника», 1977, т. 4.
16. Арбузов В. И., Брачковская Н. Б.
и др. Абсолютный квантовый выход
люминесценции стекол, активированных
неодимом. — «Квантовая электроника», 1976V
т. 3, № 9, с. 2005—2012.
17. Брачковская Н. Б., Грубин А. А. и др.
Интенсивности оптических переходов в
спектрах поглощения и люминесценции
неодима в стеклах. — «Квантовая электроника»»
1976, т. 3, № 5, с. 998—1005.
18. Агеева Л. Б., Брачковская Н. Б. идр-.
Определение сечения вынужденного
излучения неодимовых стекол методом
измерения поглощения с термически заселенных
уровней 4/ц/2. — «Квантовая электроника»*
1977, т. 4, Кя 11, с. 2440—2446.
Глава 16
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЛАЗЕРЫ
П. Г. ЕЛИСЕЕВ
К полупроводниковым лазерам
относятся лазеры, в которых используются
оптические переходы с участием свободных
носителей тока в кристаллах (рис. 16Л),
т. е., с участием состояний в электронных
зонах. По способу накачки
полупроводниковые лазеры делятся на инжекционные,
с оптической накачкой, с электронной
накачкой (точнее, с накачкой пучком
быстрых электронов) и с накачкой пробоем в
электрическом поле. Конфигурации
лазеров с разными способами накачки
приведены на рис. 16.2.
Обычно в полупроводниковых лазерах
используются плоские резонаторы,
образуемые параллельными гранями
кристалла. Резонаторы с внешним управлением
составом когерентного излучения показаны
на рис. 16.3, 16.4. В резонаторе типа Фаб-
334
ри — Перо длиной h с зеркалами, обла^
дающими коэффициентами отражения Rb
и #2, необходимый для поддержания
генерации коэффициент усиления равен
£пор = а + A/L) In (#! #2)~1/2, A6.1>
где а — коэффициент распределенных
оптических потерь в резонаторе (коэффициент
внутренних потерь). Продольные типы
колебаний такого резонатора соответствуют
длинам волн Xq> между которыми
спектральная дистанция составляет
*L, A6.2)
п* = п —X(dn/dX).
A6.3)
Здесь п — коэффициент преломления.
В резонаторе с распределенной
обратной связью (РОС) пороговый уровень уси-

Гл. 16.
Полупроводниковые лазеры
ления определяется величиной обратного
•рассеяния для излучения,
распространяющегося по нормали к периодическим
возмущениям среды. Для конфигурации» по-
«казанной на рис. 16.5, резонансы
отражения имеют место на длинах волн kg =
Зона проЗодимоста
= 2nA/qt где q — целое число; Л —
период вариаций, обусловливающих РОС
Литература обзорного характера и
монографии, включающие описание свойств
полупроводниковых лазеров, указаны в
списке литературы [1 — 16].
tw
Валентная зона б)
Рис. 16.1. Энергетические диаграммы междузонных оптических переходов в полупроводниках:
а — накачка квантами с энергией, большей чем Ва и испускание кванта ~ ft(D, близкого по энергий
к Eg. Разность энергий теряется при внутризонной релаксации по энергии; б — прямой переход
с энергией /jco между экстремумами зон в прямозонном полупроводнике; в — переход с энергией
ft@ в непрямозонном полупроводнике; в переходе участвует (на рисунке поглощается) фонон ~ft&,.
обеспечивающий сохранение квазиимпульса.
16.1. ИНВЕРСИЯ НАСЕЛЕННОСТИ
И ОПТИЧЕСКОЕ УСИЛЕНИЕ
Инверсия населенностей для перехода
с энергией &со имеет место при условии
AF = Fc—Fv>h@, A6.4)
где Fe и Fv — квазиуровни Ферми для
электронов проводимости и дырок соот-
ff)
"/У
Рис. 16-2. Схемы основных типов пояупроводнико-
вых лазеров:
а—диоды в инжекционных лазерах с, обычным
широким резонатором, с полосковым контактом и
с полосковой мезаструктурой; б — лазер с
оптическим возбуждением квантами Ясор. Для получения
освещенной полоски применяется цилиндрическая
оптика. Штрихом обозначена возбужденная
область кристалла; в •— г — лазеры с электронной
накачкой с поперечной и продольной
конфигурацией (по взаимному расположении: наг.раслеинй
пучка накачки и генерируемого излучения).
д)
Рис. 16.3. Схемы обычного (а) и составных (б, в)
плоских резонаторов инжекционного лазера.
В составных резЪнаторах применено внешнее
зеркало (б) или прозрачная пластина с отражающей
внешней гранью (в).
ветственно. Для прямых межузонных
переходов излучение и усиление возможны
> Eg, где Eg — ширина запрещен-
при
ной зоны.
ствует
A6.5)
I. е. неизбежно связано с вырождением
обеих или одной из зон. На практике ока-
335
Тогда условие A6.4) соответ-
AF > Eg,

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных
зывается, что энергия фотона в
полупроводниковых лазерах в большинстве случаев
меньше, чем номинальное значение Eg
при рабочей температуре лазера. Это свя-
V-1
е)
Рис. 16.4. Селективные резонаторы для инжекци-
онных лазеров:
а — внешний резонатор с пространственной
селекцией; б — то же для лазерной батареи; в —
внешний резонатор с брюстеровским углом наклона
грани диода к оси резонатора; г — внешний резонатор
с селективным зеркалом; д — составной резонатор
из двух диодов разной длины, оптически
связанных с помощью внешнего сферического зеркала;
е — внешний резонатор с отражательной
дифракционной решеткой.
зано с взаимодействием носителей друг с
другом (плазменные эффекты, образование
экситонов), с решеткой и примесями. Так,
при сильном легировании края зон
размываются с образованием так называемых
336
«хвостов» плотности состояний б
запрещенной зоне; примесные уровни уширяются
в примесные зоны. В результате в
номинально запрещенной зоне у ее краев
образуется достаточное число состояний для
получения усиления на переходах Й-со <
< Eg-
На фиксированной длине волны коэф*
фициент усиления равен нулю при foco =
= AF и принимает положительные
значения при выполнении неравенства A6.4),
однако с ростом AF усиление стремится
к насыщению. В то же время полоса
усиления смещается в сторону больших
значений ftco и в пике полосы усиление быстро
растет с увеличением AF. Коэффициент
Ю
6)
Рис. 16.5. Примеры лазерных структур с
распределенной обратной связью:
а — диод с активным слоем, толщина которого
периодически изменяется; б — кристалл с
гофрированной поверхностью для оптического или
электронного возбуждения.
усиления в пике спектральной полосы
описывается формулой
£тах=/(я2 Й3 с* тц)/[л2 еу (/гсоJ (АЯсо) d\\
A6.6V
где / — плотность тока накачки; щ —
внутренний квантовый выход излучатель-
ной рекомбинации; d — толщина
активного слоя; дДсо — ширина спектральной
полосы люминесценции. Коэффициент у
введен для учета влияния температуры на
степень вырождения носителей тока и
практически равен единице при Т -> 0.
Его величина зависит не только от
температуры, но и от формы энергетического
спектра и уровня накачки. В общем случае
усиление gmax нелинейно зависит от
плотности тока накачки, хотя на практике
линейное приближение в большинстве
случаев оправдывается. При условии
сильного легирования при низких
температурах, а также при комнатной температуре
удовлетворительным приближением
является зависимость
A6.7)
где Р — коэффициент пропорциональности,
называемый удельным усилением. При
недостаточно сильном легировании, а также
при высоком уровне накачки могут быть
более адекватными приближение
= Р 0 — /о).
>/о>

Гл. 16.
Полупроводниковые лазеры
где /0 — плотность тока, соответствующая
«порогу инверсии», или квадратичное
приближение
:$'?. A6.9)
Приравнивая усиление A6.6) суммарным
оптическим потерям в плоском резонаторе,
получаем пороговый ток для
стационарной генерации
/пор—
п2 еу(Н(йJ
Я2 /I3 С2 ]
а+
1
l
1
A6.10)
Коэффициент Г учитывает эффективность
использования оптического усиления, раз-
10*
8
6
100
200
300 400 TJC
Рис. 16.6. Графики температурной зависимости
пороговой плотности тока в инспекционных лазерах
разных типов на основе арсенида галлия:
/ — диффузионные диоды; 2 — эпитаксиальные
сильно легированные диоды; 3 — односторонние ге-
тероструктуры; 4 — двусторонние гетерострукту-
ры [11].
виваемого в ограниченной части
резонатора, электромагнитным полем
возбужденного типа колебаний. В волноводном
резонаторе Г соответствует доле оптического
потока типа колебаний лазера,
распространяющегося в пределах активного слоя
(напомним, что gmax имеет смысл
коэффициента усиления для плоской волны, тогда
как в волноводе собственные колебания
соответствуют неоднородным волнам,
например, поверхностного типа).
Температурные зависимости порогового
тока в инжекциониых лазерах разного типа
с арсенидом галлия в качестве рабочего
вещества представлены на рис. 16.6.
16.2. ВЫХОДНАЯ МОЩНОСТЬ,
ЭФФЕКТИВНОСТЬ И К. П. Д. ЛАЗЕРА
Если ток накачки превышает
пороговое значение A6.10), то избыток мощности
накачки над пороговым значением может
быть полностью преобразован в мощность
когерентного излучения (даже если
внутренний квантовый выход излучательной
рекомбинации заметно меньше единицы),
поскольку эффективное излучательное врем»
жизни избыточных носителей тока убывает
с ростом интенсивности
электромагнитного поля.
Во внешнюю среду выходит некоторая
часть / когерентного излучения,
генерируемого в активной среде, которая зависит
от характеристик резонатора и внутренних
потерь а. Для продольных типов
колебаний в плоском резонаторе при
незначительном превышении порога генерации в
стационарном режиме величина / (функция-
выхода) может быть представлена в виде
/(ос, L,Rl9 R2)=
т==
у Hi /<2
A6.11)
причем суммируется излучение,
испускаемое в обе стороны; если же одно зеркала
глухое, то
(а, L, R)= [\ -Ь 2aL/ln ■^
A6.12)
Выходная мощность инжекционного
лазера
р = (%п/е) r\p f (a, L, R) (I — /nop),
A6.13)
где / — ток накачки; /пор — пороговый
ток; у\р — эффективность накачки, т. е.
отношение числа электронно-дырочных пар,,
образующихся в активной области лазера,,
к числу электронов, расходуемых на
создание электронно-дырочных пар за
тоже время. Величина г\р может отличаться
от единицы вследствие утечек мощности-
накачки и неполного совпадения рабочего»
объема активной области лазера с
объемом, в котором действует накачка. Для*
лазера с электронным возбуждением
W (\—r)
T]P/(a, L, Я) (/—
A6.14)
где W — энергия быстрых электронов; г —
коэффициент их отражения от поверхности;
£ — средняя энергия, расходуемая на
образование одной электронно-дырочной1
пары. Согласно [22], по эмпирическим
данным эта энергия составляет
Ej ^ 2,8 Eg + ЬЕ, A6.15)
где б£ = 0,5 — 1,0 эВ. С теоретической
точки зрения Ej определяется на основе
337

ч. и.
Лазеры на основе конденсированных сред
законов сохранения энергии и импульса
при ионизационных потерях энергии
быстрыми электронами. Предельная
эффективность лазера с электронным возбуждением
ограничивается отношением %(а/Е1 и
составляет около 0,3 (поскольку &со ^ Eg).
Для лазера с оптическим возбуждением
фотонами с энергией ftcop
. L> R)V—
A6.16)
где J и </П0р — поток фотонов накачки
и его пороговое значение соответственно;
Rp — коэффициент отражения фотонов
накачки. Отношение &со/А(Ор называют
энергетическим выходом. Коэффициент
полезного действия определяется отношением
мощности Р к полной затрачиваемой
мощности, включая мощность, теряемую в
схемах формирования потока накачки
(питание электронной пушки и фокусирующей
системы, питание лазера или лампы
накачки и т. д.), и поэтому зависит от
конкретных устройств. В инжекпионном лазере
следует учесть джоулевы потери в объеме
полупроводника и в контактах,
определяемые током накячки и остаточным
сопротивлением Rs. Тогда к. п. д.
г] = Р / {IV Л- I2Rs),
A6.17)
где U — напряжение, приложенное к
р — n-переходу и близкое по величине
к Й'Со/е.
Дифференциальной эффективностью ин-
жекционного лазера называют величину
Лдиф = dP/d{IU) =
= (k(o/eU) r\Pf (a,JL, R), A6.18)
максимальные значения которой
достигают 0,7 —0,8. Согласно формуле A6.18)
дифференциальная эффективность,
описывающая наклон выходной характеристики
[например, ватт-амперной Р (/)],
представляется постоянной величиной. На практике
встречаются некоторые отклонения от
идеализированной модели.
Уменьшение т)дИф и даже падение
выходной мощности при большой накачке
обычно обусловлено тепловой
перегрузкой излучающего элемента. Тепловое
сопротивление и предельная рассеиваемая
мощность диода сильно зависят от
размеров диода и рабочей температуры. Так,
в инжекционных лазерах совершенной
конструкции при гелиевых температурах
удается отвести 30 — 40 Вт тепла, прежде
чем выходная мощность излучения
перестанет расти; при охлаждении жидким
азотом эта величина составляет не менее
10 Вт; при комнатной температуре —
около 1 Вт.
«Смягченная» вблизи порога
ватт-амперная характеристика нередко наблю
дается вследствие изменения объема
возбужденной области лазера ( т. е. за счет
338
роста величины г\р). На сверхлинейном
участке характеристики наблюдается
развитие картины ближней зоны от одного
яркого пятна до образования яркой полосы
(в достаточно однородных лазерах).
«Жесткая» характеристика возникает
в тех случаях, когда имеется
неоднородность в распределении накачки вдоль оси
резонатора. Резкий рост выходной
мощности на начальном участке возникает
вследствие оптического просветления участков
с недостаточной накачкой (жесткий режим
возбуждения). Причиной нелинейности
ватт-амперной характеристики может
также служить изменение модового состава
излучения.
До сих пор речь шла о стационарных
режимах генерации. На практике важную
роль играют нестационарные режимы
(переходные процессы и автомодуляция).
Обычно уже при небольшом превышении
порога генерации возникают более или
менее регулярные пульсации излучения с
характерной частотой повторения 10ь —
109 Гц. Нередко наблюдаются процессы
типа перезарядки ловушек, приводящие к
задержкам генерации по отношению к
фронту импульса накачки на 10 — 30 не.
Расчеты на основе скоростных
уравнений показывают, что установление
режима генерации носит периодический
характер [5], причем период пульсаций G
интенсивности составляет (при малой
глубине)
где %е — время жизни электронов; %р —
время жизни фотонов. Если длительность
импульсов сравнима или меньше 6, ю
выходная характеристика существенно
отличается от стационарной.
В непрерывном режиме ограничения
мощности обусловливаются перегревом
излучателя, в импульсном—процессами
саморазрушения кристалла (главным образом
торцов диода). Критические значения
плотности оптического потока зависят от
условий и режима работы. Для лазеров на
основе сильно легированных р — /г-пере-
ходов в GaAs при 77 К и длительности
импульсов накачки 0,5 мке критическая
мощность на 1 мм ширины диода составляет
около 50 Вт.
16.3. МАТЕРИАЛЫ
ДЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЛАЗЕРОВ
В лазерах используются прямозонные
полупроводники; перечень некоторых из
них приведен в табл. 16.1. Прямозонные
полупроводники обладают такой формой
закона дисперсии носителей тока, при
которой абсолютный максимум валентной
зоны и абсолютный минимум зоны
проводимости находятся в одной и той же точке
зоны Бриллюэна (в соединениях А3В5 и
А2В6 это центр зоны Бриллюэна, в соеди-

Гл. 16.
Полупроводниковые лазеры
Таблица 16.1
Величина коэффициента излучательной
рекомбинации В в некоторых
полупроводниках, используемых
в качестве рабочего вещества
лазеров при 300 К
Тип
соединения
АЗВ5
А4В6
А«
Вещество
GaAs
InP
GaSb
In As
PbS
PbSe
PbTe
Те
Bf см3/с
7,2х10-Ю
l,2XlO-9
2,4ХЮ-Ю
8,5Х1О-Ю
1,5х10-ю
5Х10-Ю
4ХЮ-Ю
8,5xlO-i2
нениях A4B6 — это точки, смещенные из
центра в направлении A11) к краям зоны
Бриллюэна). Преимущество прямозонных
полупроводников состоит в большой
вероятности В излучательного
междузонного перехода с участием тех состояний,
которые в первую очередь заполняются под
действием накачки. К сожалению, к ним
не относятся такие хорошо освоенные
полупроводники, как Ge, Si, GaP, SiC и др.
Несмотря на определенные успехи в
получении вынужденного излучения в непрямо-
зонных кристаллах, генератор мощного
когерентного излучения на основе этих
материалов создать не удается.
В табл. 16.2 представлены материалы,
по которым имеются подтвержденные
сведения о получении когерентного
излучения и указаны виды накачки,
использованные в экспериментах.
Важную роль среди полупроводниковых
материалов для лазеров играют твердые
растворы. Если смешиваемые соединения,
например GaP и GaAs, имеют одинаковый
тип кристаллической решетки (в данном
случае тип сфалерита), то они могут
образовывать непрерывный ряд твердых
растворов, например GaP^Asx-^. с 0 < х < 1,
с непрерывным изменением Eg. Это
свойство позволяет перекрывать широкий
спектральный диапазон. Твердый раствор
GaPaAs^x представляет систему, в
которой смешиваемые компоненты обладают
разными типами зон, а именно, GaAs —
прямозонный полупроводник, тогда как
GaP — непрямозонный. Смена типа зон
происходит при некотором значении х,
соответствующем пересечению кривых
зависимости положения прямого и
непрямого минимумов зоны проводимости
относительно максимума валентной зоны.
Аналогично переходы имеются в твердых
растворах In^a; GaxP), Al^Ga^x As и др.
Другую группу образуют твердые
растворы, в которых при некотором составе
Eg = 0. Это происходит, например, в
твердом растворе РЪг^х SnxSe, в котором при
изменении х от 0 до 1 подзоны вблизи
прямого перехода меняются местами, так что
при х яг 0,15 (Т = 12 К) ширина
запрещенной зоны проходит через нуль. Это
обстоятельство позволяет создать длинноволновые
лазеры (на практике до X = 32 мкм).
Интересно, что лазеры могут быть созданы на
основе составов по обе стороны от точки,
где Eg (x) = 0.
Еще одну группу образуют твердые
растворы компонентов, у которых типы
решетки и зон совпадают. Примером могут
служить твердые растворы CdSx^^Se^,
inPj.-xAsx, PbSx-ttSex, в которых
прямыми зонами обладают все составы.
Важную роль играют твердые растворы
в гетероструктурах. Совершенные гетеро-
структуры могут быть созданы только
в том случае, если контактирующие
материалы обладают одинаковым типом и
периодом решетки. Благоприятным
обстоятельством явилось близкое совпадение
периодов решетки GaAs и AlAs.
Вследствие этого в твердом растворе
Al^Ga^a-As взаимозамещение галлия и
алюминия происходит практически без
изменения периода решетки («изопериодиче-
ское» замещение), тогда как Eg изменяется
существенно. Таким образом, в
гетеропереходах AlxGa^xAs — GaAs скачок
периода решетки настолько мал, что дефекты
несоответствия практически отсутствуют.
Набор материалов, пригодных для
создания совершенных .гетероструктур,
расширяется, если использовать возможность
изопериодического замещения
одновременно двух или более атомов соединения.
Примером многокомпонентной смеси, период
решетки которой совпадает с бинарным
соединением, является твердый раствор
GaxIrii-xPi-yAsy. Если х и у подобраны
так, что влияние галлия и мышьяка на
период решетки взаимно компенсируется,
то твердый раствор будет изопериодичен
с InP. Лазеры на таких гетеропереходах
практически осуществлены в спектральном
диапазоне 1,05 — 1,3 мкм.
16.4. НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ИНЖЕКЦИОННЫХ ЛАЗЕРОВ
Имеется ряд диодных структур,
пригодных для использования в лазерах.
Рассмотрим особенности наиболее важных из
них.
1. Сильно легированные р — /г-пере-
ходы (называемые иногда гомоструктурамет
в отличие от гетероструктур) изготовляются
либо диффузией, либо эпитаксиальным
наращиванием. Например, в арсениде галлия
диффузионные лазеры были созданы
диффузией цинка (акцептора) в монокристал.
339

ч. и.
Лазеры на основе конденсированных соед
Таблица 16.2
Полупроводниковые материалы,
рабочего вещества в лазерах
Тип
соединения
А*В*
А2Вб
А4В6
(А4, А2) Вб
А6
А3Вб
А|В6
Д2П5
A2B4Q
Рабочее вещество
GaN
GaAs
InP
GaSb
InAs
InSb
(Ga, In)P
(Al, Ga) As
Ga(As, P) \
(AlGa) (P, As) /
(In, Ga) As
In(P, As)
Ga (As, Sb)
In (As, Sb)
(Al, Ga)Sb
(In, Ga) (P, As)
(Al, Ga) (As, Sb)
ZnO
ZnS
ZnSe
ZnTe
CdS
CdSe
CdTe
(Zn, Cd)S
Cd (S, Se)
(Cd, Hg) Те
PbS
PbSe
PbTe
Pb (S, Se)
(Pb, Sn)Se
(Pb, Sn) Те
(Pb, Ge)Te
(Pb, Cd) S
Те
GaSe
inSe
In2Se
Cd3P2
CdSnP?
CdSiAs2
используемые в качестве
Длина
волны,
мкм
0,36
0,83—0,92
0,89—0,91
1,5—1,6
3,0—3,2
4,8—5,3
0,59—0,9
0,62—0,9
0,63—0,9
0,85—3,2
0,90—3,2
0,95—1,6
1,0—5,3
1,1—1,6
0,62—3,2
0,62—1,6
0,37
0,33
0,46
0,53
0,,49
0,69
0,79
0,33—0,49
0,59—0,69
3,8—4,1
4,6
8,5
6,5
4,7—5,5
8,5—32
6,5—32
4,4—6,5
3,5
3,7
0,59—0,60
0,97
1,6
2,1
1,1
0,77
Работы, в которых
различные видь
инжекция
[24—27]
[34, 35]
[38, 39]
[42]
[45, 46]
[49]
[51—53]
[56—59]
[61
[63
[64
[65]
[67]
[671
[911
93]
94:
95:
98
98
[100
[ЮН
—
—
—
—
—
оптическая
[23]
[28]
[36]
[40]
[40, 43]
[47]
[50]
—
[62]
[68]
[70]
[76, 77]
[82, 83]
[86]
[68, 88]
[90]
[96]
—
—.
11031
—
—
[107]
—
—
исследовались
з накачки

электронная
[29—31]
—
[41]
[44]
[48]
[55]
[60]
[66]
169]
[71, 72]
[73]
[74, 75]
[78, 79]
[84]
[85, 86]
[89]
|92]
92]
92
97:
99:
99:
—
[1021
[104]
[105]
[106]
[108]
[109]
пробой
[32, 33]
[37]
—
_
[89, 81]
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
, L
—
—
—
—
340

Гл. 16.
Полупроводниковые лазеры
лы, легированные теллуром (донор),
причем генерация наблюдалась только при
достаточно высоких концентрациях обеих
примесей, не менее чем B — 5) • 1017 см.
Эпитаксиальные гомоструктуры
изготовляются наращиванием легированных слоев
на подложках с противоположным типом
проводимости. В этом случае также
необходим высокий уровень легирования. Для
лазеров, работающих при комнатной
температуре, преимущественно используются
р — я-переходы с концентрациями
примесей обоих типов на уровне более 1018 см-3.
Типичные значения коэффициента а
[см. формулу A6.1)] в гомоструктурах на
основе арсенида галлия составляют 5 —
10 см-1 при низких температурах и 50 —
100 см-1 при 300 К. Коэффициент Р
оценивается величиной B — 4) - 10~3 см/А при
300 К. Пороговые плотности тока при
криогенных температурах составляют не
более 1 кА/см2, но при комнатной
температуре возрастают до 20 — 50 к А/см2.
2. Односторонние гетер остр у ктуры
(ОГС) являются комбинацией р — /г-пере-
хода и гетероперехода (обычно р — р-
типа), расположенного вблизи р — п-пе-
рехода (на расстоянии менее чем длина
диффузии инжектируемых носителей тока).
ОГС создаются гетероэпитаксиальным
наращиванием с последующей диффузией
примеси в подложку для создания р — л-пере-
хода. Например, в ОГС на основе арсенида
галлия на подложку с электронной
проводимостью наращивается слой pAl0CGa1_2CAs
с более широкой запрещенной зоной, чем
у GaAs. Акцепторы, диффундирующие ^з
этого слоя в подложку, образуют активный
р-слой в GaAs. При толщине этого слоя
около 2 мкм р — р-гетеропереход
эффективно влияет на распределение
инжектированных электронов, препятствуя их
диффузионному растеканию от р — я-перехода.
Таким образом потенциальный барьер в
р — р-гетеропереходе ограничивает объем
активной области (эффект «электронного
ограничения»). В результате для
достижения необходимого уровня объемной
скорости накачки требуется меньшая
плотность тока. Благодаря этому, в ОГС на
GaAs удалось снизить пороговую
плотность тока при 300 К до 5 — 10 кА/см2.
Осуществлены ОГС на GaAs, Al3CGa1_3CAs
и Pbi-oc Snx Те.
3. Двусторонние гетер остр у ктуры (ДГС)
и их более сложные модификации
позволили снизить пороговую плотность тока
при 300 К до значений ниже 1 кА/см2
использованием эффектов «электронного»
(как и в ОГС) и «оптического» ограничений.
ДГС содержит два гетероперехода: один
инжектирующий, другой
—ограничивающий диффузионное растекание носителей
тока. Активная область заключена
между гетеропереходами. Например, в ДГС
на основе системы твердых растворов
Al^Ga^xAs собственно гетероструктуру
составляют следующие слои:
la^^As Eg ^ 1,8 эВ,
Vs Eg = 1,4 эВ,
Gax-xAs Eg я? 1,8 эВ.
Как было указано ранее,
кристаллографическое совершенство гетеропереходов в
данной системе обеспечивается благодаря
близкому совпадению периодов решетки
слоев.
Дополнительный эффект, позволяющий
понизить порог генерации по сравнению
с ОГС, состоит в том, что ДГС обладает
оптическим волноводом, который
удерживает излучение в активном слое, даже если
его толщина уменьшается до долей
микрона. Волновод для изучения,
распространяющегося вдоль гетероструктуры, образуется
узкозонной прослойкой, обладающей
более высоким значением коэффициента
преломления, чем прилегающие
широкозонные слои. Если структура оптически
симметрична (что нельзя сказать об ОГС),
то волноводный эффект имеет место при
любой толщине узкозонного слоя.
Локализацию потока активным слоем иногда
называют эффектом «оптического
ограничения», который имеет место и в гомострук-
турах, но выражен гораздо слабее.
Благодаря эффектам электронного и
оптического ограничения рабочий объем активной
среды на единицу площади
инжектирующего гетероперехода может быть уменьшен
с соответствующим снижением пороговой
плотности тока. Ее минимальное значение,
достигнутое при комнатной температуре
в лазере с ненагруженным резонатором,
составило 390 А/см2; более типичные
значения для плоских резонаторов находятся
в интервале 0,5—2,5 кА/см2. В ДГС на
GaAs при низких и комнатных
температурах а = 5 — 15 см-1; Р = 0,1 см/А при
77 К и около 0,01 см/А при 300 К.
Модификацией ДГС являются
гетероструктуры с раздельным ограничением, где
число слоев увеличено до пяти:
р AlxGai_x As Eg « 1,8эВ,
р A\yGai-.y As Eg~
p Ga As Eg = \ ,4 •
n Aiy Ga\-y As Eg ж
n AljcGai_xAs Eg^ 1,8 эВ,
причем у ж 0,1 и х ^ 0,3. Электронное
ограничение выполняют гетеропереходы
на границах слоя GaAs, а оптическое
ограничение — гетеропереходы между
Al^Ga^xAs и A\yGat-yAs.Дополнительные
слои AlyQ^^yAs не вносят потерь, так как
прозрачны для излучения, генерируемого в
GaAs. Преимущество таких диодов состоит
в возможности независимо оптимизировать
электронную и оптическую структуру
лазера.
К гетероструктурам следует отнести и
лазеры, работающие на контакте металл —
полупроводник, имеющие пока
ограниченное распространение.
Характеристики инжекционных
лазеров приведены в табл. 16.3.
341

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
Некоторые характеристики инжекционных лазеров
Таблица 16.3
Рабочее
вещество
Ga As
Al^Gai-xAs
In As
InSb
PbS
Pbi-^Sn^Te
Тип
структуры
д
д, э
ore
дгс
ore
дгс
д
э
э
д
д
г, к
4—20
77—90
300
300
400
77
300
4—20
77
4,2
4,2
12
Ki МКМ
0,84
0,85—0,86
0,90
0,89
0,92
0,66
0,77
3,2
3,1
5,2
4,3
9—И
^пор, к А/см2
0,1
0,5
5—10
1
7,5
2—3
1
2—4
0,5
0,35
0,05—0,4
Мощность излучения,
Вт

непрерывная
12
3—4
о!
0,05
0,05
—
—
0,05

импульсная
5—100
11
9
—
0,1
0,2
—
—
0,1
Литература
[ЮО]
[111—114]
[П5]
[117.118J
[1101
[120]
[121]
[43, 122)
[123]
11241
(91, 125]
[126, 127)
Примечание. Типы лазерных структур: Д — диффузионные, Э — эпитаксиаль-
ные гомоструктуры.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Басов Н. Г. Полупроводниковые
лазеры (Нобелевская лекция 1964 г.) — УФН,
1965, т. 85, № 4, с. 585—598.
2. Холл Р. Когерентное излучение р—п
переходов. — В кн.: Оптические квантовые
генераторы. М., «Мир», 1966, с. 125—147.
3. Натан М. Полупроводниковые
лазеры. — «Зарубежная радиоэлектроника»,
1967, № 4, с. 62—87.
4. Басов Н. Г., Попов Ю. М.
Полупроводниковые квантовые генераторы. — ФТП,
1967, т. 1, № 11, с. 1593—1598.
5. Басов Н. Г., Никитин В. В.,
Семенов А. С. Динамика излучения
полупроводниковых инжекционных лазеров. — УФН,
1969, т. 97, № 4, с. 561—600.
6. Пилкун М. Инжекционные лазеры. —
УФН, 1969, т. 98, № 2, с. 295—350.
7. Базаров В. К. Полупроводниковые
лазеры и их применение. (Массовая
радиобиблиотека, вып. 705). М., «Энергия», 1969.
8. Gallium Arsenide Lasers. Ed. С. Н.
Gooch, Wiley — Interscience, N. Y., 1969.
9. Елисеев П. Г. Исследование
инжекционных квантовых генераторов. — «Труды
Физического института им П. Н. Лебедева
АН СССР». М., 1970, т. 52, с. 3—117.
10. Гликсман Р. Технология
изготовления и конструирование источников когерент-
342
ного и некогерентного ИК излучения из ар*
сенида галлия. — «Зарубежная радиоэлект*
роника», 1971, № 8, с. 98—116.
11. Елисеев П. Г. Лазеры на
гетеропереходах. — В сб.: «Квантовая электроника»,
под ред. Н. Г. Басова. № 6A2). М., «Сов.
радио», 1972, с. 3—30.
12. Пантел Р., Путхоф Г. Основы кван*
товой электроники. М., «Мир», 1972.
13. Елисеев П. Г., Шуйкин Н. Н. Одно*
модовые и одночастотиые инжекционные
лазеры. В сб.: «Квантовая электроника»,
под ред. Н. Г. Басова, № 3A5), М., «Сов.
радио», 1973, с. 5—26.
14. Богданкевич О. В., Дарзнек С. А.,
Елисеев П. Г. Полупроводниковые лазеры.
М., «Наука», 1976.
15. Панков Ж. Оптические процессы в
полупроводниках. .М., «Мир», 1974.
16. Lasher G., Stern F. Spontaneous and
stimulated recombination radiation in
semiconductors. — «Phys. Rev.», 1964, v. 133A,
№ 2. p. 553—563.
17. Засавицкий И. И. Инжекционные
лазеры на основе узкозонных
полупроводников и их применение (обзор). —
«Зарубежная радиоэлектроника», 1974, № 10, с. 74—
119.
18. Басов Н. Г., Крохин О. Н.,
Попов Ю. М. Получение состояний с
отрицательной температурой в р—м-переходах вы-»

Гл. 16.
Список литературы
рожденных полупроводников. — ЖЭТФ,
1961, 40, №>6, с. 1879—1880
19 Bernard M. G. A., Duraffourg G.
Laser condition in semiconductors.. — «Phys.
St. Sol.». 1961, v. 1, № 7, p. 699—703.
20. Попов Ю. M. Методы получения
состояний с отрицательной температурой в
полупроводниках. В кн. «Труды физического
института им. П. Н. Лебедева АН СССР»,
М., 1965, т. 31, с. 3—73.
21. Rieck H. The effective lifetime of
stimulated and spontaneous emission in
semiconductor laser diodes — «Sol. St. Electron»,
1965, v. 8, № 1, p. 83—85.
22. Klein C. A. Bandgap dependence and
related features of radiation-ionization
energies in semiconductors. — «J. Appl. Phys.»,
1968, v. 39, № 4, p. 2029—2038.
23. Dingle R., Shaklee K. L, Leheny R. F.,
Zetterstrom R. B. Stimulated emission and
laser' action in gallium nitride. — «Appl.
Phys. Lett.», 1971, v. 19, № 1, p. 5.
24 Hall R. N., Fenner G. E., King-
sley J. D., Soltys T. JM Carlson R. O.
Coherent light emission from GaAs junctions. —
«Phys. Rev. Lett.», 1962, v. 9, № 9, p. 366.
25. Nathan M. IM Durnke W. P., Burns C,
Dill F. H., Jr., Lasher G. J. Stimulated
emission of radiation from GaAs p—n junction.—
«Appl. Phys. Lett.», 1962, v. 1, № 3, p. 62.
26. Quist T. M., Rediker R. H., Keyes R.
et al. Semiconductor maser of GaAs. —
«Appl. Phys. Lett», 1962, v. 1, № 4, p. 91—92.
27. Багаев В. С, Басов Н. Г., Вул Б. М.
и др. Полупроводниковый квантовый
генератор на р—я-переходе в GaAs. — «ДАН
СССР», 1963, т. 150, JVfe 2, с. 275—278.
28. Басов Н. Г., Грасюк А. 3.? Кату-
лин В. А. Индуцированное излучение в ар-
сениде галлия при оптическом
возбуждении. — «ДАН СССР», 1965, т. 161, № 6,
с. 1306—1307.
29 Hurwitz С. Е., Keyes R. J. Electron
beam pumped GaAs Laser. — «Appl. Phys.
Lett», 1964, v. 5, № 7, p 139—141.
30. Курбатов Л. Н., Кабанов А. Н., Сиг-
риянский В. В. и др. Генерация
когерентного излучения образцов арсенида галлия при
электронном возбуждении. — «ДАН СССР»,
1965, т 165, № 2, с. 303—304.
31. Cusano D. A. Radiative recombination
from GaAs directly excited by electron
beams. — «Sol St. Cqmmun.», 1964, v. 2,
№ 11, p. 353—358.
32. Weiser K;, Woods J. F. Evidence for
avalanche injection laser in p-type GaAs. —
«Appl. Phys. Lett.», 1965, v. 7, № 8, p. 225.
33. Southgate P. D. Stimulated emission
from bulk field-ionized GaAs. — «IEEE J.»,
1968, v. QE-4, № 4, p. 179—185.
34. Weiser K., Levitt R. S. Stimulated
light emission from indium phosphide. —
«Appl. Phys. Lett.», 1963, v. 2, № 9, p. 178.
35. Басов Н. Г., Елисеев П. Г., Исмаи-
лов И. и др. Некоторые свойства
полупроводниковых квантовых генераторов на
основе фосфида индия. — ФТТ, 1966, т. 8, №9,
с. 2610—2615.
36. Елисеев П. Г., Исмаилов И., Михай-
лина Л. И. Когерентное излучение InP при
оптическом возбуждении инжекционным
лазером. — «Письма в ЖЭТФ», 1967, т. 6,
№ 1, с. 479—486
37. Southgate F. D., Mazzochi R, Т.
Stimulated emission in field-ionized bulk
InP. — «Phys. Lett.», 1968, v. 2BA, № 3,
p. 216.
38 Chipaux C, Eymard R. Etude de 1'ef-
fet «laser» dans des fonctions d'antirnoniure
de gallium. — «Phys. St. Sol.», 1965, v. 10,
№ 1, p. 165—174.
39. Крюкова И. В., Карнаухов В. Г.,
Падучих Л. И. Стимулированное излучение из
диффузионных р—я-переходоз на антимо-
ниде галлия. — ФТТ, 1965, т. 7, № 11,
с. 3421—3422.
40. Benoit a la Guillaume С, Lau-
rant J. M. Laser effect in InAs and GaSb by
optical excitation. — «Compt. Rend.», 1966,
v. 262; N2 4, p. 275.
41. Benoit a la Guillaume C, Debe-
ver J. M. Laser effect in gallium antimonide
by electron bombardment. — «Compt. Rend.»,
1964, v. 259, № 14, p. 2200—2202.
42. Melngailis I. Maser action in InAs
diodes. — «Appl. Phys. Lett.», 1963, v. 2,
N2 9, p. 176—178.
43. Melngailis I. Optically pumped InAs
laser. — «IEEE J.», v. QE-1, № 2, p. 104.
44. Benoit a la Guillaume C., Debe-
ver J. M. Laser effect in indium arcenide by
electron bombardment. — «Sol. St. Com-
mun.», 1964, v. 2, № 5, p. 145—147.
45. Benoit a la Guillaume C., Laval-
lard P. Laser effect in indium antimonide. —
«Sol. St. Commun.», 1963, v. 1, N2 6, p. 148.
46. Melngailis I., Phelan R. J.,
Rediker R. H. Luminescence and coherent
emission in large — volume injection plasma in
InSb. — «Appl. Phys. Lett.», 1964, v. 5, N2 5,
p. 99—100.
47. Phelan R. J., Rediker R. H. Optically
pumped semiconductors laser. — «Appl, Phys.
Lett.», 1965, v. 6, № 4, p. 70—71.
48. Benoit a la Guillaume C, Debe-
ver J. M. Laser effect excited by an electron
beam. In: «Radiative Recombination in
Semiconductors», Paris, Dunod. 1965, p. 255.
49. Macksey H. M.y Holonyak N., Scif-
res D. R., Dupuis R. D., Zack G. W.
Ini-acGaxP P—n junction lasers. — «Appl.
Phys. Lett.», 1971, v. 19, N2 8, p. 271—272.
50. Burnham R. D., Holonyak N., Jr., Keu-
ne D. L. et al. Stimulated emission in
Ini_xGaxP. — «Appl. Phys. Lett.», 1970,
v. 17, № 10, p. 430—431.
51. Rupprecht H., Woodall J. M., Pet-
tit G. D. et ah Stimulated emission from
Gai_xAlxAs diodes at 77° K. — «IEEE J.»,
1968, v. QE-4, № 1, p. 35
52. Susaki W., Sogo Т., Oku T. Lasing
acting in {Gai-xAUJAs diodes. — «IEEE J.»,
1968, v. QE-4, № 4, p 122—125.
53. Алферов Ж. И., Андреев В. М.,
Корольков В. И. и др. Когерентное излучение
в эпитаксиальных структурах с гетеропере-
343

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сре&
ходами в системе AlAs—GaAs. — ФТП,
1968, т. 2, № 10, с. 1545—1547.
54. Kressel H., Hawrylo F. Z. Stimulated
emission at 300° К and simultaneous lasing
at two wavelength in epitaxial AUGai-ccAs
injection lasers. — «Proc. IEEE», 1968, v. 56,
№ 9, p. 1598—1599.
55. Долгинов Л. М„, Дружинина Л. В.,
Крюкова И. В. и др. Параметры лазеров на
AUGai-xAs с электронной накачкой в
видимой области спектра. — «Квантовая
электроника», 1974, т. 1, № 1, с 178—180
56. Holonyak N. Jr., Bevacqua S. F.
Coherent (visible) light emission from
Ga(Asi-rPx) junctions. — «Appl. Phys.
Lett.», 1962, v. 1, № 4, p. 82—83
57. Ainslie N., Piikuhn M., Rupprecht H.
High-energy light emission from junction in
GaAsxPi-* diodes — «J. Appl. Phys.», 1964,
v. 35, № I, p. 105—107.
58. Басов Н. Г., Елисеев П. Г.,
Никитин В. В. и др. Полупроводниковый
квантовый генератор на р—п переходе из
соединения GaAsi-sP*. — ФТТ, 1965, т. 7, № 6,
с. 1902—1904.
59. Барнэм Р. Д., Голоньяк Н., Корб Г. В.
и др. Твердые растворы AlGaAsP и инжек-
ционные лазеры с двумя гетеропереходами
на их основе. — ФТП, 1972, т. 6, № 1,
с. 97—102.
60. Басов Н. Г., Богданкевич О. В.,
Елисеев П. Г., Лаврушин Б. М. Оптический
квантовый генератор с возбуждением
пучком быстрых электронов на твердом
растворе GaPxAsi_x. — ФТТ, 1966, т. 8, № 5,
с. 1341 — 1349.
61. Melngaiiis I., Strauss A. J., Redi-
ker R. H. Semiconductor diode masers of
InxGai-xAs. — «Proc. IEEE», 1963, v. 51,
№ 8, p. 1154—1155.
62. Rossi J. A., Chinn S. R. Efficient
optically pumped InP and In^Gai-xAs
lasers. — «J. Appl. Phys.», 1972, v. 43, № 11,
p. 4806—4807.
63. Alexander F. В., Bird V. R.,
Carpenter D. B. Spontaneous and stimulated
infrared emission from indium phosphide —
arsenide diodes. — «Appl. Phys. Lett.», 1964,
v. 4, № 1, p. 13—15.
64. Sugiyama K., Saito H. GaAsSb-—
AlGaAsSb double heterojunction lasers. —
«Japan. J. Appl. Phys.», 1972, v. 11, № 7,
p. 1057—1058.
65. Басов Н. Г., Дуденкова А. В., Кра-
сильников А. И. и др. Полупроводниковый
квантовый генератор на р—п переходе в
системе InAsi-xSb*. — ФТТ, 1966, т. 8, № 4,
с. 1060—1063.
66. Акимов Ю. А., Буров А. А., Загарин-
ский Е. А. и др. Полупроводниковый
квантовый генератор с электронной накачкой на
основе AUGai_xSb. — «Квантовая
электроника», 1975, т. 2, № I, с. 68—72.
67. Богатов А. П., Долгинов Л. М.,
Дружинина Л. В. и др. Гетеролазеры на основе
GaxIni-xAsyPi-y и AUGai-xSbyAsi-y. —
«Квантовая электроника», 1974, т. К № 10,
с. 2294—2295.
68. Johnston W. DM Jr. Characteristics of
344
optically pumped platelet lasers of ZnO, CdS,
CdSe and CdSo.6Seo.4 between 300° and
80° K. — «J. Appl. Phys.», 1971, v. 42, № 7,
p. 2731—2740.
69. Nicoll F. H. Ultraviolet ZnO laser
pumped by an electron beam. — «Appl. Phys.
Lett.», 1966, v. 9, № 1, p. 13—15.
70. Wang S., Chang С. С Coherent
fluorescence from zinc sulphide excited by two-
photon absorption. — «Appl. Phys. Lett.»,.
1968, v. 12, №5, p. 193—195.
71. Hurwitz С. Е. Efficient ultraviolet
laser emission in electron—beam—excited
ZnS. — «Appl. Phys. Lett.», 1966, v. 9, № 3,
p. 116—118.
72 Богданкевич О. В., Зверев М. М., Пе-
ченов А. Н., Сысоев Л. А. Рекомбинацион-
ное излучение монокристаллов ZnS,
возбуждаемых пучком быстрых электронов. —
ФТТ, 1966, т. 8, № 9, с. 2547—2548.
73 Bogdankevich О. V.t Zverev M. M.f
Krasilnikov A. I., Pechenov A. N. Laser
Emission in electron-beam excited ZnSe. —
«Phys. St Sol.», 1967, v. 19, № 1, p. K5—K6.
74. Hurwitz С. Е. Laser emission from
electron beam excited ZnTe. — «IEEE J.»,
1967, v. QE-3, № 7, p. 333—334.
75. Власов A. H.t Козина Г. С,
Федорова О. Б. Стимулированное излучение
монокристаллов теллурида цинка при
возбуждении быстрыми электронами. — ЖЭТФ, 1967,
т. 52, № 2, с. 434—437.
76 Конюхов В. К., Кулевский Л. А.,
Прохоров А. М. Оптический генератор CdS
при двухфотонном возбуждении рубиновым
лазером. — «ДАН СССР», 1965, т. 164,
№ 5, с. 1012—1015.
77 Басов Н. Г., Грасюк А. 3.,
Зубарев И. Г., Катулин В. А. Генерация в CdS
при двухфотонном оптическом возбуждении
О КГ на рубине. — ФТТ, 1965, т. 7, № 12,
с. 3639—3640.
78. Басов Н. Г., Богданкевич О. В., Де-
вятков А. Г. Оптический квантовый
генератор на кристалле CdS с возбуждением
быстрыми электронами. — «ДАН СССР», 1964,
т. 155, № 4, с. 783.
79. Курбатов Л .Н., Мащенко В. Е., Мо-
чалкин Н. Н. Когерентное излучение
монокристаллов сульфида кадмия при
электронно-лучевом возбуждении. — «Оптика »
спектроскопия», 1967, т. 22, № 3, с. 429
80. Nicoll F. H. Intense recombination
radiation and room temperature lasing in CdS
excited by high-voltage rf current pulses. —
«Appl. Phys. Lett.», 1973, v. 23, JNfe 8, p. 465.
81. Басов Н. Г., Молчанов А. Г.,
Насибов А. С. и др. Генерация когерентного
излучения в полупроводниках и диэлектриках,
возбуждаемых электрическим полем. —
Доклад на 8 Международной конференции па
квантовой электронике, Сан-Франциско,
1974.
82. Грасюк А. 3., Ефимов В. Ф.,
Зубарев И. Г. и др. Полупроводниковый
квантовый генератор на CdSe с двухфотонньш
оптическим возбуждением. — ФТТ, 1966„
т. 8, № 6, с. 1953—1954.

Гл. 16.
Список литературы
83. Hoionyak N., Jr., Sirkis H. D., Still-
man G. E., Johnson M. R. Laser operation of
CdSe pumped with a Ga(AsP) laser diode.—
«Proc. IEEE», 1966, v. 54, № 8, p. 1068.
84. Hurwitz С. Е. Electron beam pumped
lasers of CdSe and CdS. — «Appl. Phys.
Lett.», 1966, v. 8, № 5, p. 121—124.
85 Вавилов В. С, Нолле Э. Л.
Оптический квантовый генератор на теллуриде
кадмия с электронным возбуждением. — «ДАН
СССР», 1965, т. 164, № 1, с 73—74.
86 Вавилов В. С, Нолле Э. Лм
Егоров В. Д. Новые данные о спектре реком-
бинационного излучения теллурида кадмия
при электронном возбуждении. — ФТТ,
1965, т. 7, № 3, с. 934—936.
87 Бродин М. С, Будник П. И., Витри-
ховский Н. И., Закревский С. В. Лазер на
смешанных кристаллах ZnSx—CdSj_x при
двухфотонном возбуждении. — «Труды IX
Международной конференции по физике
полупроводников. Л., «Наука», 1969, т. 1,
с. 645—648.
88 Бродин М. С, Витриховский Н. И.,
Закревский С. В., Резниченко В. Я.
Генерация на смешанных кристаллах CdS*—
CdSei_x при возбуждении излучением
рубинового ОКГ. — ФТТ, 1966, т. 8, № 10,
с. 3084—3086.
89. Hurwitz С. Е. Efficient visible lasers
of CdSxSei-x by electron-beam excitation. —
«Appl. Phys. Lett.», 1966, v. 8, № 11, p. 243—
245:
90. Melngailis 1., Strauss A. J.
Spontaneous and coherent photoluminescence in
CdxHgi-яТе. — «Appl Phys. Lett.», 1966,
v. 8, № 7, p. 179—180.
91. Butler J. F., Calawa A. R. PbS diode
laser — «J. Electrochem. Soc», 1965, v. 112,
№ 10, p. 1056—1057.
92 Hurwitz С. Е., Calawa A. R., Redi-
ker R. H. Electron beam pumped lasers of
PbS, PbSe and PbTe. — «IEEE J.», 1965,
v. QE-1, № 2, p. 102—103
93 Butler J. F., Calawa A. R., Phe-
1an R. J., Jr., Strauss A. J., Rediker R. H.
PbSe diode laser. — «Sol. St. Commun.»,
1964, v. 2, № 10, p. 303—304.
94. Butler J. F., Calawa A. R., Phe-
lan R. J., Jr., Jarrnan T. C, Strauss A. J.,
Rediker R. H. PbTe diode laser. — «Appl.
Phys. Lett.», 1964, v. 5, № 4, p. 75—77.
95. Чащин С. П., Аверьянов И. С, Бары-
шев И. С. Вынужденное рекомбинационное
излучение из диодов PbSxSei-x- — ФТП,
1970, т. 4, № 9, с. 1794—1795.
96. Mooradian A., Strauss A. J.,
Rossi J. A. Broad band laser emission from
optically pumper PbSi-xSex. — «IEEE J.»,
1973. v. QE-9, № 2, p. 347—349.
97 Курбатов Л. Н., Мащенко В. Е., Мо-
чалкин Н. Н. и др. Когерентное
рекомбинационное излучение некоторых
полупроводников при высоком уровне возбуждения. —
«Труды IX Международной конференции по
•физике полупроводников». Л.. «Наука»,
1969, т. 1, с. 621—628.
98. Butler J. FM Calawa A. R., Har-
man Т. С Diode lasers of Pbi_ySnySe and
Pbi_xSnxTe. — «Appl. Phys. Lett.», 1966,
v. 9, № 12, p. 427—429.
99. Курбатов Л. Н., Бритов А. Д., Ди-
рочка А. И. и др. Стимулированное
излучение твердых растворов халькогенидов
олова и свинца в области 10 мкм. — В кн.:
Квантовая электроника. Под ред. Н. Г.
Басова, № 3(9), М., «Сов. радио», 3972, с. 97.
100 Anticliffe G. A., Parker S. GM
Bate R. Т. CW operation and nitric oxide spect-
roscopy using diode laser of Pbi_xGe*Te. —
«Appl. Phys. Lett.», 1972, v. 21, № 10, p. 505—
507.
101. Nil] K. W.t Strauss A. J., Blum F. A.
Tunable CW Pb0.98Cdpo2S diode lasers
emitting at 3,5 uan: application to ultrahigh —
resolution spectroscopy. — «Appl. Phys.
Lett», 1973, v 22, № 12, p. 677—679.
102. Benoit a la Guillaume C, Debe-
ver J. M. Spontaneous and stimulated
emission in tellurium by electron bombardment.—
«Sol. St. Commun.», 1965, v 3, № 1, p. 19.
103 Абдуллаев Г. Б., Алиев М. X., Мир-
зоев Б. Р. и др. Генерация в GaSe при
двухфотонном оптическом возбуждении. —
«ФТП», 1970, т. 4, № 7, с. 1395—1397.
104. Басов Н. Г., Богданкевич О. В.,
Абдуллаев А. Н. и др. Индуцированное
излучение в монокристалле GaSe при
возбуждении быстрыми электронами. — «ДАН
СССР», 1965, т 161, № 5, с. 1059.
105. Курбатов Л. Н., Дирочка А. И.,
Бритов А. Д. и др. Стимулированное излучение
моноселенида индия при электронном
возбуждении. — ФТП, 1971, т. 5, № 3, с. 563—
565.
106. Курбатов Л. Н., Дирочка А. И.,
Огородник А. Д. и др. Рекомбинационное
излучение In2Se. — ФТП, 1970, т. 4, № 7,
с. 1401—1403.
107. Bishop S. G., Moore W. J., Swig-
gard E. M. Optically pumped Cd3P2 laser —
«Appl. Phys. Lett.», 1970, v. 16, № 11, p. 459—
461.
108. Берковский Ф. М., Горюнова Н. A.,
Орлов В. М. и др. Оптический квантовый
генератор на CdSnP2 с возбуждением
электронным пучком. — ФТП, 1968, т. 2, № 8,
с. 1218—1220.
109. Аверкиева Г. К., Горюнова Н. А.,
Прочухан В. Д. и др. Вынужденное
рекомбинационное излучение CdSiAs2. — ФТП,
1971, т. 5, № 1, с. 174—175.
110. Ciftan M., Debye P. P. On the
parameters which affect the CW output of GaAs
lasers. — «Appl. Phys. Lett.», 1965, v. 6,
№ 6, p. 120—121.
111. Басов Н. Г., Елисеев П. Г.,
Захаров С. Д. и др. Свойства диодных
квантовых генераторов, изготовленных из арсени-
да галлия. — ФТТ, 1966, т. 8, № 9, с. 2616—
2622.
112. Hergenrother К. М., Ludman J. E.
The effect of multiple zinc diffusions on the
threshold and CW output power of GaAs
lasers _ «Proc. IEEE», 1967, v. 55, № 4,
p. 592.
345

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
113. Лескович В. И., Пак Г. Т.,
Петров А, И. и др. О температурной
зависимости порогового тока полупроводниковых
лазеров на арсениде галлия. — ФТП, 1967,
т. 1, № 9, с. 1440—1442.
114. Елисеев П. Г., Страхов В. R.
Полупроводниковый квантовый генератор
непрерывного действия с выходной мощностью в
несколько ватт. — ЖТФ, 1970, т. 40, № 7,
с. 1564—1565.
115. Panish М. В., Hayashi L, Sumski S.
A technique for the preparation of
low-threshold room temperature GaAs laser diode
structure. — «IEEE J.», 1969, v. QE-5, № 4,
p. 210.
116. Gill R. Room temperature closse-con-
finement GaAs laser with overall external
efficiency of 40 percent. — «Proc. IEEE»»
1970, v. 58, wNb 6, p 949.
117. Алферов Ж. И., Андреев В. Мм Бо-
родулин В. И. Эффективная генерация
когерентного излучения в инжекционных гете-
ролазерах. — ФТП, 1971, т. 5, № 5, с. 972--
973.
118. Miller В. I., Pinkas E., Hayashi I.
et al. Highly uniform AlxGai-x double-hete-
rostructure lasers and their characteristics at
room temperature. — «Appl. Phys. Lett.»,
1971, v. 19, № 9, p. 340—342.
119. Алферов Ж. И., Андреев В. М.,
Елисеев П. Г. и др Инжекционный гетеро-
лазер, работающий при температуре
163° С. — ФТП, 1970, т. 4, № 12, с. 2388—
2389.
120. Kressel H., Hawrylo F. Z. Red-light*
emitting AUGai-^As heterojunction laser
diodes. — «J. Appl. Phys.», 1973, v. 44, № 9,
p. 4222—4223.
121. Kressel H., Lockwood H. F.,
Nelson H. Low-threshold AUGai-^As visible
and IR-light emitting diode laser. — «IEEE
J.», 1970, v. QE-6, JVb 6, p. 278—284.
122. Patel N., Yariv A. Electrical and
optical characteristics of In As junction
lasers. — «IEEE J.», 1970, v. QE-6, № 6,
p. 383—388.
123. Brown M. A., Porteous P. Epitaxial
Indium Arsenide lasers. — «Sol. St.
Electron.», 1967, v. 10, № 1, p. 76—77.
124. Шотов А. П., Гришечкина С. Пм My-
минов Р. А. Генерация когерентного
излучения в электронно-дырочной плазме антимо-
нидз индия без магнитного поля. В кн.:
Труды IX Международной конференции по
физике полупроводников. Л., «Наука», 1969,
т. I, с. 570—572.
125. Ralston R. W., Walpole J. MM Cala-
wa A. R. et al. High CW output power in
stripe-geometry PbS diode lasers. — «J.
Appl. Phys.», 1974, v. 45, № 3, p. 1323—
1325.
126. Walpole J. N. Advances in lead salt
tunable diodes laser performance. — «IEEE
J.», 1973, v. QE-9, № 6, p. 652—653
127. Calawa A. R. Small bandgap lasers
and their uses in spectroscopy. — «J.
Luminescence», 1973, v. 7, p. 477—500.
Глава 17
ЖИДКОСТНЫЕ ЛАЗЕРЫ С РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ
АКТИВАТОРАМИ
М. Е. ШАБОТИНСКИЙ, Л. В. ЛЁВ МИН
В жидкостных лазерах с TR-активато-
рами генерация осуществляется на
переходах с метастабильных уровней TR3+-
иопов. Активными средами в них являются
жидкие при комнатной или более высокой
температуре растворы комплексов TR Для
их возбуждения применяется оптическая
накалка с помощью газоразрядных
импульсных дамп.
Жидкие лазерные материалы в
определенной мере сочетают преимущества
твердотельных и газообразных и имеют
специфические достоинства и недостатки.
В них может быть достигнута
концентрация активных ионов того же порядка, что
и в лазерных стеклах. Это позволяет
получать большие энергии и мощности
излучения с единицы объема рабочего вещества.
Величина концентрации активатора в
известных лазерных жидкостях ограничена
конечной растворимостью комплексов TJR
и тем, что при увеличении концентраций'
346
существенно возрастает вязкость активной
среды.
Технологические трудности при
реализации жидкостных лазеров с большим
объемом рабочего вещества минимальны.
Как и в газовых лазерах, они связаны с
изготовлением лазерных кювет больших
размеров. В результате могут быть достигнуты
высокие значения предельной энергии
излучения лазера, так как она возрастает
с увеличением рабочего объема.
Ограничение сечения кюветы вызывается
необходимостью обеспечить достаточную степень
равномерности накачки.
В жидкостях отсутствуют постоянные
напряжения, структурные неоднородности
и включения с отличающейся оптической
плотностью. Их оптические характеристики
изотропны и постоянны по объему, что
должно обеспечивать высокую степень
пространственной когерентности и
направленности излучения жидкостного лазера. Это,

Гл. 17.
Жидкостные лазеры с редкоземельными активаторами
однако, справедливо лишь при отсутствии
в жидкости градиентов температуры. В то
же время практически невозможно
осуществить равномерный по всему объему
лазерной кюветы нагрев жидкости при
поглощении света накачки. Температурные
коэффициенты показателя преломления
жидких лазерных материалов существенно
выше, чем твердотельных, поэтому при
накачке в них возникают значительные
оптические неоднородности, ухудшающие
генерационные характеристики жидкостных
лазеров и приводящие к увеличению
расходимости лазерного луча. Это основной
недостаток, общий для всех жидких
лазерных материалов.
Однако затруднения, связанные с этим
недостатком^ могут быть устранены
благодаря тому, что жидкие лазерные
материалы обладают важным преимуществом —•
они позволяю'! применять циркуляцию
активной жидкости через лазерную кювету
(режим прокачки рабочего вещества). При
этом также решается проблема отвода
тепла, выделяющегося в активном элементе
лазера. Прокачка активной жидкости
позволяет в принципе реализовать как
периодический, с большой частотой следования
импульсов, так и непрерывный режим
работы лазера. В частотном режиме тепловые
неоднородности, возникающие в активной
среде, не влияют на рабочие
характеристики лазера, если за время между
импульсами накачки жидкость в кювете полностью
сменяется. В режиме непрерывного
возбуждения в кювете при равномерной
циркуляции активной среды устанавливается
стационарный тепловой режим.
В отличие от твердотельных в жидких
лазерных материалах необратимые
разрушения при больших плотностях энергии
не возникают. При ухудшении качества
лазерной жидкости вследствие
загрязнения или химического разложения в
процессе работы ее замена может быть легко
осуществлена.
При больших плотностях лазерного
излучения в жидкостных лазерах следует
считаться с нелинейными процессами
(нелинейными рассеяниями и самофокусировкой).
Жидкие лазерные материалы с TR3-b-
ионами относятся к двум классам, свойства
которых значительно отличаются: металло-
органические или хелатиые лазерные
жидкости и неорганические или апротонные.
Конструкции и характеристики
жидкостных лазеров существенно различны в
зависимости от того, к какому из указанных
классов относятся используемые в них
активные среды.
17.1. МЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКИЕ
ЖИДКОСТНЫЕ ЛАЗЕРЫ
Активные среды металлоорганических
жидкостных лазеров представляют собой
растворы органических комплексов TR.
В этих комплексах ТЯ3+-ионы
координационно связаны с несколькими атомами
кислорода, входящими в состав
окружающих ТЯ3+-ионы групп — лигандов. Первые
предложения использовать в качестве
лазерных материалов органические
комплексные соединения редкоземельных
элементов относятся к 1961 — 1962 гг.
A ~3].
Типичными представителями таких
соединений являются хелаты — внутри
комплексные соединения TR с C-дикетонами,
которые растворимы во многих
органических растворителях. Применяемые в хе-
латных лазерах р-дикетонаты TR могут
существовать в двух формах: трис-
хелаты TR3+ (Ке~K и тетракис-хелаты
TR3+ (Ke-LQ+, где Ке-— лиганд; Q+ —
катион.
Характерной особенностью растворов
хелатов как лазерных материалов является
то, что в них возбуждение активного иона
происходит в результате
внутримолекулярной передачи энергии от органической части
комплекса к TR3+-HOHy. Свет накачки
поглощается в широких полосах
поглощения молекулы, соответствующих переходам
на синглетные возбужденные уровни
лигандов. С высоколежащих синглетных
уровней лигандов происходит переход на их
триплетные уровни, а затем энергия
передается на метастабильный уровень TRy+-
иона. Вынужденное излучение с этого
уровня идет как в обычной для TR3+-hohob
схеме генерации.
К достоинствам хелатных лазеров
относятся возможность получения лазерного
эффекта для TR3+-hohob с узкими
полосами собственного поглощения, а также то,
что для определенного TR3+-Hona можно
получать генерацию на отличающихся в
небольших пределах длинах волн, выбирая
различные лиганды и катионы.
Главным недостатком лазеров этого
класса является весьма большой
коэффициент поглощения света накачки лиган-
дзми: при концентрациях хелата выше
пороговой свет накачки в максимуме
полосы поглощения поглощается
практически полностью в слоях, составляющих доли
миллиметра, и накачка на больших
глубинах идет лишь за счет крыльев полосы
поглощения. Это приводит к снижению
эффективности накачки. В результате
приходится применять лазерные кюветы с
малым сечением и работать с высокими
уровнями энергии накачки. При этом
выходная энергия и к. п. д. таких лазеров
невелики.
Второй причиной малой эффективности
накачки являются большие потери при без-
ызлучательной передаче энергии с высоких
синглетных уровней лигандов через их
триплетные уровни к метастабильным
уровням TR3+-hohob. В результате
энергетическая эффективность накачки лазерного
уровня TR3+-hchob невелика даже в
идеальном случае, когда квантовая эффективность
равна 1.
347

Таблица 17.5
Металлоорганические лазерные жидкости
Активный комплекс
Eu3+ (БА-LПип+
Еи3+(БА-LПип+ +
+ @—0,125М)Х
X CH3COONa
Eu3+ (BA-LNa+
Eu3+ (BA~LNH4+
Eu3+ (ДБМ-LПип+
Eu3+ (ДБМ~LПирр+
Eu3+ (TOAA~LNH/
Eu3+ (ТТФА-LДМА+
Eu3+ (БТФА-LИм+
Еи3+(БТФА~LПирр+
Еи3-Ь(БТФА~LПип+
Еи3+(БТФА-LДПип+
Еи3+(ДБТФА~LПип+
Eu3+ (ДБТФА~LДПип+
Eu+3 (БТФА-LДМА+
ЕиН-(ОФБТФА-LДМА+
Растворитель
№ 1
№ 1
№ 1 или 2
№ 1
№ 1 или 2
№ 3 или 5
№> 1
№ 4
CH3CN
№ 1
CH3CN
CH3CN
CH3CN
CHgCN
CH3CN
CHgCN
№ 7
№ 7
No 7
№ 7
CH«CN
CH3CN
Лазерный
переход
bD0-+7F9
bD0-*7F9
bDQ^F9
bD0-+7F2
bD0->-'7F2
^D0-^7F2
bD0-+7F2
°Dq-+7 F2
VDq-*-1F2
bDQ-*7F2
bD0~»7F2
5DO-^7F5
LyQ—* •» 2
bQ y7 p
^D >7 F
*D0—*7F2
bD0-^7F2
4D<r>7F2
Длина
волны
генерации,
мкм
0,6131
0,6130
0,6130
0,6130
0,6131 и
0,6114
0,6111
0,6130
0,6120
—
0,6122
0,6119
0,6125
0,6118
0,6118
0,6119
0,6120
—
—
0,61175
0,61167
1
к о -
Энерги
конечна
уровня
-900
-900
-900
-900
-900
-900
-900
-900
-900
-900
-900
—900
-900
~900
-900
-900
—900
—900
-900
-900
-900
—900
Концентрация
комплекса
моль/л
8,7-10-зуИ
1 • 10~М
2-10-2М
1,5- 10-2/W
2-10-2А?
1 10-2Д4
2' 10"УИ
1,5-10—3А^
1,5 10-2М
2,5 10-3М
1,5-10-2^
Ы0-2/И
5-10~3Ж
7,5-Ю-зм
5-10-3М
Ь10-2М
5 10-2М
7,5-10-3^
1,135- 10-2УИ
1,135 10-2/и
1,135-10-2Д4
1,135-10~2УИ
7,5-10-3М
7,5-10—3/И
«. 1
Люмин
центно<
время :
МКС
500
500
—
—
670
—
—
—
—
—
—
—
680
700
680
660
—
—
и
со ч д
Д ' х о
21
27
21
—
21
23
19
—
16
—
—
—
—
69
107
91
—
—
—
—
83
80
Рабочая
температура,
°G
— 150
-150
—150
—150
-150
— 140
-150
—145
+ 25
—150
- 35
- 35
—35
—40
+30
+25
0
—105
-105
—105
—105
+21
Прокачка
1,5 см3/с
+21
Прокачка
1,5 см3/с
Рабочие
размеры
кюветы
диаметр
XДлина
мм
4X50
0,8X50
1X50
0,8x50
1X50
4X30
0,8X50
0,8X50
1X160
0,8X50
0,8x50
0,8X50
0,8x50
0,8X50
1X50
IX-
1X75
1X75
1X75
1X75
1,5X100
1,5X100
Источник
возбуждения
Xe (FT-524)
Xe (FX-45)
Xe (FT-524)
или (FX-51)
Xe (FX-45)
Хе
Хе
Xe (FX-45)
Хе (FX-45)
Хе(ХЕ-7-3/4)
Хе (FX-45)
Хе (FX-45)
Хе (FX-45)
Хе (FX-45)
Хе (FX-45)
Хе (FT-524)
Хе
Хе (FX-45)
Хе (FX-45)
Хе (FX-45)
Хе (FX 45)
Xe(FX-45)
Хе (FX-45)
х я
Порор
рации,
1920
650
500
185
100
2500
1000
285
900
500
670
800
800
800
150
800
1700
600
260
900
575
530
420
300
210
та
а
&
Литера
HI
[2]
[3-5]
[6]
[7,5]
[8,9]
16]
[10]
[И]
[61.
[12
[12
[13
[14]
[15]
116]
[16
16
16
17
U7]

ЕиЗ+(МФБТФА-LДМА+
Eu3+ (ПФБТФА~LДМА+
ЕиЗ+(ОХБТФА-LДМА+
Еи«+(МХБТФА-LДМА+
Еи3+ (ПХБТФА-LДМА+
Еиз+(ОББТФА-LДМА+
Еи3+(МББТФА-LДМА+
Еиз+(ПББТФА~LДМА+
ТЬ3+
Nd3+
М3+(ТТФА-LПирр+
CH3CN
CH3CN
CH3CN
CH3CN
CH3CN
CH3CN
CH3CN
CH3CN
CHgCN или
О(СН2СН2JО
(CD3JSO
№ 6
C6F6 или
CC14
Примечания к табл. 17.1. Металлоорганические жидкостные лазеры
генерируют в режиме одиночных импульсов. Накачка лазеров на хелатах
европия и тербия производится в полосы поглощения лигандов @,25—0,42 мкм).
Поглощение в этих полосах 104 — Ю5 см-1 мол-1 «л. В металлоорганических
лазерах с неодимом накачка ведется в основном в полосы собственного
поглощения Nd3+.
Сведения о лазерной генерации на комплексах Еи3+, отраженных в
таб0,61178
0,61173
0,61174
0,61171
0,61172
0,61174
0,61173
0,61171
0,5470
1,057
—
1,054
-900
~900
—900
-900
—900
-900
-900
-900
-2000
-2000
-2000
-2000
7,5- 10-ЗЛ4
7,5-10-зм
7,6.10-4*
7,5-10-зМ
7,5.10-зм
7,5-10-3УИ
7,5-10-зуи
7,5-10-зм
2-10-44
2.10-^
—
—
—
_
—
—
—
—
—
11
87
83
67
85
85
67
83
87
140
100
+21
Прокачка
1,5 см3/с
+21
Прокачка
1,5 см3/с
+21
+21
Прокачка
1,5 см3/с
То же
+21
Прокачка
1,5 см3/с
+21
Прокачка
1,5 см3/с
+21
Прокачка
1,5 см3/с
+21
Прокачка
1,5 см3/с
+21
Прокачка
1,5 см3/с
+25
+30
+20
+20
1,5ХЮ0
1,5X100
1,5X100
1,5X100
2,5X100
4,0X100
6,3X100
0,75X100
1,5хЮ0
1,5X100
1,5X100
1,5X100
1,5X100
1X160
4X50
8ХИ0
12x260
Хе (FX-45)
Хе (FX-45)
Хе (FX-45)
Хе (FX-38A)
Хе (FX-45)
Хе (FX-45)
Хе (FX-45)
Хе (FX-45)
Хе (FX-45)
Хе (FX-47B)
Xe(FX-51)
Хе
Хе
540
270
140
150
230
325
475
45
360
360
180
480
690
1700
315
120
80
[171
117]
[18,
17]
[17]
[17]
[17]
[17]
[17]
[19,
П]
[20]
[21]
[22]
лице, содержатся также в работах [8, 23—27, 29]. О получении генерации на
органических комплексах Еи3+, отличающихся от приведенных в таблице
лигандами или катионами, сообщалось в работах [11, 15, 17, 28] При накачке
импульсом от лазера на красителе получена генерация Еи3+(БА~LПип+ и
Еи3+(ТТФА~LПип+ [30]. Сведения о конструкции кювет и осветителей для
металлоорганических жидкостных лазеров содержатся в работах [3, 5, 9, 11,
18, 31-33].

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
Таблица 17.2
Продолжение табл. 17.2
Лиганды металлоорганических
лазерных комплексов
Лиганд, символ
Лиганд, символ
Трифторацетил-
ацетонат-ион,
ТФАА-
Бензоилацето-
нат-ион,
БА-
Бензоилтри-
«фторацетонат-
ион,
БТФА-
Дейтерирован-
ный бензоил-
трифторацето-
нат-ион,
ДБТФА-
Ортофторбен-
зоилтрифтор-
ацетонат-ион,
ОФБТФА-
Метафторбен-
зоилтрифтор-
ацетонат-ион,
МФБТФА-
Парафторбен-
зоилтрифтор-
ацетонат-ион,
ПФБТФА-
Ортохлорбен-
зоилтрифтор-
ацетонат-ион,
ОХБТФА-
У/
НС
j
НС
ч
1
4>
НС
1
НС
ж
1
вс
НС
1
НС
У/
НС
1
НС
У/
НС
1
FC
НС
1
НС
Формула
0 0
II I
II 1
— с —сн— с
СН 0
^ II
II
II
сн
:н
сн о
~CF3
0
1
~ Ь~~ЬН3
0
ч II i
С-С-СН *C-CF?
II
СН
сн
ев о
^ ч 11
с-с-сн
II
CD
сн о
^ ч 1)
с — g — сн
CF
сн
СН 0
' Ч ||
0
1
= C-CF3
0
1
— С—CF3
0
1
С— с — СН = С— CF3
If
сн
сн о
> Ч II
С-С-СН
II
сн
чсн
СН 0
9 Ч ||
С-С-СН
II
са
чсн
0
1
= C-CF3
0
1
Формула
чМетахлорбен-
зоилтрифтор-
ацетонат-ион,
МХБТФА-
Парахлорбен-
зоилтрифтор-
ацетонат-ион,
ПХБТФА"
Ортобромбен-
зоилтрифтор-
ацетонат-ион,
ОББТФА-
Метабромбен-
зоилтрифтор-
ацетонат-ион,
МББТФА-
Парабромбен-
зоилтрифтор-
ацетонат-ион,
ПББТФА-
Дибензоилме-
такат-ион,
ДБМ-
Теноилтрифтор-
ацетонат-ион,
ТТФА-
Пентафторпро-
пионат-ион,
пфи-
СН 0
НС С-С-СН
1 II
НС СН
CCL
сн о
^ ч //
f W
С1С СН
сн
нс СВг
т
СН 0
1 11
НС СИ
NCBr
СН 0
-# ч ||
нс с-с-си
1 II
ВгС СН
^ /
сн
СН 0
# ч л
нс с-с-сн =
1 II
1 II
НС И
сн
S 0
/Ч II
нс с-с-сн
II II
НС- СН
0
4-CF3
0
1
= C—CF3
0
0
1
— Р— PF**
— и иГ^
0
= C-CF3
0 СН
1 ^ \
Г Г PU
и Ь 1»П
1 К
1 II
НС СН
\н
0
1
= C-CFj
Q
350

Гл. 17,
Жидкостные лазеры с редкоземельными активаторами
Продолжение табл. 17.2
Лиганд, символ
1,10-Фенантро-
лин,
Фен
Дейтер и ро
ванный трибутил-
фосфат,
ДТБФ
Формула
// \
N СП
I И
Н С №
* У V
НС С с
не с м
сп сн
3- cd2- cd2- сб2- о
-P
Таблица 17.3
Катионы металлоорганических
лазерных комплексов
лагион симрвл
Пиперидиний,
Пип+
Дейтерирован-
ный пипери
диний,
ДПип+
Пирролидиний,
Пирр+
Имидазолий,
Им+
Димет ил
аммоний,
ДМА+
Формула
л
Н2С СН2
1 1
Н2С СН2
NHZ
СБ2
И2С СЕ2
! 1
Я2С CD2
\ /
NH2
н2с — сн2
Н2С СН2
НС - NH
1! S1
нс сн
\/
. гш2
СНч
Кроме того» s хелатных активных
средах чмеются группы атомов с высокими
колебательными частотами: протоносодер-
жащие (СН, МН, ОН) и нитрильные (CN).
Наличие таких групп стимулирует безыз-
лучательную релаксацию с лазерного
уровня Т$3+-иона со сравнительно малым
энергетическим зазором между ним и
нижележащими уровнями, например Nd3+.
Лазерные характеристики активной среды
при этом ухудшаются. Этот недостаток
можно преодолеть, заменив по возможности
водород на дейтерий или галоген в первую
очередь в лигандах и выбирая катионы
и растворители с малым содержанием
указанных выше групп.
Наконец, еще одним недостатком хе-
лзтов является невысокая
фотохимическая стойкость большинства из них.
Лазерная генерация получена также
в жидкостях, содержащих комплексы TR,
которые не являются хелатами. Лиганда-
ми з них служат кислотные остатки
CF^CFoCOO или NO3. Кроме них 8
состав этих комплексов входят и
органические соединения, поэтому такие лазерные
системы относятся к группе
металлоорганических.
Характеристики ряда
металлоорганических жидкостных лазеров приведены
в табл. 17.1. Используемые в
металлоорганических лазерных жидкостях лиган-
ды, катионы и растворители указаны в
табл. 17.2 — 17-5
17.2. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ
ЖИДКОСТНЫЕ ЛАЗЕРЫ
Активные среды неорганических
жидкостных лазеров представляют собой
растворы соединений TR3+-hohob в
неорганических растворителях сложного состава.
Характерной особенностью этих
растворителей является отсутствие в них групп,
содержащих водород. Если при синтезе
растворов вводятся соединения водорода,
то в дальнейшем принимаются меры для
удаления его из лазерной жидкости.
Поэтому неорганические жидкие лазерные
материалы называют также апротонными.
Отсутствие в этих активных средах групп
атомов с высокими колебательными
частотами позволяет осуществить в них
эффективную лазерную генерацию иона Nd3+.
Генерация идет по четырехуровневой схеме
с поглощением света накачки
собственными полосами поглощения Nd3+. Пока
Nd3+ является единственным TR3+-hohom,
для которого получена лазерная генерация
в жидких неорганических матрицах.
Неорганические лазерные материалы,
активированные Nd3+, позволили
реализовать указанные выше преимущества
жидких активных сред. Они могут работать-
с циркуляцией рабочего вещества, дают
высокие значения выходной энергии и
мощности. Для них характерным является
узкий спектр генерации.
Неорганические жидкостные лазеры
работают в режиме свободной генерации и в
351

Ч. И.
Лазеры на основе конденсированных сред
Растворители металлоорганических лазерных комплексов
Таблица 17.4
Растворитель
Формула
ил
°G
кип,
'г /см3
20
D
Метиловый спирт
Этиловый спирт
Пропиловый спирт
1,4-Диоксан
Апегонитрил
Акрилонитрил
Диметилформамид
Диметилсульфоксид
Дейтерированный
диметилсульфоксил
Четырех* лористый
углерод
Гексафторбензол
2-Этоксипрописни-
трил
2-Этоксиэтанол
СН8ОН
СН3СН2ОН
СН3СН,СН2ОН
О (СН2СН8JО
CH3CN
CH2CHCN
(СН3J NCHO
(CH3JSO
(CD3JSO
СС14
C6F6
CH3CH(OC2H5)CN
C?H5OCH2CH2OH
32,04
46,07
60,09
88,10
4), 05
53,06
73,09
78,13
84,16
153,82
176,06
99,13
90,12
—97,9
—114,1
—127
+11,8
—44,9
—83
—61
+ 18,2
-22,9
-14
+64,5
+78,4
+97,2
+ 101,3
+81,6
+77,3
+ 153
+ 189
+76,8
+81
+ 131
+ 135,1
0,792
0,789
0,804
1,034
0,783
0,806
0,945
B5° С)
1,100
1,593
1,612
0,874
0,931
1,329
1,361
1,385
1,422
1,344
1,391
1,427
B5° С)
1,461
1,376
1,390
1,408
33,6
25,0
20,8
2,29
37,5
33,0
37,7
48,9
2,24
0,584
1,22
2,29
1,31
0,345
C0° С)
0,796
2,47
0,965
Примечание. Поскольку в источниках имеются расхождения в значениях
величин, цифры, приведенные в табл. 17.4 должны рассматриваться как
ориентировочные
Таблица 17.5
Комбинированные растворители металлоорганических
лазерных комплексов

Растворитель
№ 1
№ 2
№ 3
№ 4
№ 5
№ 6
№ 7
Объемное отношение компонентов
СН3СН2ОН:СН3ОН==3:1
СН3СН2ОН : СН3ОН : (СН3)о NCHO= 12:4:1
СН3СН2ОН : СН3ОН : (CHSJ NCHO= 15 : 5 : 2
СН3СН2ОН : СН*ОН : (CH8)?NCHO = 9 : 3 : 2
СН3СНаОН: (CH3JNCHO:CHSCH2CH2OH = 14:5:2
CC14:CH2CHCN = 9:1
CH3CH(OC2H5)CN : CH«CN : C2H5OCH9CH?OH = 2:2:1
режиме активной или пассивной
модуляции добротности. Кроме того, при малых
коэффициентах отражения выходного
зеркала резонатора в них возникает режим,
при котором генерируются гигантские
импульсы без применения модуляторов
добротности — режим самомодуляции
добротности.
Основой неорганических жидких
лазерных материалов являются двухкомпо-
нентные смеси оксихлоридов селена и
фосфора (SeOCl2 или РОС13) с галогенидами
элементов III, IV и V групп. Для
уменьшения вязкости иногда добавляется третий
компонент, например хлористый тионил
<SOC12).
Существенной особенностью жидких
активных сред на основе
оксихлоридов фосфора или селена является стру-
352
ктура окружения TR3+-
ионов. Первую
координационную сферу вокруг TR+
иона образуют атомы
кислорода, связанные с атомами
фосфора (селена).
Установлено, что для одного из
типов комплексов Nd3+ в
РОС13 — SnCl4
координационное число неодима
равно восьми. Во внешней
сфере комплекса
находятся атомы хлора кислорода.
Указанная оболочка
защищает TR3+-HOHbi от
концентрационного тушения и
от действия внешних тушителей (например,
от тушения остаточными ОН-группами в
растворителе).
Использование активированной Nd3+
неорганической системы на основе SeOCl2
в качестве жидкого лазерного материала
было предложено в 1966 г [4, 5]. Эта
активная среда имеет хорошие лазерные
характеристики, однако она весьма
токсична, агрессивна и ее вязкость довольно
велика.
В 1966 г. была предложена и другая
лазерная система на основе РОС13 с Nd3+
в качестве активного иона [6]. По лазерным
характеристикам она подобна системе с
SeOCl2, но не токсична и имеет меньшую
вязкость, что особенно важно при
прокачке лазерной жидкости. Ее агрессивность
хотя и меньшая, чем у системы с SeOCi2>
и склонность к гидролизу существенно

Гл. 17.
Жидкостные лазеры с редкоземельными активаторами
Компоненты неорганических лазерных жидкостей
Таблица 17.6
Вещество
Хлористый селен ил
Хлористый фосфо-
рил
Пятихлористая
сурьма
Четыреххлористое
олово
■Четыреххлористый
цирконий
Четыреххлористый
.титан
Хлористый
алюминий
Хлористый тионил
Тяжелая вода
Трехбромистый
фосфор
Бромистый
алюминии
Бромистая сурьма
Формулач
SeOCl2
POCI3
SbCU
SnCU
ZrCl4
TiCl4
AlClg
SOC12
D2O
PBr3
AlBr3
SbBr3

Молекулярная
масса
165,87
153,33
299,02
260,50
233,03
189,71
133,34
118,97
20,3
270,70
266,71
361,48
тшг °G
+8,5
+1>2
+4
—33

Возгоняется
—23

Возгоняется
—104,5
+3,8
—40,5
+98
+97,0
+168
+106
+140
+113,9
+300
+136,5
+180
+78,8
+101,4
+172,8
+256,3
+288
d, 20
Г/СМ3
2,44
B5°C)
1,65
2,33
2,23
2,80
1,73
2,44
B5°C)
1,66
1,104
B5°C)
2,87
3,01
B5°C)
4,15
„20
nD
2,64
B5 °C)
1,46
B5 °C)
1,601
A4 °C)
—
—
1,61
A0,5°C)
—
1,527
/1 ft O/~*\
AU L.)
1,328
B5 °C)
1,697
B6,6 °C)
—
1,74
46,2
13,9
B2 °C)
3,21
2,89
—
2,79
—
9,25
78,5
B5 °C)
—
—
—
^cri
5,0
1,02
0,806
—
—
—
—
0,26
1,10
B5 °C)
—
—
—
Примечание. Поскольку в источниках имеются расхождения в значениях
величин, цифры, приведенные в табл. 17.6, должны рассматриваться как
ориентировочные.
сужают выбор возможных
конструкционных материалов и вынуждают проводить
тщательную герметизацию кювет и других
узлов жидкостного лазера. Это является
основным недостатком неорганических
жидких лазерных материалов.
Получена также лазерная генерация
Nd3+ в жидкой неорганической системе,
которая не содержит SeOCl2 или РОС13,
а представляет собой смесь бромидов
фосфора, алюминия и сурьмы.
Компоненты неорганических лазерных
жидкостей приведены в табл. 17.6, а спект-
трально-генерационные характеристики
ряда неорганических жидкостных
лазеров — в табл. 17.7.
Примечания, к табл. 17.7
Неорганические жидкостные лазеры работают
при температурах, близких к комнатной,
в режиме свободной генерации, а также в
режиме генерации гигантского импульса
(ГИ). Генерация гигантского импульса
получена при пассивной модуляции
добротности (ПМД) с помощью просветляющихся
фильтров, при активной модуляции
добротности (АМД) с помощью ячейки Поккельса
или вращающейся призмы, кроме того для
них характерен режим самомодуляции
добротности (СМД), проявляющийся при
малых значениях добротности резонатора.
При прокачке рабочего зещества неоргани
12 Зак. 1956
ческие жидкостные лазеры могут работать в
импульсном периодическом режиме (ИП).
Накачка в лазерах этого типа ведется
в полосы поглощения Nd3+ @,87; 0,80;
0,75; 0,58; 0,52; 0,35 мкм). Поглощение
в максимумах этих полос от 5 до 35 см~1х
1 С
Хмоль-1
переходов
л. Сечения
индуцированных
4/11/2 и %/2 -
->4/13/2 оцениваются величинами 8-Ю-20
и 7-10-21 см2 соответственно.
Кроме работ, отраженных в таблице, о
получении генерации на неорганических
растворах с Nd3+ сообщалось в следующих
статьях: [34, 35] в системе SeOCl2 —
SnCl4, [36, 37, 33] в системе РОС13 —
— SnCl4 и [38, 39] в системе РОС13 —
ZrCl4.
Сравнение характеристик жидких
лазерных материалов на основе SeOCl2 и
РОС13 проведено в работах [14, 41, 8].
О получении генерации в системе
и Nd3+ — POClg — SnCl4 — SOC12
сообщено в работе [47].
Генерация лазера с комбинированной
активной средой из неодимового стекла и
Nd3+ — РОС13 — ZrCl4 описана в
работе [40].
Исследование неорганических
лазерных жидкостей, активированных Nd3+,
как рабочих материалов для оптических
квантовых усилителей проведено в ряде
353

Неорганические лазерные жидкости
Таблица 17.7
Состав лазерной
жидкости
1
Nds+ — SeOCl2—SnCl4
№+—SeOCl2—SbCl6
Лазерный переход
2
4^3/2-4/,l/2
4/73/2~*4/11/2
4/73/2-^4/ll/2
4/Г3/2-^4/11/2
4/73/2-*4/ll/2
4/73/2~*4/13/2
*Fs/2-*4n/2
4F3/2-,4/1I/2
Длина
волны
генерации,
мкм
3
1,056
1,058
—
1,058
—
—
1,056
1,330
—
Энергия
конечного
уровня,
см"
4
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-4000
-2000

Концентрация
активатора
моль/л,
вес %
5
0,5 М
0,1 М
0,3 М
0,3 М
0,3 М
0,3 М
0,1 М
0,3 /И
ес-
е время
, МКС
Люмин
центно»
жизни,
6
110
83
230
—
230
280
-_
225
*ft
СО Щ
Ширин
НИИ ЛИ
ценци»
7
145
—
165
—
160
—
—
—
Режим работы
лазера
8
Импульсный
«
ГИ ПМД
Импульсный
ГИ СМД
Импульсный
«
«
ИП 0,2 Гц
t
ГИ ПМД
Импульсный
«
«
«
«
ГИ ПМД
ГИ АМД
Рабочие
размеры кюветы:
диаметр X
длина, мм
9
4хЮ0
«
6X152
8x90
13X150
5x150
10x120
Прокачка
3,9 см/с
20,9 см/с
7,6 см/с
16,0 см/с
5x150
14x165
Прокачка
—
10x300
Источник
возбуждения
10
Хе (FT-524)
(FX-51)
(FX-45)
Хе
Хе
Хе
Хе
Хе
Хе
Хе
гене-
► Дж
II
11
74
5
300
65
—
—
84
92
111
—
—
—
ПО
210
27
270
—
—
—
Ail
Выход
энерги
(мощнс
МВт); <
НЯЯ MOI
Вт<>
12
—
1
—
@,5)
9,5
E00)
0,284
0,240
0,158
0,140
0,170
A70)
19
8
—
2,8
A80)
E0)
S.
Литерг
13
[1.2]
[3]
[4,5]
16]
17]
18]
|9]
110»
И]

Nd3+—POCIg—SnCl4
—POCI3-AICI3
—POCIg—
CO
СЛ
3/2*
f 11/2
11 /2
1,0525
1,0522
—
—
1,053
—
1,0525
1,0542
1,053
1,054
1,05219
1,0522
—
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
4 %
0,86 %
2,6 %
0,3 М
2 %
2 %
0,34 М
2 %
2,3 %
3 %
0,1 М
,15 М
0,15 /W
0,3 /И
0,2 М
280
180
245
—
360
280
—
230
140
—
300
300
145
100
—
125
—
180
—
—
—
Импульсный
«
ГИ ПМД
Импульсный
ГИ ПМД
Импульсный
ГИ ПМД
ГИ АМД
Импульсный
ГИ ПМД
Импульсный
-хззо
Прокачка
1 м/с
«
9x250
10x250
9x330
4ХЮ0
5X80
16X152
45x410
12x190
Прокачка
37 см3 /с
111 см*/с
6x80
16x174
9.6x240
26X240
26X580
4X100
5x80
Хе
(ИФИ-800)
Хе
Хе
Хе
Хе
Хе
Хе
Хе
(ИФП-8000)
(ИФП-20000)
Хе
(ИФП-800)
Хе
Хе (FX-45)
Хе
Хе (FX-47)
Хе
Хе
20
28
—
220
—
404
500
*Ю0
30
—
—
—
30
55
30
.
—
155
0,2
A0)
6,5
350
8,6
9,3
7,5
2,2
4D0)
100
300
690
0,3
2,5
0,3
0,3
—
4,8
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
|19]
[12]
[13]
[20]
[21-
—23]
[24]
[25,
26]
[27,
28]

со
СЛ
Состав лазерной
жидкости
Nd3+-POClg-D2O
Nd3+—рВг8—А1Вг3—
SbBr3
Лазерный
п ереход
4/73/2^4/П/2
4/Г3/2-^4/11/2
*рЪ/2-*-Ч\\/2
4/73/2-*4/ll/2
3/2"^ 1 1/2
Длина
волны

генерации, мкм
1,0522
1,05256
—
—
—
1,066
Энергия
конечного
уровня,
см"
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000
-2000

Концентрация

активатора, моль/л,
вес %
0,3 М
0,6 М
—
—
0,3 М
0,2 М
0,5 %
Л
Is!
ж Ф К SC
330
—
—
—
350
50
230
si *
а* §
55 я §
Э as 8
145
—
—
113
Режим
работы лазера
ГИ АМД
Импульсный
ГИ АМД
ГИ ПМД
Импульсный
ИП 10 Гц
ИП 30 Гц
ГИ АМД
ГИ 5 Гц
ГИ 10 Гц
ИП 5 Гц
Импульсный
ГИ АМД
ГИ 1 Гц
ГИ 10 Гц
Импульсный
«
Рабочие
размеры кюветы:
диаметр X
X длина, мм
7,5x155
9x250
Прокачка
1 м/с
«
«
22x300
Прокачка
1,5 л/с
«
с
«
«
«
22x250
Прокачка
14X165
Прокачка
0,4 л/с 10 0С
«
«
«
4x50
18X100
Продолжение табл.
Источник
возбуждения
Хе
Хе (FX-47)
Хе
Хе
Хе
Хе
Хе
(ИПФ-1200)
u
&s
О ев
—
—
—
—
—
—
—
—
—
250
—
—
—
50
15
ыходна
гергия,
ющнос
Вт), <<
щность
coses §
0,7 E0)
2
0,5
0,3
12
<юо>
<336>
2,7
3 <15>
<20—24>
76 <380>
4,8
4,5
4,1 B20)
1,7(85)
0,6
17.7
итерг
Ч
[29]
[24]
[30]
131]
[32]
[33]
|5Ц
Л
—i
8
1
8
I
§
1
ж
s
О)
а:
£

Гл. 17.
Список литературы
работ: [42,8] — система SeOCl2 — SnCl4 и
[28,43 — 46,53] — система РОС13 — ZrCl4.
Возможными конструкционными
материалами для кювет и элементов систем
прокачки активного вещества являются кварц,
стекло и тефлон. Для систем с
использованием лазерных жидкостей на основе РОС13
может быть применен также никель.
Для исключения самовозбуждения
жидкостных лазеров из-за отражения от окон
кювет применяется скашивание поверх-
nium oxychloride. — «Appl. Phys. Lett.»,
1966, v. 9, N9 3, p. 106—108.
5. Heller A. Liquid laser active medium.
Патент США № 3534287.
6. Белан В. Р. и др. Активный материал,
активированный редкоземельными
элементами, для оптических квантовых
генераторов и оптических квантовых усилителей.
Авт. свидетельство № 330505. — «БИ»,
1972, № 8. Авт. изобретения: В. Р. Белан,
М. Е. Жаботинский, В. Ф. Золин, Ю. И. Кра-
*
Щ1—W
Рис. 17.1. Варианты конструкций окон кювет для неорганических жидкостных лазеров:
в —стекло или кварц; б — резина, покрытая тефлоном; в—тефлон. Стрелки показывают место
герметизации давлением.
ностей окон относительно оси кюветы на
углы порядка нескольких градусов. Ис-
пользуюся также кюветы с наружными
поверхностями окон под углом Брюстера.
Варианты конструкции окон 5 и 6 (с теф-
лоновыми сильфонами) допускаю^
юстировку плоскости окон относительно оси
кюветы в широких пределах (рис. 17.1).
Сведения о конструкции кювет и
осветителей для неорганических жидкостных
лазеров содержатся в работах [5, 6, 8, 20,
39 48 49,52]. Сведения о системах
прокачки даны в [6, 30—32, 48, 50].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
к тексту
1. Раутиан С. Г., Собельмав И. И. К
вопросу об отрицательном поглощении. —
«Оптика и спектроскопия», 1961, т. 10, № 1,
с 134—135.
2. Быков В. П. Внутримолекулярный
перенос энергии и квантовые генераторы. —
ЖЭТФ, 1962, т. 43, № 6, с. 2313-2315
3 Schimitschek E. JM Schwarz E. G. К.
Organometallic compounds as possible laser
materials. - «Nature», 1962, v. 196, № 4857,
p 832.
4. Heller A. A high-gain
room-temperature liquid laser: trivalent neodimium in sele-
силов, Б. Н. Куликовский, В. Г. Лебедев,
Л. В. Лёвкин, Ю. П. Рудницкий, Л. К. Шу-
бочкин, Г. В. Эллерт.
К табл. 17.1
1. Lempicki A., Samelson H. Optical ma-
ser action in europium benzoylacetonate. —
«Phys. Lett.», 1963, v. 4, № 2, p. 133—135.
2. Schimitschek E. J. Stimulated emission
in rare earth chelate (europium'
benzoylacetonate) in capillary tube. — «Appl. Phys.
Lett.», 1963, v. 3, № 7, p. 117—118.
3. Lempicki A., Samelson H., Brecher C.
Laser phenomena in europium chelates. IV.
Characteristics of europium
benzoylacetonate laser. — «J. Chem. Phys.», 1964, v. 41,
JSfb 5, p. 1214—1224.
4. Lempicki A., Sameison H., Brecher C.
Laser action in rare earth chelates. — «Appl.
Opt.», Suppl. 2, 1965, p. 205—212.
5. Samelson H., Brecher C, Lempicki A.
Europium chelate lasers. — «J. Chim. Phys.»,
1967, t. 64, № 1, p. 165—172.
6. Nehrich R. В., Schimitschek E. J., Trias
J. A. Laser action in europium chelates
prepared with ammonia. — «Phys. Lett.», 1964,
v. 12, № 3, p. 198—199.
7. Samelson H., Brophy V. A., Brecher C,
Lempicki A. Shift of the laser emission of
europium benzoylacetonate by inorganic
357

ч. и.
Лазеры на основе конденсированных сред
ions. — «J. Chem. Phys.», 1964, v. 41, № 12,
p. 3998—4000.
8 Meyer Y., Astier R., Simon J. Emission
stimulee a 6111 A dans le benzoylacetonate
<Teuropium active au sodium. — «C. R. Acad.
Sc. Paris», 1964, t. 259, № 25, p. 4604—4607.
9. Witte O., Meyer Y. Etude de Pampiifi-
cation optique dans les laser a chelate. —
«J. Chim. Phys.», 1967, t. 64, № 1, p. 186—
190.
10 Schimitschek E. J., Nehrich Jr. R. B.
Laser action in europium dibenzoylmethide.—
«J. Appl. Phys.», 1964, v 35, № 9, p. 2786—
2787.
11 Bjorklund S., KeJlermeyer G. L.,
McAvoy N., Filipescu N. Liquid laser
cavities. — «J. Sci. Instrum.», 1967, v. 44, № 11,
p. 947—948
12. Schimitschek E. J., Nehrich R. B.T
Trias J. A. Laser action in fluorinated
europium chelates in acetonitrile. — «J. Chem.
Phys.», 1965, v. 42, № 2, p. 788—790.
13. Schimitschek E. J., Trias J. A., Neh-
rich Jr. R. B. Stimulated emission in an
europium chelate solution at room
temperature. — «J. Appl. Phys.», 1965, v. 36, № 3A),
p. 867—868.
14. Samelson H., Lempicki A., Brecher C,
Brophy V. A. Room-temperature operation of
a europium chelate liquid laser. — «Appl.
Phys. Lett.», 1964, v. 5, № 9, p. 173—174.
15. Riedel E. P., Charles R. G. Effect of
organic cations on the laser theshold of
solutions of europium tetrakis benzoyltrifluo-
roacetonate. — «J. Appl. Phys.», 1965, v. 36,
№ 12, p. 3954—3955.
16. Ross D. L., Blanc J., Pressley R. J.
Deuterium isotope effect on the performance
of europium chelate laser. — «Appl. Phys.
Lett.», 1966, v. 8, № 4, p. 101—102.
17. Schimitschek E. J., Nehrich Jr. R. В.,
Trias J. A. Fluorescence properties and
stimulated emission europium chelates. —
«J. Chim. Phys.», 1967, t. 64. № 1, p. 173—
182.
18. Schimitschek E. J., Nehrich R. В.,
Trias J. A. Recirculating liquid laser. —
«Appl. Phys. Lett.», 1966, v. 9, № 3, p. 103—
104.
19. Bjorklund S., Kellermeyer G.,
Hurt C. R. et al. Laser action from terbium
trifluoroacetylacetonate in p-dioxane and
acetonitrile at room temperature. — «Appl. Phys.
Lett.», 1967, v. 10, № 5, p. 160—162.
20. Heller A. Fluorescence and
room-temperature laser action of trivalent neodymium
in an organic liquid solution. — «J. Am.
Chem. Soc», 1967, v. 89, № 1, p. 167—169.
21. Whittaker B. Low threshold laser
action of a rare earth chelate in liquid and
solid host media. — «Nature», 1970, v. 228,
№ 5267, p. 157—159.
22. Горяева Е. М., Шабля А. В.,
Серов А. П. Люминесценция и
стимулированное излучение растворов комплексов
нитрата неодима с пердейтеротрибутилфосфа-
том. — «Журнал прикладной
спектроскопии», 1978, т. 28, № 1, с. 75—80.
358
23. Meyer Y., Ponce H., Vernon M.
Structure de la transition 5Do-+-7F2 dans le
benzoylacetonate d'europium en solution. —
«C. R Acad. Sc. Paris.», 1964, t. 259, № t,
p. 103—106.
24. Bhaumik M. L., Fletcher P. C,
Nugent L. J. et al. Laser emission from
benzoylacetonate alcohole solution. — «J. Phys.
Chem.», 1964, v. 68, № 6, p. 1490—1493.
25 Бажулин П. А., Деркачева Л. Д., Ди-
станов Б. Г. и др. Исследование
стимулированного излучения в растворах
редкоземельных челатов. — «Оптика и спектроскопия»,
1965, т 18, № 3, с. 526—529.
26. Аристов А. В., Маслюков Ю. С,
Резников И. И. Свечение раствора келата
европия при интенсивном импульсном
возбуждении. — «Оптика и спектроскопия»,
1966, т. 21, № 4, с. 514—515.
27. Аристов А. В., Маслюков Ю. С.
Исследование генерации вынужденного
излучения на растворах бензоилацетонатов
европия. — «Журнал прикладной
спектроскопии», 1968, т. 8, № 5, с. 717—722.
28. Nugent L. J., Bhaumik M. L.,
George S., Lee S. M. Ligand field spectra of
some new laser chelates. — «J. Chem. Phys.»,
1964, v. 41, № 5, p. 1305—1312.
29. Brecher C, Samelson H., Lempicki A.
Laser phenomena in europium chelates. III.
Spectroscopic effects of chemical
composition and molecular structure. — «J. Chem.
Phys.», 1965, v. 42, № 3, p. 1081—1096.
30. Малашкевич Г. Е., Кузнецова В. В.
Генерация на растворах некоторых
органических комплексов европия при лазерном
возбуждении. — «Журнал прикладной
спектроскопии», 1975, т 22, № 2, с. 230—233.
31. Шимичек, Шумахер. Кварцевая
капиллярная кювета для исследования
жидкостного ОКГ. — «Приборы для научных
исследований», 1964, № 4, с. 97—98.
Shimitschek E. J., Schumacher E. R.
Capillary quartz cell for liquid laser research. ~
RSI, 1964, v. 35, No 4, p. 521.
32. Шимичек, Льюис. Эллиптическая
головка для исследования жидкостного
ОКГ. — «Приборы для научных
исследований», 1964, № 7, с. 131—132.
Schimitschek E. JM Lewis A. L. Elliptical
head for liquid laser research. — RSI, 1964,
v. 35, № 7, p. 911—912.
33. Аристов А. В., Маслюков Ю. С.
Кювета для исследования генерации
вынужденного излучения на растворах. — ПТЭ, 1967,
№ 2, с. 228—229.
К табл. 17.7
1. Heller A. A high-gain
room-temperature liquid laser: trivalent neodimium in
selenium oxychloride. — «Appl. Phys. Lett.»,
1966, v. 9, № 3, p. 106—108.
2. Lempicki A., Heller A. Characteristics
of the Nd3+: SeOCl2 liquid laser. — «Appl.
Phys. Lett.», 1966, v. 9, № 3, p. 108—110.
3. Yamaguchi G., Endo F., Murakawa S.
et al. Room temperature Q-switched liquid
laser (SeOCb—Nd3+). — «Japan J. Appl.
Phys.», 1968, v. 7, № 2, p. 179.

Гл. 17.
Список литературы
4. Samelson H., Lempicki A., Brophy V.
Self-Q-switching of the Nd3+ : SeOCl2 liquid
laser. — «J. Appl. Phys.», 1968, v. 39, № 8,
p 4029—4030.
5. Samelson H., Lempicki A., Brophy V. A.
Output properties of the Nd3+: SeOCl2
liquid laser. — «IEEE J.», 1968, v. QE-4, № 11,
p. 849—855
6. Watson W., Reich S., Lempicki A.,
Lech J. A circulating-liquid laser system.—
«IEEE J.», 1968, v. QE-4, № 11, p. 842—849.
7. Samelson H., Lempicki A. Q-switching
and mode locking of Nd3+ : SeOCl2 liquid
laser. — «J. Appl. Phys.», 1968, v. 39, № 13,
p. 6115—6116.
8 Samelson H., Kocher R., Warszak Т.,
Kellner S. Oscillator and amplifier
characteristics of lasers bazed on Nd3+ dissolved in
aprotic solvents. — «J. Appl. Phys.», 1970,
v. 41, № 6, p. 2459—2469.
9. Heller A., Brophy V. Liquid lasers:
Stimulated emission of Nd3+ in liquid selenium
oxychloride solutions in the 4/73/2-^4/i3/7
transition. — «J. Appl. Phys.», 1968, v. 39, № 9,
p. 4086—4088
10. Weichselgartner H. Zur Preparation
laseraktiver Flussigkeiten mit hohen Fluores-
zenzlebendauern. — «Z. Naturforsch.», 1969,
B. 24a, № 10, S. 1665—1666.
11. Lang R. S. Die Erzeugung von Rei-
senimpulsen durch einen aktiv und passiv
geschalteten anorganischen Neodym.—Fltis-
sigkeits laser. — «Z. Naturforsch.», 1970,
B. 25a, № 8/9, S 1354—1355.
12. Алексеев Н. Е., Гил яров О. Н., Жа-
ботинский М. Е. и др. Особенности
переноса и диссипации энергии в люминофорах на
основе жидких систем типа оксихлорид
фосфора — галогениды металлов. —
«Неорганические материалы», 1969, т. 5, № 6,
с. 1038—1041.
13. Воронько Ю. К-, Кротова Л. В.,
Сычугов В. А., Шипуло Г. П. ОКГ с жидкими
активными веществами на основе РОС13:
:Nd3+. — «Журнал прикладной
спектроскопии». 1969, т. 10, № 2, с. 244—247.
14. Brecher С, French К. W. Comparision
of aprotic solvents for Nd3+ liquid laser
systems: selenium oxychloride and phosphorus
oxychloride. — «J. Phys. Chem.», 1969, v. 73,
№ 6, p. 1785—1789.
15. Бужинский И. М., Жаботин-
ский М. Е., Жаворонков Н. М. и др.
Активные вешества для ОКГ и ОКУ на основе
'соединений фосфора. — «ДАН СССР», 1969,
т. 185, № 6, с. 1306—1308.
16. Малышев Б. Н., Карнаух Н. П.,
Парамонова Н. Ам Куликовский Б. Н.
Пространственно-энергетические характеристики
жидкостного циркуляционного ОКГ на
POCl3SnCl4Nd. — В кн.: «Квантовая
электроника». Под ред. Н. Г. Басова, 1971, № 1,
с. 139—140.
17 Collier F., Michon M., Le Sergent С.
Parametres lasers du systeme liquide Nd3+—
POC13—SnCU—(H2O) compares a ceux du
YAG et du verre dope au neodyme. — «C. R.
Acad. Sc. Paris», 1971, t. 272B, № 16, p. 945—
947.
18. Капорский Л. Н., Калабушкин О. И.
Автоколебательный режим генерации
жидкостного ОКГ на основе POCb-SnCU-Nd. —
ЖТФ, 1973, т. 43, № 5, с. 1097—1099
19. Зарецкий А. И., Владимирова С. И.,
Кириллов Г. А. и др. Некоторые
характеристики ОКГ на неорганической жидкости
POCl3 + SnCl4+Nd3+. — «Квантовая
электроника», 1974, т. 1, № 5, с. 1180—1184.
20. Schimitschek E. J. Laser emission of
a neodymium salt dissolved in POC13. —
«J. Appl. Phys.», 1968, v. 39, № 13, p. 6120—
6121.
21. Fill E. E. Subnanosecond pulses from
an Nd liquid laser. — «J. Appl. Phys.», 1970,
v. 41, № 11, p. 4749—4750.
22. Fill E. E. Mode-locking experiments
with a Nd—POC13 liquid laser. — «Japan J.
Appl. Phys.», 1970, v 9, № 12, p. 1542—1543.
23. Lang R. S.t Baumhacker H., Fill E. E.
Stimulated Raman scattering in an
inorganic Nd liquid laser. — «Phys. Lett.», 1970,
v. 32A, № 6, p. 433—434
24. Brinkschulte H., Fill E., Lang R.
Spectral output properties of Nd—POCb
inorganic liquid laser. — «J. Appl. Phys.»,.
1972, v. 43, № 4, p. 1807—1811.
25. Alfano R. R., Shapiro S. L.
Picosecond pulse emission from a mode-locked
Nd+++POCl3 liquid laser. — «Opt. com-
mun.», 1970, v. 2, № 2, p 90—92.
26. Alfano R. R., Lempicki A.,
Shapiro S. L. Nonlinear effects in inorganic liquid
lasers. — «IEEE J.», 1971, v. QE-7, № 8,
p. 416—424
27. Wechselgartner H., Perchermeier J.
Anorganische Flussigkeitslaser Beitrage zur
Preparation und Handhabung der aktiven
Losungen. — «Z. Naturforsch.», 1970, В. 25а„
№ 8/9, S. 1244—1245.
28. Fill E. E. Ein Nd—POC13—Laserver-
starker. — «Z. angew. Physik», 1972, B. 32>
№ 5/6, S. 356—358.
29. Andreou D., Little V. I., Selden A. C,
Katzenstein J. The output characteristics-of
a Q-switched liquid laser system: Nd3+:
: РОСЦ : ZrCl4. — «J. Phys. D : Appi. Phys.»,
1972, v. 5, № 1, p. 59—63.
30. Fahlen T. S. High-average-power Q-
switched liquid laser. — «IEEE J.», 1973,
v. QE-9, № 4, p. 493—496.
31. Kocher R., Samelson H., Lempicki A.
Nd3+ aprotic liquid lasers: High-power
oscillators and amplifiers. — «IEEE J.», 1973,
v. QE-9, № 6, p. 664
32. Brinkschulte H., Perchermeier J.,
Schimitschek E. A repetitively pulsed,
Q-switched, inorganic liquid laser. — «J. Phys. D:
Appl. Phys.», 1974, v. 7, JMb 10, p. 1361 — 1368.
33. Brun P., Caro P. Effet laser dans une
solution РОСЦ—D2O—Nd2O3. — «C. R. Acad.
Sc. Paris», 1972, t. 274B, № 18, p. 1072—
1074.
34. Shepherd Т. М. Some preparative
details of the Nd3+/Se0Cl2 laser. — «Nature»,
1967, v. 216, № 5121, p. 1200.
359

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
35. Kato D., Shimoda К. Liquid SeOCb:
: Nd3+ laser of high quality. — «Japan J.
Appl. Phys.», 1968, v. 7, № 5, p. 548.
36. Blumentha! N.,' Ellis С. В., Grafstein D.
New room-temperature liquid laser: Nd(III)
in POC13—SnCl4. — «J. Chem. Phys.», 1968,
v. 48, № 12, p. 5726.
37. Аристов А. В., Батяев И. М.,
Любимов Е. И. и др. Генерация вынужденного
излучения на растворах неодима в
тяжелоатомных неорганических растворителях. —
«Оптика и спектроскопия», 1969, т. 26, № 4,
с. 664-665.
38. Selden А. К. Transverse modes in
liquid laser. — «Opt. Commun.», 1972, v. 5,
№ 1, p. 62—64.
39. Hongyo M., Sasaki Т., Nagao Y. et al.
High-power Nd3+POCl3 liquid laser
system. — «IEEE J.», 1972, v. QE-8, № 2, p. 192.
40. Andreou D., Little V. I. The spiking
behaviour of a laser having combined
liquid- and glass-active media. — «J. Phys. D:
Appl. Phys.», 1973, v. 6, № 4, p. 390—394.
41. Le Sergent C, Michon M.,
Rousseau S. et al Des caracteristique de
remission laser obtenue avec la solution POC13,
SnCl4, Nd2O3. — «C. R. Acad. Sc. Paris»,
1969, t. 268B, № 24, p. 1501—1503.
42. Sasaki Т., Yamanaka Т., Yamagu-
chi G., Yamanaka C. A construction of the
high power laser amplifier using glass and
selenium oxychloride doped with Nd3+. —
«Japan J. Appl. Phys.», 1969, v. 8, № 8,
p. 1037—1045.
43. Andreou D., Selden A. CM Little V. I.
Amplification of a mode-locked trains with
a liquid laser amplifier, Nd3+-/ POC13:
:ZrCl4. — «J. Phys. D:Appl. Phys.», 1972,
v. 5, № 8, p. 1405—1417.
44. Andreou D., Little V. I. Observation
of a frequency shift during the amplification
of narrow spectrum light signal. — «Nature»,
1972, v. 238, № 5361, p. 216—217.
45 Andreou D., Little V. I. The effect of
frequency shifts on the power gain of a
laser amplifier. — «Opt. commun.», 1972, v. 6,
№ 2, p. 180—184.
46. Andreou D. A high-power liquid
laser amplifier. — «J. Phys. D: Appl. Phys.»,
1974, v 7, № 8, p. 1073—1077.
47. Алексеев Н. Е., Жаботинский М. Е.,
Иванова Е. Б. и др. Влияние хлористого
тионила на лазерные характеристики
жидкого люминофора POCl3-SnCLrNd3+. —
«Неорганические материалы», 1973, т. 9, №2,
с. 239—242.
48. Forbes D. К. High-power liquid laser
illuminator. — «IEEE J.», 1971, v. QE-7, №6,
p. 291—292
49. Капорский Л. Нм Калабушкин О. И.
Кюветы жидкостных неорганических' ОКГ.—
«Оптико-механическая промышленность»,
1975, № 3, с. 68—69
50 Kocher RM Samelson H.t Lempicki A.
Repetitively pulsed inorganic liquid lasers. —
«IEEE J.», 1971, v QE-7, № 6, p. 292.
51. Бондарев А. См Бученков В. А., Во-
лынкин В. М. и др. Новая малотоксичная
неорганическая жидкая среда,
активированная Nd3+, для лазеров. — «Квантовая
электроника», 1976, т. 3, № 2, с. 381—385.
52. Green M., Mason R. A report on the
use of adhesives in liquid laser cell
construction. — «J. Phys. E: Sc. Instr.», 1973, v. 6,
№ 7, p. 602.
53. Green M., Andreou D., Little V. L,
Selden A. C. A multi-gigawatt liquid laser
amplifier. — «J. Phys D: Appl. Phys.», 1976,
v. 9, № 5, p. 701—707.
Глава 18
ЛАЗЕРЫ НА ОСНОВЕ ОРГАНИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЕЙ
Б. И. СТЕПАНОВ, А. Н. РУБИНОВ, В. А. М0СТ0ВНИН0В
Процесс генерации в лазерах на основе
органических красителей может быть
описан схемой двух
электронно-колебательных уровней, соответствующих основному
и первому возбужденному синглетным
состояниям молекулы красителя (уровни 1
и 3 на рис. 18.1)*>. Для этой простой
модели коэффициент усиления органического
красителя на частоте v равен
k (v) = CF
31
— "i exP I—h
{
- v)/kT]}>
A8.1)
где cf31 (v) — сечение вынужденного
испускания; n3, t%i'— населенности уровней;
^л ~- частота чисто электронного
перехода. Согласно A8.1) усиление на частоте
v возникает при условии
лз/rti > exp [—д (v9JI — v)/kT]. A8.2)
Для частот v > vaJI выполнение этого
условия затруднено, так как требует
образования инверсного распределения насе-
ленностей по электронным уровням 1
и 3. Для частот v < vajI подобное требова-
*} Впервые оптическая генерация органических красителей была получена в работах
[1—3]. Сведения о лазерах на основе органических красителей можно также найти в
обзорах [4—8].
360

Гл. 18.
Лазеры на основе органических красителей
ние не обязательно и усиление может иметь
место даже при nz < п±.
Из A8.1) следует, что максимум полосы
усиления k (v) смещен в длинноволновую
область относительно максимума спектра
°3i (v) (спектр 0*31 (v) практически
совпадает со спектром люминесценции
красителя). С ростом населенности п3 полоса
усиления смещается в сторону коротких
волн, приближаясь по положению и форме
к'спектру люминесценции.
где а24 (v) и а3б (v) — сечения поглощения
при переходах 2-^4 и 3->5. Поглощение
между возбужденными синглетными
уровнями 3 — 5 в красителях практически
совсем не изучено, и степень его влияния на
процесс генерации обычно неизвестна
Спектры триплет-триплетного (Т-Т)
поглощения измерены для ряда красителей;
как правило, они в той или иной мере
перекрываются со спектрами люминесценции
(рис. 18.2).
50(t)
Рис. 18.1. Схема синглетных E,) и триплетных (Tj) уровней энергии сложной молекулы (у
каждого уровня показана относительная ориентация спинов внешних электронов).
Обычно в процессе генерации помимо
двух основных участвуют также
дополнительные синглетные и триплетные
возбужденные уровни энергии молекулы. В боль-
шинсте случаев процесс может быть описан
в рамках 5-уровневой схемы, изображенной
на рис. 18.1. Слева ва этой схеме
приведены синглетные, справа — триплетные
уровни энергии. В общем случае коэффициент
усиления уменьшается за счет
перепоглощения света в системе возбужденных
уровней и может быть представлен в виде
* (v) = [cJgi (v)^ — a35 (v)] п3 —
— а31 (v) X пг ехр[—Л (vaJ1 — v)/kT] —
- а24 (v) п„ A8.3)
Так как скорости изменения населен-
ностей п3 и п2 различны, то степень
влияния Т-Т поглощения на величину
усиления изменяется во времени и зависит от
скорости нарастания (крутизны фронта)
накачки. Особенно сильное влияние Т-Т
поглощение оказывает на лазерные
свойства красителей, спектроскопические
параметры которых удовлетворяют условию
0~31 (V) /0Г24 (V) > Р32/Р2Ь A8.4)
где ри — вероятность перехода между
уровнями i — /. Генерация веществ этого
типа может быть получена лишь при
кратковременном импульсном возбуждении.
В этом случае пороговое условие генера-
361

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
ции накладывается не только на
интенсивность накачки, но и на скорость ее
возрастания во времени (крутизну фронта
возбуждающего импульса).
Соединения, для которых соотношение
A8.3) не выполняется, способны
генерировать как в импульсном, так и
непрерывном режимах. Пороги импульсной и
стационарной генерации различны: для
непрерывного режима
knOT/no3,
\—h (Уэл—v)/kT]
_
т3 [1 — a24 (v) р32/о31
A8.5)
а при возбуждении кратковременным
импульсом
—ехр ( —A (vaJI—v)/kT]}. A8.6)
Значения параметров, входящих в
A8.6), обычно находятся в пределах:
т3 « Ю-9 - Ю-11 с, fcn0T « Ю-2 -
— 1 см-1, a3i (v) п ж 10 см-1, v8JI —
— vr ж 500 — 2000 см-1, В13 ^ 5 х
Х106 Эр-1 • см3 » с-1. Следовательно,
плотность накачки, соответствующая
импульсному порогу генерации, для разных
красителей может варьироваться от 2 • 10-1
до 2 • 103 Эр/см3 или в единицах плотности
потока от 0,6 до 600 кВт/см2.
500 л,т
Рис. 18.2. Спектры поглощения (S-Snovn),
люминесценции и триплет-триплетного поглощения
G-7погл) нейтральной формы 7-окси-4-метилку-
марина.
Вредное влияние триплетных уровней
может быть уменьшено при добавлении
в раствор специальных веществ —
тушителей триплетного состояния, которые
увеличивают вероятность р21. Это ведет к
снижению населенности метастабильного
уровня /г2, а следовательно, к повышению
эффективности работы лазера
В некоторых случаях благодаря
использованию тушителя, удается изменить
знак неравенства A8.4) на
противоположный и тем самым обеспечить возможность
362
генерации раствора в непрерывном режиме-
Наиболее эффективными тушителями
триплетного состояния, применяемыми в
лазерах на красителях^ являются кислород
(О2), циклооктотетраен (С8Н8), дицикло-
пентадиен (СюН12) Использование чрез-*
мерно больших концентраций тушителя
Рис. Y8.3. Влияние концентрации тушителей >.а
энергию генерации этанольного раствора
родамина 6G:
1 — кислород; 2 — циклооктотетраен
может приводить к отрицательному эффекту
из-за сокращения времени жизни верхнего
лазерного уровня, фотораспада тушителя
и других факторов (рис. 18.3).
18.1. СПОСОБЫ НАКАЧКИ ЛАЗЕРОВ
НА ОСНОВЕ КРАСИТЕЛЕЙ
Накачка излучением
импульсных лазеров
Для возбуждения растворов красителей
в импульсном режиме чаще всего
используются основные частоты излучения и
гармоники твердотельных лазеров [вторая
гармоника рубинового C47 нм), вторая
E30 нм). третья C53 нм) и четвертая
B85 нм) гармоники неодимовых лазеров],
а также излучение импульсных газовых
лазеров: азотного C37 нм) и ксенонового
A72,5 нм). Мощность излучения накачки
разных импульсных источников
варьируется обычно в пределах от нескольких
киловатт до десятков мегаватт.
При лазерном возбуждении наиболее
распространены две основные геометрии
накачки: поперечная, когда
направление возбуждающего потока
перпендикулярно направлению генерации красителя, и
продольная, когда оба эти направления
совпадают (рис. 18.4, а и б). Генерация в
продольной схеме особенно эффективна, еопи
возбуждение проводится через селективное
зеркало, хорошо пропукающее излучение

Гл. 18.
Лазеры на основе органических красителей
накачки и обладающее высоким
коэффициентом отражения в спектральной области
генерации красителя. Этому требованию
хорошо удовлетворяет схема с призмой
полного внутреннего отражения [9]
(рис. 18.4, в), в которой излучение накачки
с незначительными потерями на отражение
проходит через призму со стороны ее ребра
и слегка сфокусированным пучком
попадает в объем активного вещества. Генера-
•"::::::::
:.::::V\v.:
д)
Рис. 18.4. Схемы накачки лазера на основе
красителей:
а — поперечная; б — продольная; в — продольная
с призмой полного внутреннего отражения. / —
накачка; 2 — генерация.
ция красителя формируется в резонаторе,
образованном призмой полного
внутреннего отражения и выходным
полупрозрачным зеркалом. Такая схема эффективно
работает при любых длинах волн
излучения накачки и генерации.
При оптимально подобранных
параметрах раствора и резонатора энергетическая
эффективность поперечной и продольной
схем возбуждения генерации одинакова.
При возбуждении в продольной схеме
линейно поляризованным светом излучение
лазера на красителе всегда полностью
поляризовано. В поперечной схеме степень
поляризации генерируемого излучения
зависит от угла между электрическим
вектором возбуждающего излучения и осью
резонатора лазера на красителе.
Стопроцентная поляризация обычно наблюдается
лишь при ортогональном направлении
вектора поляризации накачки к оси лазера.
Лазерная накачка красителей может
осуществляться с большой частотой
повторения импульсов. При циркуляции
раствора, обеспечивающей достаточно быструю
смену активной среды в рабочей зоне
лазера, частота следования импульсов
генерации красителя ограничивается лишь
рабочей частотой возбуждающего лазера.
Для таких целей в настоящее время
наиболее удобными являются лазеры
периодического действия (азотный, ксеноновый, на
парах меди), а также на основе иттрий-
алюминиевого граната с неодимом.
При возбуждении излучением
твердотельных или газовых лазеров с
синхронизацией мод в красителях может быть
осуществлен режим генерации
ультракоротких импульсов. Для этого достаточно^
чтобы оптические длины резонаторов
задающего генератора и лазера на красителе
были равны или кратны. Длительность
импульсов генерации при таком способе
возбуждения может составлять около
5 пс [10].
К. п. д. лазеров на красителях с
возбуждением импульсными лазерными
источниками достигает десятков процентов.
Максимальный к. п. д. G5%) был реализован
для этанольного раствора родамина 6G
при накачке излучением 2-й гармоники
лазера на стекле с неодимом.
При возбуждении импульсными
лазерами генерация на красителях может быть
осуществлена практически на любых
длинах волн в пределах спектрального
диапазона от 340 до 1100 нм (рис. 18.5 и
табл. 18.3).
Непрерывное возбуждение
Источником непрерывной накачки
красителя в большинстве случаев служит
аргоновый ионный лазер, имеющий на
нескольких сильных линиях в синей и
зеленой частях спектра выходную мощность
несколько ватт. Для превышения порога
генерации красителя излучение
аргонового лазера такой мощности должно
фокусироваться в раствор в малую область
диаметром 10 — 20 мкм. Эффективное
использование энергии накачки обеспечивается
лишь при согласовании с высокой
точностью профилей зоны накачки и генерации
красителя. Схема непрерывного лазера на
красителе приведена на рис. 18.6 [8].
Одной из проблем, связанных ,с
непрерывным оптическим возбуждением
жидкостных лазеров, является устранение
термооптических искажений, возникающих в
активной жидкости и элементах резонатора
при прохождении через них мощного
пучка накачки. Обычно термооптические
искажения раствора развиваются через
несколько микросекунд после начала
возбуждения. Поэтому, чтобы устранить их
влияние, необходимо быстро прокачивать
раствор через зону генерации, так чтобы за
несколько микросекунд произвести
полную смену жидкости в активной области»
Аналогичные требования к прокачке
раствора вызваны необходимостью вывода иа
36S

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
зоны генерации продуктов фотораспада,
образующихся под действием накачки.
При скоростях тока, обеспечивающих
смену раствора в генерирующем объеме за
рации даже те вещества,
спектроскопические параметры которых удовлетворяют
условию A8.4). Простая и надежная
конструкция непрерывного лазера на краси-
W,MBm
0,50
0,1*5
0,30
0,15
W,MBm
10
- 16
400
500 * МО
700
800
Рис. 18.5. Мощность генерации различных красителей в области 360—1000 нм при возбуждении
излучением рубинового лазера:
а — второй гармоники; б — основной частоты./) 2,5-дифенилоксазол; 2) 1,4-дистирилбензол;
3) 1-стирил-4 [со-винил (/г-бифенил)] бензол; 4) РОРОР; 5) эскулин; 6) тетрафенилбутадиен;
7) амидин; 8) уранин; 9) флуоресцеин; 10) родамин 6G; //) родамин G; 12) полиметиновый
№ 4546; 13) полиметиновый № 4545; 14) 3,3'-диэтилоксадикарбоцианинйодид; /5) полиметиновый
№3115; 16) полиметиновый №4567; 17) 1,П-Дибензил-4,4'хинокарбоцианинйодид; 18) 1,11, 3, 3,3'-гекса-
метилениндокарбоцианинйодид; 19) полиметиновый № 29; 20) полиметиновый № 118; 21) 1,1'-ДНэтил-
хино- (г.гО-трикарбоцианинйодид [24].
времена короче длительности местабиль-
ного триплетного уровня (т2 ж 10~6 с),
уменьшается вредное влияние Т-Т
поглощения. В этом случае, несмотря на
непрерывный режим накачки и генерации лазера
теле изображена на рис. 18.7 [12]. В этой
схеме кювета с красителем отсутствует,
а генерация происходит в тонкой
плоскопараллельной струе раствора,
формируемой с помощью специального сопла. Пло-
К
Л1
Рис. 18.6. Схема непрерывного лазера на красителе:
Jllt J12 — линзы; Rl, R2 — зеркала; К — кювета; /7 — призма.
на красителе, процесс возбуждения
молекул красителя по существу носит
кратковременный импульсный характер. Этот
прием позволяет без применения
тушителей использовать для непрерывной гене-
364
скость струи ориентирована под углом
Брюстера к оси резонатора, чтобы свести
к минимуму отражение от ее поверхности
и скомпенсировать астигматизм
сферических зеркал для наклонных пучков резо-

Гл. 18.
Лазеры на основе органических красителей
натора. Излучение Аг-лазера вводится
в резонатор через призму.
Непрерывные лазеры на красителях
генерируют во всей области видимого
спектра и позволяют получать достаточно уз-
Нйкачка
Плоскость
струи
Я1 Генерация
Струя жидкости
Рис. 18.7. Схема струйного лазера на красителе:
R1—R4 — зеркала резонатора; П — призма. Внизу
расположены конфигурация сопла и вытекающей
струи активного вещества.
кие перестраиваемые по частоте линии
генерации с минимальной угловой
расходимостью излучения (рис. 18.8). Мощности
излучения современных непрерывных
лазеров на основе красителей достигают
ная фокусировка излучения лазера на
красителе в кювету с насыщающимся
поглотителем. Одна из возможных схем
непрерывного лазера на красителе с пассив-
Rk
Гднерация
Рис. 18.9. Схема резонатора непрерывного лазера
на основе красителя с пассивной синхронизацией
мод насыщающимся поглотителем:
R1—R4 — зеркала; Л — линза; 3 — затвор
ной синхронизацией мод приведена на
рис. 18.9 [13]. Излучение накачки вводится
в резонатор через кварцевую призму и
фокусируется зеркалом на кювету с
генерирующим раствором. На другом конце ре-
500 £00 700 Л,нм
Рис. 18.8. Спектр мощности непрерывного струйного лазера при использовании различных
органических красителей:
J — нильский голубой; 2 — крезил-фиолет перхлорат; 3 — родамин В; 4 —родамин 6G (мощность
возбуждения 4 Вт); 5 — родамин 6G (мощность возбуждения 2 Вт); 6 — родамин 110; 7 — флуо-
ресцеин; 8 — кумарин В; 9 — кумарин 7; 10 — кумарин 102; 11 — 7-диэтил-амино-4-метилкумарин;
12 — кумарин 2; 13 — кумарин 120, 14 — карбостирол [78].
нескольких ватт. Они обладают
хорошей стабильностью (около 2% за время
~10 мс), при этом флуктуации амплитуды
их излучения определяются в основном
флуктуациями мощности возбуждающего
Аг-лазера.
Лазер на красителе с непрерывной
накачкой может работать в режиме активной
или пассивной синхронизации мод. При
рассивной синхронизации необходима силь-
зонатора находится подобная кювета с
раствором насыщающего поглотителя. Обе
кювета ориентированы под углом Брюстера
к оси резонатора и предусматривают
непрерывную прокачку растворов. Такой
лазер способен генерировать импульсы
длительностью 1—2 пс. Устойчивая
синхронизация мод обычно наблюдается при
небольшом превышении уровня накачки
над погором генерации.
365

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
Накачка импульсными лампами
Генерация на красителях может быть
возбуждена с помощью разнообразных
источников некогерентного света:
трубчатых и коаксиальных импульсных ламп
[4], «пинчевых» источников [14], излучением
разряда в воздухе [15] и плазменным
фокусом магнитоплазменного компрессора
При использовании трубчатых ламп
накачка красителя обычно производится
при режимах разряда, обеспечивающих
длительность импульсов излучения от 1 до
500 мкс при вводимой энергии от десятков
джоулей до килоджоуля (в зависимости
от типа ламп). Трубчатые лампы
позволяют создавать сравнительно простые
конструкции лазерных головок на основе
красителей, излучающие в спектральной
области 400 — 700 мм с энергией генерации
в импульсе 5 — 10 Дж [17]. К. п. д.
генерации лазера с накачкой трубчатыми
лампами при использовании наиболее
эффективных красителей (родамин 6 G)
превышает 1%.
Для возбуждения генерации
красителей разработано несколько вариантов
специальных коаксиальных импульсных ламп
(рис. 18.10), обеспечивающих импульсы
излучения накачки длительностью в
несколько десятых долей микросекунды [18—
20]. Отличительной особенностью
конструкции таких ламп является весьма
малая толщина кольцевого разрядного
промежутка (десятые доли миллиметра).
Осуществление разряда с такой малой
10
Рис. 18.10. Конструкция коаксиальной импульсной
лампы Сорокина [18]:
1 — внешний кварцевый цилиндр; 2 —
проводящая оболочка; 3 — область разряда лампы; 4 —
заполнение кюветы; 5 — зеркало; 6 — кювета с
красителем; 7 — электрод; 8 — конденсатор; 9 —
концевой фланец; 10 — откачка лампы.
длительностью предъявляет жесткие
требования к индуктивности питающего
конденсатора и другим элементам разрядной
цепи.
Характеристики импульсных ламп, используемых для возбуждения генерации
растворов красителей (энергетические параметры генерации приведены
для родамина 6G).
Таблица 18.1
Тип лампы* их
количество в схеме
а ра
ежут
Дли
про
о,я
Я&
Давлен
мм рт.
фр
дкс
Крути
накач
и
IP
ш
Дли
рац
§
12
9. ♦
Пиковая
генерац
1
я
Линейные
импульсные лампы:
ИФП-1200, 2
ИФП-2000, 2
ИФП-5000, 2
ИФП-20000,2
ИФП-40000, 2
Линейная
импульсная лампа Феррара 4
Коаксиальная лампа
Сорокина, 1
Коаксиальная лампа
Фурумото, 1
Коаксиальная лампа
Барихина, 1
Коаксиальная лампа
Фадеева, 1
Коаксиальная лампа
Дзюбенко, 1
120
130
250
580
1000
170
100
120
520
36
260
7
11
11
16
16
5
1
1
10
0,2
2—2,5
300
300
300
300
300
10
10
100
20
100
20
100
1,0
40
120
225
3
0,8
0,07
10
0,2
3,5
18 ♦
0,3
4
25
40
1
0,3
3,8- 10~2
6
0,05
1
6
5
18
26
37
20
0,6
700
0,2
15
3
1 ,0
11
13
30
5
0,2
0,4
400
0,04<
12
30
0,5
30
50
100
1
0,5
10
0,05
1,6
1
3
3,7
2,1
50
40
100
400
0,8
75
0,75
0,2
1.2
0,7
0,8
0,25
0,4
0,4
0,8
0,02
1,2
[25,27]
[25, 28fl
73]
17,25]
;25,26]
129]
[30]
[6,31]
[6,32]
[21]
[33]
[34]
*) Для этанольного раствора пара-терфенила.
366

Гл. 18.
Лазеры на основе органических красителей
Благодаря высокой интенсивности и
малой длительности накачки коаксиальные
лампы позволяют возбуждать генерацию
большего числа красителей и в более
широкой спектральной области (до 340 нм),
чем трубчатые лампы. Однако выходная
энергия генерации, достигаемая при
использовании таких ламп, существенно
ниже, чем при накачке лампами трубчатого
типа.
Наибольшая энергия генерации
красителей реализуется при использовании
источников накачки на основе
самосжижающегося разряда (г-пинча) и
коаксиальных ламп с высоким энерговкладом.
Отличительной чертой конструкции лампы
последнего типа является применение
эластичных развязок в соединениях
электродов лампы с кварцевыми трубками. Такая
лампа выдерживает нагрузки в несколько
десятков килоджоулей при длительности
разряда 20 — 30 мкс. С помощью
коаксиальной лампы с высоким энерговкладом
удается осуществить генерацию излучения
на красителе (родамине 6 G) с выходной
энергией до 400 Дж при достаточно высоком
к. п. д. @,8%) [21]. Сравнительные
характеристики импульсных ламп различных
типов, используемых для накачки
красителей, приведены в табл. 18.1.
Как правило, при ламповом
возбуждении импульс генерации красителя короче
импульса накачки и имеет беспичковый
характер. При использовании активных
или пассивных модуляторов добротности в
генераторах на красителях с ламповым
возбуждением легко осуществлеятся
синхронизация мод* Лазеры на красителях с
ламповой накачкой могут работать и в режиме
периодического действия с частотой
повторения импульсов ~ 100 Гц. В
последнем случае необходимым условием является
прокачка рабочего раствора через кювету.
18.2. СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
И УПРАВЛЕНИЕ СПЕКТРОМ ЛАЗЕРА
НА ОСНОВЕ КРАСИТЕЛЕЙ
Спектр генерации органических
красителей в резонаторе без селективных
элементов при любом способе возбуждения
обычно составляет 5 — 20 нм. В
большинстве случаев спектр имеет четкую
полосчатую структуру, обусловленную
интерференцией генерируемого излучения при
отражении от плоско-параллельных
элементов резонатора (поверхностей зеркал,
стенок кюветы и др.). У красителей, полосы
люминесценции которых заметно
перекрываются с полосами поглощения, спектр
генерации не совпадает с максимумом полосы
люминесценции и сдвинут относительно
него в длинноволновую часть спектра.
Средняя частота генерации таких
красителей зависит от концентрации молекул
в растворе, коэффициентов отражения
зеркал, длины активного слоя,и базы
резонатора. Положение спектра генерации
некоторых красителей существенно меняется
также при изменении температуры
раствора.
Для перестройки и сужения спектра
генерации красителей в резонатор лазера
Рис. 18.11. Схема лазера на основе красителей
с селекторами:
а — с дифракционной решеткой; б—в —с
плоскопараллельным и клиновым интерферометром
Фабри — Перо^ г — с дисперсионной призмой; д —
дифракционной решеткой и интерферометром
Фабри — Перо.
вводятся спектрально-селективные
элементы (селекторы). В качестве селекторов
применяются спектральные светофильтры,
клиновые и плоско-параллельные
интерферометры Фабри — Перо, дифракционные
367

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
решетки, дисперсионные призмы и
некоторые другие устройства. Типичные схемы
таких генераторов с использованием
селекторов приведены на рис. 18.11. Введение
одного селективного элемента сужает
линию генерации до 0,05 — 1, 0 нм без
существенного уменьшения выходной
мощности и позволяет перестраивать' спектр
генерации в пределах нескольких сотен
ангстрем на одном и том же растворе
красителя. Для получения более узких линий
генерации следует использовать
комбинации различных селекторов. Получение
линий шириной порядка 10~3 — 10~4 нм
неизбежно связано со значительными
потерями энергии генерируемого излучения,
однако является весьма эффективным
способом повышения спектральной плотности
энергии генерации.
Генерация узкой перестраиваемой
линии на красителе может быть получена и
без внесения в резонатор селективных
элементов, на принципе распределенной
обратной связи (РОС). В лазерах с РОС
обратная связь осуществляется за счет
брэгговского отражения от периодической
структуры, возникающей в активной среде
в результате модуляции ее показателя
преломления [22]. Вследствие резонансного
характера брэгговского отражения
лазерные колебания возбуждаются лишь в
узкой спектральной области. Изменяя период
модуляции, можно осуществить плавную
перестройку частоты. Необходимая
модуляция показателя преломления среды
может быть получена, например, при
интерференции двух .когерентных лучей в
активной среде лазера на красителе.
Генерация в лазере с РОС возбуждается на
длине волны Хг = np XK/n sin 0, где nv
и п — показатели преломления раствора
и граничащей с ним среды; Ян — длина
волны накачки; 9 — угол интерференции
пучков накачки. Перестройка длины
волны генерации может осуществляться
изменением угла пересечения
интерферирующих лучей, изменением показателей
преломления раствора или граничащей с ним
среды, а, также перестройкой длины волны
излучения накачки Хн. Спектральная
ширина линии генерации в лазерах с РОС
обычно составляет 0,01 — 0,001 нм
(табл. 18.2)
18.3. АКТИВНЫЕ СРЕДЫ
В настоящее время красителями
принято называть сложные органические
соединения с разветвленной системой
сопряженных связей, обладающие интенсивными
полосами поглощения в видимой или
ближней УФ областях спектра. Известно
несколько сотен органических соединений
различных классов, на которых получен
эффект оптической генерации. Большинство
из них представлено в табл. 18.3. К
наиболее эффективным классам относятся ксан-
теновые, полиметиновые, оксазиновые кра-
368
сители, кумарины, фталимиды,
производные оксазола и диазола. Некоторые
производные фталимида, кумарины и ксан-
теновые красители хорошо генерируют как
при лазерном, так и при ламповом
возбуждении. Кумарины в зависимости от рН
среды образуют в растворе кислую,
нейтральную и основную формы. Спектры
люминесценции различных кислотных форм
смещены друг относительно друга, что
позволяет производить плавную
перестройку частоты генерации в широких пределах
изменением кислотности растворителя.
В большинстве случаев для
генерации применяются жидкие растворы
сложных органических соединений. Иногда
используются также твердые растворы на
основе полимеров (полистирол, полиметил-
метакрилат). При лазерном возбуждении
получена генерация некоторых сложных
органических соединений в газовой фазе
[23].
Генерационная эффективность среды
существенно зависит от степени ее химической
чистоты. Механизм вредного влияния
посторонних примесей может быть
различным. Примеси могут непосредственно
поглощать или рассеивать генерируемое
излучение, способствовать образованию ас-
социатов красителя, уменьшать его
фотохимическую прочность, тушить люминет
сценцию и стимулировать синглет-трип-
летную конверсию. Практически во всех
случаях достаточная степень чистоты
красителя обеспечивается его хроматографи-
ческой очисткой.
Лучшей генерационной способностью*
обычно обладают соединения с высоким
квантовым выходом люминесценции.
Однако эта взаимосвязь неоднозначна, так
как эффективность генерации
существенно зависит также от степени перекрытия*
полосы усиления со спектрами синглет-
синглетного и триплет-триплетного
наведенного поглощения, вероятности
перехода молекул на* местастабильный уровень
и скорости дезактивации этого1 уровня.
Установлено также, что для некоторых
соединений при лазерном возбуждении
существенные потери энергии происходят
вследствие частичного поглощения
излучения накачки в системе возбужденных,
уровней.
При ламповом способе накачки и в
лазерах непрерывного действия особенно»
важна фотохимическая прочность
красителя. Вредное влияние фотораспада
связано главным образом с образованием по#
действием накачки устойчивых
продуктов, поглощающих генерируемую
радиацию. Обычно степень фотораспада линейно-
связана с энергией накачки и может быть
охарактеризована квантовым выходом
фотораспада, который уменьшается при от-
фильтровании из спектра накачки
коротковолновых компонентов.

Гл. 18.
Лазеры на основе органических красителей
Таблица 18.2
Параметры лазеров
Параметр
Типичные значения
Примечание
На красителях с накачкой излучением твердотельных лазеров
(Лвозб = 347,1; 694; 265; 530; 1О60 нм)
Диапазон плавной
перестройки спектра
генерации, нм
218—1300
Диапазон 218—330 нм обеспечивается'
удвоением или сложением частот генерации
красителей
5—50
Ширина спектра, нм
Резонатор без дисперсионных элементов
Ю-1—Ю-4
Резонатор с дисперсионными элементам».
К. п. д.,
1—75
К.п.д. зависит от типа красителя,
положения частоты возбуждения на спектре
поглощения, типа разонатора
Частота* повторения
импульсов, Гц
До 200
Частота повторения импульсов генерации*
определяется частотой повторения
возбуждающих импульсов
Длительность
импульсов генерации, с
Режим пчкосекундных импульсов
Ю-»—Ю-7
Возбуждающий лазер работает в режиме-
модулированной добротности
На красителях с возбуждением от азотного лазера (ХВ0зб =337 нм)
Диапазон плавной
перестройки спектра
генерации, нм
Ширина спектра, нм
К. п. д, о/о
Частота повторения
ния импульсов, Гц
Длительность
импульсов генерации, с
260—970
5—50
lo-i-io-4
10—40
До 200
Ю-8
Диапазон 260—360 нм обеспечивается
удвоением частот генерации красителей
Резонатор без дисперсных элементов
Резонатор с дисперсными элементами
Мощность излучения определяется
мощностью возбуждающего лазера (обычно*
5-104—5-Ю6 Вт)
—
—
Непрерывных лазеров на красителях
(возбуждение излучением аргонового лазера) *>
Диапазон плавной
перестройки спектра, нм
430—730
—
Непрерывные лазеры на красителях работают также в режиме синхронизации мод.
369>

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
Продолжение табл. 18.2
Параметр
Ширина спектра, нм
К. п. д., %
Мощность излучения,
Вт
Типичные значения
1—10
До 6.Ю-7
5—30
0,1—10
Примечание
Резонатор без дисперсионных элементов.
Резонатор с дисперсионными элементами
—
Определяется мощностью
возбуждающего лазера
На красителях с ламповой накачкой
Диапазон плавной
перестройки, нм
Ширина спектра, нм
К. п. д., %
Энергия генериру мых
импульсов света, Дж
Частота повторения
импульсов, Гц
Мощность излучения,
Вт,
Длительность
импульсов излучения, с
330—970
430—750
5—50
Ю-1—Ю-5
0,1—1,7
10-3—5-10*
100
До 100
До 4-107
10-и—3. Ю-13
Ю-8—Ю-4
Импульсы накачки длительностью
5-Ш-8— 10-7с
Ю-6_1О-5С
Резонатор без дисперсионных элементов
Резонатор с дисперсионными элементами
Зависит от режима накачки и типа кра»
сителя
—
—
Средняя
Пиковая
Режим синхронизации мод
Определяется длительностью импульсов
накачки
370

Гл. 18.
Назеры на основе органических красителей
Таблица 18.&
Активные среды лазеров на красителях
Органическое соединение
Р-терфенил
2,5-дифенил-1,3,4-оксадиазол; РРД
2,5-бис- (Р-метоксифенил) -1,3,4-
оксадиазол
2- (Р-метоксифенил) -5-фенил-1,3,4,
оксадиазол
2-D-бифенил)-5-фенил-1, 3,
4-оксадиазол; РВД
2- D-бифенилил) -5-Р-куменил-1,3,4-
оксадиазол; изопрпопил—РВД
2,5-дифенилфуран; PPF
2,5-дифенилоксазол; РРО
1,4-дифенил-1,3-бутадиен Р-кватер-
фенил
2,5-бис- D-бифенилил)
-1,3,4-оксадиазол; ВВД
2- A -нафтил) -5-фенилоксазол;
a-NPO
2- D-бифенилил) -5-стирил-
1,3,4-оксадиазол
2,5-ди-а-нафтил-1,3,4-оксадиазол;
п ММП
UrlMlNL/
Аминобензойная кислота
2- A -нафтил) -5-стирил-1,3,4-
оскадиазол
> D-бифенил) -5- (Р-стирилфенил) -
1,3,4-оксадиазол
Р-диметиламино-2,5-дифенилокса-
зол; PPO-N(CH3J
2- [Р- (диметиламино D-фенил) ] -
-5-фенил-1,3,4-оксадиазол
4,4-дифенилстильбен
2,5-бис- D-бифенилил) -оксазол;
7-амино-2-гидрокси-4-метилхино-
лин; карбостирил 124
2- D-бифенилил) -5- (a-нафтил) -
оксазол;
Растворитель
С6Н5СН3
DMF
С4Н8О2
ЕЮН
С4Н8О2
EtOH
ЕЮН
СбН5СНз
ЕЮН
ЕЮН
СбН12, ЕЮН
ЕЮН
СбНбСНз
сбн6
ЕЮН
DMF
С4Н8О2
C6Hi2+C6H5CH3 B:1)
СбНв; СбНбСНз
С4Н8О2
СбН5СНз
DMF
СбНбСНз
DMSO
СбНбСНз
РММА
СбНбСНз
CeHi2
EtOH
ЕЮН
СбНбСНз
СбНбСНз
СбНбСНз
СбНбСНз
РММА
РММА
СбНбСНч
СбНбСНз
СбНбСНз
СбНбСНз
DMF
СбНб
СбНбСНз
СбНб6
ЕЮН
СбНбСНз
Длина волны
генерации, нм
340
о л л
От: 1
341
343—356
347
348
359; 372
365
377—415
355—382
363
361
370
363—385
369—380
365—371
371
371
361—365
376—382
359—391
381
383
374
362—390
372
374—398
396
388—392
391—393
392—413,5
397,5
391
391
398—406
399
416
400
403
405,5
408
408
A(\Q
409
409
409
409
410
398—402
413
413

Литература
32]
35J
56];
32}
36J
;зб)
[36}
79]
39
32
32:
32:
40:
79:
39:
32|
[801
[791
[32]
[35,811
[32]
[39,82J
[56]
[40]
[41]
[35,801
[48]
[32,56}
[48]
[35]
[35}
39;
41"
4i;
4Г
83;
[41J
4о
43]
48:
32:
32
35
%яс
32/79]
[38]
[44]
41,841
371

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
Продолжение табл. 18.3
Органическое соединение
Растворитель
Длина волны
генерации, нм
Литера»
тура
BaNO
9-метилантрацен
1,4-дистирилбензол
1- (О-метоксистирил)
-4-стирилбензол
9-хлорантрацен
5-фенил-2- (фенилстирил) -оксазол
9-фенилатранцен
2,2-Р-фенилен-бис- E-фенилокса-
зол); РОРОР
1- (О-хлорстирил) -4-стирилбензол
Р-бис- (Р-хлорстирил) -бензол
2- (Р-хлорфенил) -5- (Р-диметил-
амино) -фенил-1,3,4-оксадиазол
2-фенил-5 [Р- D-фенил-1,3-бута-
диенил) -фенил] -1,3,4-оксадиазол
Р-бис- (О-метилстирил) -бензол;
бис-MSB
1- (О-метоксистирил)
-4-стирилбензол
1 - (Р-метоксистирил)
-4-стирилбензол
1 - [2- B-нафтил) -винил]
-4-стирилбензол
1,2-ди-а-нафтилэтилен
2- [Р-2- B-нафтил) -винилфенил] -
-5-фенилоксазол
2,2-Р-фенилен-бис-D-метил-5-фе-
«илоксазол) -бензол; диметил-РОРОР
2,2-Р-фенилен-бис- [5- D-бифени-
лил)]-оксазол; ВОРОВ
Р-бис- (О-метоксистирил) -бензол
1-стирил-4- [w-винил- (Р-бифени-
лил)]-бензол
5-фенил-2- (Р-фенилстирил) -
оксазол
2,2- B,5-тиофенил) -бис-) 5-трет-
бутилбензоксазол); ВВОТ
2,2-Р-фенилен-бис-5- A -нафтил) -
оксазол
9,10-дифенилантрацен
7-амино-4-метилкумарин;
кумарин-120
8-этиламинопирен-1, 3, б-трисульфо-
нистая кислота
4,6-диметил-7-метиламинокумарин,
(кумарин—9)
7-ацетокси-4-метилкумарин
Каронин
4,6-диметил-7-этиламино-кумарин,
(кумарин 2)
РММА
ЕЮН —МеОН
б
DMF
ЕЮН — МеОН
ббз
РММА
ЕЮН — МеОН
б12
DMF
ЕЮН
С4Н8О2
РММА
ббз
РММА
бб
ЕЮН
СбН5СН3
ббз
РММА
CeHi2
ЕЮН
НбСНз
THF
ббз
РММА
ЕЮН
ЕЮН
ЕЮН — МеОН
МеОН
Н2О
ЕЮН
ЕЮН (кисл.)
ЕЮН (осн.)
МСН — IP
ЕЮН
ЕЮН
H2O+DPA
410
414
411—417
408—424
425
416
417
414
417
417
411
428—430
421
416—418
415
419
412—431
420
420
420
424
418
424
419
425
425
425
426
428
425
423
431
424—441
428—450
430
432
432
428
436
436
437
430—455
435—450
430
440
441
433
484
441—486
444
446
487
460
[83]
[45]
[43,82]
[35,32|
[461
145]
[46,41]
[45[
[43]
[481
[41]
[19,82]
[46]
[43]
[41]
[41]
[47]
[48]
[46]
[46]
[46]
[46]
[41]
[41]
[19,56]
[19,56]
[481
[39,46]
[43]
[43]
ни
[81,561
[37]
[39]
145)
[39]
[38|
149]
[44]
[50]
[44]
[44]
[7]
372

Гл. 18.
Лазеры на основе органических красителей
Продолжение табл. 18.3
Органическое соединение
2,2-винилен-бис-E-фенилоксазол)
5- D-бифенил) -2- [Р-4-фенил-1,3-бу-
тадиен) фенил] оксазол
1,5-дифенил-3-стирил-2-пиразолин
8-ацетамидопирен-1, 3, 6-трисульфо
нистая кислота
3- (Р-хлорстирил) -1, 5-дифенил-2-пи
1ЧООГЧ TTTJTU
pdoUtflnn
4,8-диметил-7-гидроксикумарин
7-гидрооксикумарин
7-гидроокси-4-метилкумарин
Амино G-кислота
7-ацетокси-5-алил-4, 8-диметилкума
рин
2,2-[бис- (винилен-Р-фенилен) ] бис
[5- D-бифенилил) оксазол]
4-метилумбеллиферон-метилен-
аминодиацетильная кислота
Бензил-р-метилумбеллиферон
7-гидрокси-6-метоксикумарин
3,4-циклопентано-7-гидроксикума-
рин
Кальцеин голубой
7-амино-З-фенилкумарин (кума
рин-10)
З-фенил-7-ацетоксикумарин
3-хлор-4-метил-7-ацетоксикумарин
3-карбоэтокси-6-гексил-7-оксику-
If OfVTJTJ
МсфИп
Кумарин 102
1,3-дифенилизобензофуран
2, '4, 6-три-Р-толуолпириллиум-пер-
хлорат
3-аминофталимид
Кумарин 30
Акрифлавин
Акридин-желтый
З-амино-М-метил-фталимид
Кумарин 7
2-амино-7-нитрофлуоран
Флуоресцеин диацетанат
6-карбооксифлуоресцеин
3-аминофлуоренсин
Кумарин 6
3,3-диэтилоксакарбоцианин йодид
Флуоресцеин, (щелочная среда) —
уранин
Бриллиант сульфофлавин
2,6-бис (Р-метоксифенил) -4-фенил-
перилиум фтор борат
З-амино-6-диметиламино-Л^-метил-
фталимид
Растворитель
СбНбСНз
СбНбСНз
СбНбСНз
РММА
РММА
Н2О
Н2О (осн.)
РММА
ЕЮН (осн.)
Н2О (осн.)
ЕЮН (осн.)
ЕЮН (кисл.)
ЕЮН (кисл.)
Н2О (осн.)
ЕЮН (осн.)
Н2О
ЕЮН (осн.)
С6Н5СН3
РММА
Н2О (осн.)
Н2О (осн.)
Н2О (осн.)
Н2О (осн.)
ЕЮН (осн.)
H2O+DPA
ЕЮН (осн.)
ЕЮН (осн.)
ЕЮН (осн.)
МеОН
TFE
ЕЮН
МеОН
СБН„ОН
МеОН
H2O + DPA (осн.)
ЕЮН
ЕЮН
ЕЮН
ЕЮН
Н2О+DPA (осн.)
СбН4С12
ЕЮН (осн.)
ЕЮН (осн.)
ЕЮН (осн.)
МеОН
С3Н8Оз
Н2О (осн.)
Н2О ЕЮН
ЕЮН
МеОН
C5H5N
Длина волны
генерации, нм
447
446
448
443
450
441—453
566—574
457
455—505
457
457—465
405—568
391, 567
454
460—470
459
458—515
460
455
459—464
464—468
голубая
Г\^\ УХ О ЛТ^Т
ооласть
голубая
область
449—490
480
481—494
473—492
476—484
480
500
484—518
492
500
510
505
510
517
514
519
525
540—585
541—571
539—548
548—580
540
541
539
550
508—573
566—573
560—588

Литература
[41
[41
[83
[41
[41]
[49]
[41]
50
52
85
53
54
31
85
56
50
[41]
[41]
[57]
[58
[59
[59]
[57]
[60]
[85]
[85]
[85]
[7]
[57]
[49]
[4]
&
Г
37
56
62
60
63
50
57
J57
[7
56
49:
18
57
49;
[65]
373

Ч. II
Лазеры на основе конденсированных сред
Продолжение табл. 18.3
Органическое соединение
Растворитель
Длина волны
генерации, нм

Литература
Родамин ПО (незамещенный рода
мин)
Эозин (тетробромфлуоресц.)
Монобромфлуоресцеин
Дибромфлуоресцеин
2,7-дихлорфлуоресцеин
Родамин 6G
Родамин 19
3,6-бис (диметиламино) -iV-метил-
фталимид
Лизамин родамин Р-200
3,6-бис (метиламино) -УУ-метилфта-
лимид
З-диметиламино-6-метиламино-Л^-
метилфталимил
2,4,5,7-тетрахлорфлуоресцеин
Китон красный
Ксилен красный
#Д'-бис(|3-фенилэтил) родамин
Л/^Л/'-биспентаметиленпродамин
Люцегинин (бпс-N метил акриди-
ниум нитрат)
Пиронин G
Родамин 6С
Акридин красный
Родамин В
Резорфин
Рапид-фильтр-гельб
Сафранин Т
1,33,1 '3'3-гексаметилиндокарбоциа-
нин йодид
Изохинолин красный
Родамин SB
Родамин S
3,3-диэтилтиакарбоцианин йодид
Родамин 101
Оксазин 118
Оксазин 4
Крезил-виолет (оксазин-9)
3,3-диэтилоксадикарбоцианин
йодид,
EtOH (осн.)
ЕЮН (кисл.)
DMSO
ЕЮН
МеОН (осн.)
С3Н8Оз
С3Н8Оз
ЕЮН (осн.)
ЕЮН
EtOH (осн.)
ЕЮН (кисл.)
C5H5N
СбНб
ЕЮН
C5H5N
СбН5СНз
ЕЮН
ЕЮН (осн.)
ЕЮН
EtOH (осн.)
EtOH
ЕЮН
НгО (кисл.)
С5Н„ОН
CsHnOH
ЕЮН (осн.)
ЕЮН
МеОН
СзН8О3
DMSO
ЕЮН
С5Н„ОН
ЕЮН
ЕЮН
ЕЮН (осн.)
ЕЮН (кисл.)
ЕЮН (осн.)
CsHnOH
EtOH
МеОН
СзН8О3
Н2О
СбН„ОН
ЕЮН
DMSO
ЕЮН
ЕЮН
СзН8О3
ЕЮН (осн.)
ЕЮН (кисл.)
DMSO
TFE
ЕЮН
ЕЮН
ЕЮН
MeOD
DMSO
550—560
570
575
желт.
553—557
560
568
зелен.
572
575
585
575—590
577
575—645
578—605
[Щ
[49
[4:
и:
[31
[6б:
[71
[65}
[57}
[651
578
595
582
589—642
584—645
569
599
600
600
585
590—635
зел.
598
557
600
602
620
570
608
610
620
610
610
620
610
621—625
614
620
615
620
630
578—595
600—650
625'
630
640
650
625
630
650
646—709
680
662
[66}
67
50]
50
66:
6б:
К
[68;
К
57^
18!
69:
43:
55
43
49
7
7
1
4
4
13
[49
[4
[7
л.
[37]
[7"
7
7
7
7
7
[56;
[7.
[56
374

Гл. 18
Лазеры на основе органических красителей
Продолжение табл. 18.3
Органическое соединение
(ДОДС-йодид)
Пиронин В
Нильский голубой
3,3-диэтил-10-хлорE, 6, 5', б'-дибен-
зо)тиадикарбоцианин йодид
Оксазин 1
3,3-диэтил-5,5-диметокси-6,6-бис
(метилмеркапто) -10-метилтиадикар-
боцианин бромид
3,3-диэтилтиадикарбоцианин йодид
1, 1-диэтил-1, 1-циано-2, 2-дикарбо-
цианин фт. борат
3,3-диэтилоксатрикарбоцианин
йодид
3,3-диметилоксатрикарбоцианин
йодид
1, 1-диметил-1, 1-бром-2, 2-дикарбо-
цианин йодид
1,1-диметил-4,4-карбоцианин йодид
1,1-диэтил^4,4-карбоцианин бромид
1,1-диэтил-4,4-карбоцианин йодид
(криптоцианин)
Алюминий фтолоцианин хлорид
Дицианин
Нафталин зеленый
Родулиновый голубой 6E
Бриллиант зеленый
Фталоцианин магния
1,1 -диэтил-2,2-дикарбоцианин йодид
3,3-диэтил-11 -метокситиатрикарбо-
цианин йодид
3,3-диэтил- 10-хлор- D, 5, 4, 5-дибен-
зо)-тиадикарбоцианин йодид
1, 3, 3, 1, 3, 3-гексаметилениндотри-
карбоцианин йодид
1, 1-диэтил-11-ацетокси-2, 2-дикар-
боцианин тетрафторборат
Виктория голубой
Виктория голубой R
1, 1-диэтил-11-бром-2, 2-дикарбо-
цианин йодид
1,1-диэтил-11-нитро-4,4-дикарбо-
цианин фт. борат
З-этил-3-метилтиазолинтрикарбо-
пианин йодид
3,3-диэтилтиатрикарбоцианин
бромид, ДТТС-бромид
Растворитель
ЕЮН
МеОН
РММА
ЕЮН
ЕЮН
(СНзЬСО
ЕЮН
СН2С12
C6H4CI2
ЕЮН
МеОН
(СН3JСО
EG
DMSO
МеОН
C5H5N
(СН3JСО
ЕЮН
EG
(СНзЬСО
DMSO
С3Н8Оз
СзН8О3
С3Н8О3
ЕЮН
СзН8О3
ЕЮН
DMSO
СзН8О3
C9H7N
СзН8О3
СзН8О3
СзН8О3
C9H7N
ЕЮН
EG
ЕЮН
(СН3JСО
ЕЮН
(СН3JСО -
МеОН
СзН8О3
СзН8О3
СзН8О3
ЕЮН
DMSO
МеОН
C5H5N
ЕЮН
МеОН
(СН3JСО
Длина волны
генерации, нм
630—690
658
676
615—632
690
714
715
740
740
700—760
731
711
728
759
740
768
742
718—739
771
744
809
745
749
754
750—810
745
755
762
756
723—752
756
758
759
759
806
812
773—798
774
779—808
819
,797
809
814
815
805
815
796
821
738—801
813—835
808

Литература
[37,42]
[49]
[43
[58
и
[70j
[7]
щ
56]
70]
73}
72
74
70
73
71
70
56:
73
[70
[73
[75,3]
[37
[1
28
76
76
76
76:
76
[3
|75
[73,64]
[71]
[74]
[70,37]
[71]
[71,72]
76]
76]
73]
[64]
[72,74]
[71]
[72,42]
375

ч. п
Лазеры на основе конденсированных сред
Продолжение га 6л. 18.3
Органическое соединение
Растворитель

Литература
3,3-диэтилтиатрикарбоцианин
йодид, ДТТС-йодид
3,3-диэтил-6, 7, 6, 7-дибензотиатри-
карбоцианин йодид
3,3-диэтилселенотрикарбоцианин
йодид
1,1-диэтил-11-бром-4,4-дикарбо-
цианин йодид
Метилен голубой
1, 3, 3, 1,3, З-гексаметил-4, 5, 4, 5-
дибензоиндотрикарбоцианин
перхлорат
3,3-диэтил-6, 7, 6, 7-дибензо-11-ме-
тилтиатрикарбоцианин йодид
Толуидин голубой
3, З-диэтил-5, 6, 5, 6-тетраметокси
тиатрикарбоцианин йодид
3,3-диэтил-4, 5, 4, 5-дибензотиатри-
карбоцианин йодид
1,1 -диэтил-2,2-трикарбоцианин
йодид
3,3-диэтил-12-этилтиатетракарбо-
цианин йодид
1,1 -диэтил-4,4-дикарбоцианин йодид
1,1-диэтил-4,4-трикарбоцианин
йодид (хиноцианин)
1,1 -диэтил-13-ацетокси-2,2-тетра-
карбоцианин йодид
МеОН
ЕЮН
DMSO
EtOH
(СН3JСО
EG
МеОН
H2SO4
EG
ЕЮН
EtOH
H2SO4
(СН3JСО
(СН3JСО
(СН3JСО
EtOH
ЕЮН
EG
(СН3JСО
DMSO
816, 808
811—822
816
829
824—853
826
850
830
835,
836
816—833
843—869
848
853
860
898
888—898
930—980
916—924
930
1000
1100
77,71|
[70]
[71]
т
[70]
[3]
[71,37)
[71]
[76]
[70]
G0]
[71]
[37,70]
142]
7П
173]
[701
[70]
j
Примечание. C5H5N — пиридин, СбНбСНз — толуол, СбНб — бензол, СбН^ —
циклогексан, DMF—N,N — диметилформамид, DMSO — диметилсульфоксид, EG —
этиленгликоль, EtOH — этанол, Н2О — вода, H2SO4 — серная кислота, МеОН —
метанол, РММА — полиметилметакрилат, THF — тетрагидрофуран, (СН3JСО — ацетон,
СзН8О3 — глицерин, С4Н8О2 — диоксан, МСН — метилциклогексан, IP — изопентан,
TFE — трифторэтанол, СбНцОН — изоамиловый спирт, СбН4С12—О — дихлорбензол,
MeOD — монодейтерированный метанол, СН2СЬ — дихлорметан, CgH7N — хинолин.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Sorokin P. P., Lankard J. R.
Stimulated emission observed from an organic dyes,
chroaluminium phthalocyanine. — «IBM J.
Res. Developm.», 1966, v. 10, p. 162.
2. Schafer F. P., Schmidt W., Volse I. —
«Appl. Phys. Lett.», 1966, v. 9, p. 309.
3. Степанов Б. И., Рубинов А. Н., Мо-
стовников В. А. Оптическая генерация в
растворах сложных молекул. — «Письма в
ЖЭТФ», 1967, т. 5, с. 144—148.
4. Степанов Б. И., Рубинов А. Н.
Оптические квантовые генераторы на растворах
органических красителей. — УФН, 1968,
т. 95, № 1, с. 45—74.
5. Snavely В. В. Flashlamp-excited
organic dye lasers. — «Proc. IEEE», 1969, v. 57,
№ 8, p. 1374.
6. Басе Мм Дейч Т., Вебер М. Лазеры
376
на красителях. — УФН, 1971, т. 105. № 3,
с. 521—573.
7. Drexhage К. Н. What's ahead in laser
dyes. — «Laser Focus», 1973, v. 9, Nb 3,
p. 35.
8. Schafer F. P. — «Dye Lasers». Springer
Verlag, Berlin, Heidelberg, 1973.
9. Лойко М. М., Рубинов А. Н.
Оптические элементы ОКГ на красителях с лазер*
ной накачкой. — «Приборы и техника
эксперимента», 1972, № 3, с. 201—202.
'10. Bradley D. J. Generation and
measurement of frequency-tunable picosecond
pulses from dye lasers. — «Opto-electron», 1974,
v. 6, № 1, p. 25.
11. Кравченко В. И., Смирнов А. А., Со-
скин М. С. Лазер на оастворе родамина 6Ж
с повышенной спектральной яркостью и
перестраиваемой частотой. — «ДАН СССР»,
1970, т. 193, № 1, с. 69—71.

Гл. 18
Список литературы
12. Wellegehausen В., Welling H., Bei-
gang R. A narrow band jet stream dye
laser. — «Appl. Phys.», 1974, v. 3, № 5, p. 387.
13. Dienes A. Mode-locked CW dye
lasers. — «Opto-electron.», 1974, v. 6, № 1,
p. 99.
14. Антонов И. В., Михнов С. А., Проку-
дин В. С. и др. Генерация .родамина 6Ж
при накачке самосжимающимся разрядом.—
«Журнал прикладной спектроскопии», 1971,
т. 14, № 1, с. 151 — 153.
15. Aussenegg F., Schubert J. Fast rise air
spark pump for organic dye-lasers. — «Phys.
Lett.», 1969, v. 30A, № 9, p. 488.
16 Козлов Н. П., Алексеев В. А.,
Протасов Ю. С, Рубинов А. Н. Мощный
ультрафиолетовый ОКХ на растворе паратерфени-
ла с возбуждением плазменным фокусом
магнитоплазменного компрессора. —
«Письма в ЖЭТФ», 1974, т. 20, № 11, с. 716—
718
17. Ануфрик С. С, Мостовников В. А.,
Рубинов А. Н. и др. Эффективность
генерации ОКГ на растворах органических
красителей с ламповой накачкой. — В кн.:
Квантовая электроника и лазерная
спектроскопия. Под ред. А. М. Самсона. М., «Наука и
техника», 1974, с. 5—29.
18. Sorokin P. P., Lankard J. R. Flash-
lamp-excitation of organic dye lasers. A short
communication. — «IBM J. Res. and
Develop.», 1967, v. 11, №2, p. 148.
19. Furumoto H. W., Ceccon H. L.
Optical pumps for organic dye-lasers. — «Appl.
Optics», 1969, v. 8, № 8, p. 1613.
20. Янайт Ю. А., Абакумов Г. А., Кром-
ский Г. И. и др. Генерация в УФ диапазоне
с перестройкой частоты на растворе пара-
герфенила при возбуждении импульсной
лампой. — «Письма в ЖЭТФ», 1971, т. 13,
№11, с. 616—619.
21. Балтаков Ф. И., Барихин Б. А.,
Суханов Л. В. ОКГ на растворе родамина
6Ж в этаноле с энергией генерации 400 дж
в импульсе. — «Письма в ЖЭТФ», 1974,
т. 19, № 5, с. 300—302.
22. Kogelnik H., Shank С. V.
Stimulated emission in a periodic structure. — «Appl.
Phys. Lett.», 1971, v. 18, № 4, p. 152.
23. Борисевич Н. А., Калоша И. И.,
Толкачев В. А. Генерация сложных
органических молекул в газовой фазе. — «Журнал
прикладной спектроскопии», 1973, т. 19, № 6,
с. 1108—1109.
24. Лойко М. М., Мостовников В. А.,
Моткин В. С, Рубинов А. Н. Оптический
квантовый генератор на растворах
красителей с плавной перестройкой спектра
излучения в диапазоне 360—1000 нм. Препринт
Институт физики АН БССР, Минск, 1973.
25. Дойников А. С. Спектральные
характеристики излучения трубчатых неоновых
импульсных и дуговых ламп. Обзоры по
электронной технике. Вып. 11 A54). Сер.
«Электровакуумные и газоразрядные
приборы» М, Ин-т «Электроника», 1973, с. 3—35.
26. Михнов С. А., Стрижнев В. С.
Возбуждение генерации родамина 6Ж
стандартными импульсными лампами
различных типов. — «Журнал прикладной
спектроскопии», 1972, т. 17, № 1, с. 38—42.
27. Аристов А. В., Козловский Д. А.,
Черкасов А. С. Генерация вынужденного
излучения на растворах родамина 6Ж в
условиях неравномерной прокачки. — «Оптика и
спектроскопия», Ш70, т. 29, № 2, с. 416—
417.
28. Маршак И. С. Импульсные источники
света. М.—Л., Госэнергоиздат, 1963.
29. Стрижнев В. С. Квантовый генератор
на растворах органических соединений с
накачкой импульсными лампами типа
ИФП-40000. — «Квантовая электроника»,
1975, т. 2, № 1, с. 191—193.
30. Gibson A. I. Flashlamp-pumped dye
lasers for investigation of the upper
atmosphere. — «J. Phys. E. Sci. Instrum.», 1972,
v. 5, № 10, p. 971—973.
31. Sorokin P. P., Lankard J. R., Moruz-
zi V. L., Hammond E. С Flashlamp —
pumped organic-dye lasers. — «J. Chem. Phys.»,
1968, v. 48, № 10, p. 4726—4741.
32. Furumoto H. W., Ceccon H. L.
Ultraviolet organic liquid lasers. — «IEEE J.»
1970, v. QE-6, № 5, p. 262—268.
33. Янайт Ю. А., Абакумов Г. А., Аниси-
мов Ю. М. и др. Ренерация растворов
органических соединений с перестройкой
частоты в УФ- и видимой областях спектра при
ламповой накачке. — В кн.: Лазеры с
перестраиваемой частотой. Киев, ИФ АН УССР,
1973, с. 123—129.
34. Дзюбенко М. И., Науменко М. Г., Пи-
липенко В. П., Солдатенко С. Е. Лазер
видимого диапазона на красителях с высоким
КПД. — «Письма в ЖЭТФ», 1973, т. 18,
№ 1, с. 43—46.
35. Абакумов Г. А., Симонов А. П.,
Фадеев В. В. и др. Оптические и квантовые
генераторы ультрафиолетового диапазона на
молекулах органических сцинтилляторов. —
«Письма в ЖЭТФ», 1969, т. 9, № 1, с. 15—
18.
36. Abacumov G. A., Simonov A. P., Fa-
deev V. V. et al. UV generation in organic
scintillators. — «Opto-electron.», 1969, v. 1,
№ 4, p. 205—208.
37. Furumoto H. W., Ceccon H. L.
Ultraviolet organic liquid lasers. — «IEEE J.»,
1970, v. QE-6, № 5, p. 262—268.
38. Борисевич Н. А., Грузинский В. В.
Генерация растворов органических
соединений в ультрафиолетовой и коротковолновой
видимой областях спектра. — В кн.:
Квантовая электроника и лазерная
спектроскопия. Под ред. А. М. Самсона. М., «Наука и
техника», 1971, с. 81—119.
39. Муег J. A., Itrkan I., Kierstead E. Dye
lasers in the ultraviolet. — «Nature», 1970,
v. 225, № 5232, p. 544—545.
40. Turek C. A., Yardley J. T. New N2 —
pumped ultraviolet dye lasers. — «IEEE J.»,
1971, v. QE-7, № 2, p. 102.
41. Набойкин Ю. В., Огурцова Л. А.,
Подгорный А. П. и др. Спектральные и
энергетические характеристики лазеров на
органических молекулах в полимерах и то-
377

Ч. II.
Лазеры на основе конденсированных сред
луоле. — «Оптика и спектроскопия», 1970,
т. 18, № 5, с. 974—985.
42. Kagan M. R., Farmer G. J., Hith В. С.
Organic dye lasers. — «Laser Focus», 1968,
v. 4, № 17, p. 26.
43. Коцубанов В. Д., Набойкин Ю. В.,
Огурцова Л. А. и др. Оптическая генерация
на растворах органических люминофоров в
диапазоне 400—650 нм. — «Оптика и
спектроскопия», 1968, т. 25, № 5, с. 727—734.
44 Srinivasan R. New materials for
flash-pumped organic lasers. — «IEEE J.»,
1969, v. QE-5, № 11, p. 552—553.
45. Ferguson J., Mau A. W. H. Laser
emission from meso-substituted anthracenes at
low temperatures. — «Chem. Phys. Lett.»,
1972, v. 14, № 2, p. 245—248.
46. Коцубанов В. Д., Малкес Л. Я.,
Набойкин Ю. В. и др. Люминесценция и
генерация света органическими молекулами при
возбуждении ультрафиолетовым светом. —
«Изв. АН СССР. Сер. физическая», 1968,
т. 32, № 9, с. 1466—1470.
47. Furumoto H. W., Ceccon H. L. Flash-
lamp pumped organic scintillator lasers. —
«J. Appl. Phys.», 1969, v. 40, № 10, p. 4204—
4205
48. Deutsch T. S., Bass H. Laser pumped
dye lasers near 4000 A. — «IEEE J.», 1969,
v. QE-5, № 5, p. 260—261.
49. Schafer F. P., Schmidt W., Marth K.
New dye lasers covering the visible
spectrum. — « Phys. Lett.», 1967, v. 24A, № 5,
p. 280—281.
50. Gregg D. W., Querry H. R., Marling-
et al. Wavelength tunability of new flash-
lamp-pumped laser dyes. — «IEEE J.»,
v. QE-6, № 5, p 270
51. Kohlmannspeger J. Ein organiseher
laser, Cozonen in MCH/IP bei 100 K. — «Z.
Naturforsch», 1969, Bd. 24, № 10, s. 1547—
1554
52. Snavely В. В., Peterson O. G.
Experimental measurement of the critical
population inversion for the dye solution laser. —
«IEEE J.», 1968, v QE-4, № 10, p. 540—545.
53. Dienes A., Shank C. V., Trozzole A. M.
Evidence for exciplex laser action in couma-
rin dyes by measurement of stimulated
fluorescence. — «Appl. Phys. Lett.», 1970, v. 17,
№ 5, p. 189—191.
54. Shank С V., Dienes A., Silfast W. T.
Single pass gain of Exciplex U—MU and
Rhodamine 6G dye laser Amplifiers. — «Appl.
Phys. Lett», 1970, v. 17, № 7, p. 307—309.
55. Степанов Б. И., Рубинов А. Н., Мо-
стовников В. А. Оптическая генерация
раствора родамина G при возбуждении
импульсными лампами. — Журнал
прикладной спектроскопии, 1967, т. VII, вып. 1.
56. Maeda H., Miyazoe Y. Flashlamp-ex-
cited organic liquid laser in the range from
342 to 889 nm. — «Japan J. Appl. Phys.»,
1972, v. 11, № 5, p. 692—698.
57. Marling J. В., Gregg D. W.,
Thomas S. J. Effect of oxygen on flashlamp-
pumped organic dye lasers. — «IEEE J.»,
1970, v. QE-6, № 9, p. 570—572.
58 Gregg D. W., Thomas S. J. New la-
378
sing organic dyes flashlamp-pumped. —
«IEEE J.», 1969, v QE-5, № 6, p. 302.
59. Crozet P., Kirkiacharian B. S.t Sou-
la C, Meyer Y. H. Nouveaux derives de la
coumarine pour laser liquide. — «J. Chim.
Phys. et Phys. — Chim. Biol.», 1971, v. 68,
№ 9, p. 1388—1390.
60 Tuccio S. A.t Drexhage K. N.,
Reynolds G. A. CW laser emission from courma-
rin dyes in the blue and green. — «Opt. Com-
mun.», 1973, v. 7, № 3, p. 248—252.
61 McFarland В. Н. Laser
second-harmonic-induced stimulated emission of organic
dyes. —• «Appl. Phys. Lett.», 1967, v. 10,
№ 7, p. 208—209.
62. Непорент Б. С, Шилов В. Б. К
вопросу о смещении спектров генерации
растворов красителей в процессе лазерной
накачки. — «Оптика и спектроскопия», 1971,
т. 30, № 6, с. 1074—1080.
63. Gronau В., Lippert E., Rapp W.
Organic dye laser properties and orientational
relaxation processes. — «Ber. Bunsenges Phys.
Chem.», 1972, v. 76, № 5, p. 432—437.
64. Бонч-Бруевич А. M., Зацепина Н. H.f
Разумова Т. К. и др. Генерационные и
спектральные характеристики некоторых по-
лиметиновых красителей. — «Оптика и
спектроскопия», 1970, т. 28, вып. 1, с. 100—104.
65. Савченко А. Н., Пикулик Л. Г., Глад-
ченко Л. Ф., Дасько А. Д. О генерации
растворов фталимидов. — «Журнал
прикладной спектроскопии», 1968, т. 8, № б,
с. 935—937.
66. Аристов А. В., Викторова Е. Н.,
Козловский Д. А., Кузин В. А. Связь порога
генерации излучения и квантового выхода
флуоресценции органолюминофоров. —
«Оптика и спектроскопия», 1970, т. 28, № 3,
с. 546—549.
67. Strome F. С, Tuccio S. A. Triplet
quenching and continions laser action in
three fluorescein dyes — «Opt. Commun.»,
1971, v. 4, № 1, p. 58-59.
68 Рубинов A. H., Мостовников В. А»
Особенности оптической генерации
растворов органических красителей. — «Изв. АН
СССР. Сер. физ.», 1968, т. 32, № 9, с. 1456-
1459.
69. Schmidt W., Schafer F. P. Self-mode-
locking of Dye-lasers with saturable
absorbers. — «Phys. Lett.», 1968, v. A26, № 11,
p. 558—559.
70 Miyazoe Y., Maeda M. Stimulated
emission from 19 polymethine dyes-laser
action over the continuons range 710—
1060 nm. — «Appl. Phys. Lett.», 1968, v. 12,
№ 5, p. 206—208.
71. Деркачева Л. Д., t Крымова А. Л.,
Вомпе А. Ф., Левкоев М. И.
Стимулированное излучение красителей в области 720—
920 нм. — «Оптика и спектроскопия», 1968,
т .25, № 5, с. 723—726.
72. Schafer F. P., Schmidt W., Volze J.
Organic dye solution laser. — «Appl. Phys.
Lett.», 1966, v. 9, № 8, p. 306—309.
73. Miyazoe Y., Maeda M. Polymethine
dye lasers. — «Opto-electron.», 1970, v. 2,
№ 4, p. 227—233.

Гл. 18.
Список литературы
74. Bradley D. J., Durrant A. J.,
Gale G. Л/1. et al. Characteristics of organic dye
lasers as tunable frequency sources for
nanosecond absorption spectroscopy. — «IEEE
b, 1968, -v. QE-4, № 11, p. 707—711.
75. Spaeth M. L., Bortfeld D. P.
Stimulated emission from polymethine dyes —
Appl. Phys. Lett.», 1966, v. 9, № 5, p. 179—
181
76. Рубинов А. Н., Мостовников В. А.
Возбуждение генерации в растворах
тринадцати органических красителей с
помощью гигантского импульса рубинового ла-
$ера. — Журнал прикладной спектроскопии,
1967, т. 7, № 3, с. 327—335.
77 Sorokin P. P., Culver W. H.,
Hammond Е. С, Lankard J. R. End pumped sti-
nulated emission from a thiacarbocyanine
iye. — «IBM J. Res. and Develop.», 1966,
». 10, p. 401
78. Yarborough J. M. CW dye-laser
emission spanning the visible spectrum. — «Appl.
Phys. Lett.», 1974, v. 24, Mb 12, p. 629—630.
79. Broida H. P., Haydon S. C. Ultravio-
et laser emission of organic liquid scintilla-
ors using a pulse nitrogen laser. — «Appl.
Phys. Lett.», 1970, v. 16, № 3, p 142.
80. Борисевич Н. А., Грузинский В. В.,
Куцина Л. Л/1. ОКГ на растворах органиче-
жих молекул в ближней ультрафиолетовой
)бласти спектра. — «Журнал прикладной
спектроскопии», 1970, т. 12, вып. 6, с. 1111—
1115.
81. Грузинский В. В., Палтарак Н. М.,
Петрович П. И. Генерация некоторых
растворов органических соединений в синей
области спектра. — «Журнал прикладной
спектроскопии», т. 19, вып. 2, 1973, с. 352—
357.
82. Коцубанов В. Д., Малкес Л. Я., На-
бойкин Ю. В., Огурцова Л. А.,
Подгорный А. П., Покровская Ф. С, Шубина Л. В.
Генерация растворов органических молекул
при возбуждении гармониками неодимового
лазера. — «Журнал прикладной
спектроскопии», т. 10, вып. 1, 1969, с. 152—154.
83. Борисевич Н. А., Грузинский В. В.,
Палтарак Н. Мм Снагощенко Л. П.,
Сучков В. А. Генерация и перестройка полос
излучения ОКГ на растворах некоторых
органических соединений. — «Журнал
прикладной спектроскопии», т. 14, вып. 1, 1971,
с. 41—44.
84. Борисевич Н. А., Грузинский В. В.,
Куцына Л. М., Палтарак Н. М. Генерация
на растворах органических сцинтиллято-
ров. — «Журнал прикладной
спектроскопии», т. 12, вып. 2, 1970, с. 328—330.
85. Ануфрик С. С, Гиневич Г. Р.
Исследование влияния строения производных
кумарина на спектрально-люминесцентные и
генерационные характеристики их
растворов. — Материалы III республиканской
конференции молодых ученых, Минск, 1975,
с. 47.

ЧАСТЬ Ш
ПРОПУСКАНИЕ АТМОСФЕРЫ В ОПТИЧЕСКИХ
ДИАПАЗОНАХ*'
Глава 19
ПРОПУСКАНИЕ АТМОСФЕРЫ В ОПТИЧЕСКИХ ДИАПАЗОНАХ
В. ЭППЕРС (W. Eppers)
Коэффициентом пропускания
оптического излучения называют величину
Т = ехр (—gR), где а — коэффициент
экстинкции, или коэффициент
ослабления; R — длина пути, пройденного
излучением. Коэффициент ослабления равен
сумме коэффициентов поглощения и
рассеяния. Излучение в атмосфере
рассеивается молекулами воздуха и
аэрозолями. Рассеяние молекулами воздуха
называется релеевским. Оно зависит от
высоты. Рассеяние аэрозолями зависит от
ряда параметров, в том числе от
атмосферного давления и географического
положения места, причем по последнему признаку
аэрозоли обычно подразделяют на морские
и континентальные. Данные,
приведенные ниже, не учитывают различия между
ними и могут быть использованы лишь для
качественных оценок. Большинство
известных работ по атмосферному
пропусканию как экспериментальных, так и
теоретических выполнены с использованием
широкополосных некогерентных
источников оптического излучения. К
результатам этих работ следует относиться с
осторожностью, поскольку полосы
атмосферного поглощения состоят из большого
числа линий, ширина и интенсивности
которых зависят от давления и
концентрации различных поглощающих
компонентов [14]. На рис. 19.1 — 19.4
представлены сведения о пропускании атмосферы
в широком интервале длин волн,
полученные при различных атмосферных условиях.
Рисунки 19.5 — 19.11 служат для
определения пропускания на различных
длинах волн для лучей, распространяющихся
наклонно в стандартной прозрачной
атмосфере. По данным, приведенным на
рис. 19.12 — 19.14, можно определить
величину осажденного слоя воды при
различных условиях. На рис. 19.15, 19.16
приведены спектры атмосферного
пропускания в интервале X = 0,3 — 15,0 мкм
при различных количествах водяного
пара в воздухе. Расчет коэффициента
пропускания для лазерного излучения
требует более точных сведений об
атмосферном поглощении. Спектры поглощения
различных газов, содержащихся в
атмосфере, приведены на рис. 3.17. Поглощение
газами и парами воды, рассеяние пылью,
дымом и прочими загрязняющими
примесями — все это приводит к уменьшению
коэффициента пропускания атмосферы в
оптическом диапазоне.
На рис. 19.18 — 19.27 приведен спектр
пропускания слоя атмосферы толщиной
300 м на уровне моря (Чесапикский
залив на восточном побережье США). Для
получения данных с более высоким
разрешением обычно записывают спектр
солнечного излучения у поверхности земли,
а затем исключают из него фраунгоферовы
линии, обусловленные атмосферным
поглощением. На рис. 19.28 — 19.89
приведен спектр солнечного излучения в
интервале X = 2,8 — 23,77 мкм,
записанный на высоте около 3 км (Швейцарские
Альпы). Даже на этой высоте в районе
2,6 мкм атмосфера остается совершенно
непрозрачной.
Спектры солнечного излучения в
интервале X = 0,82 — 3,41 мкм, записанные
на высоте около .12 км, приведены на
рис. 19.90 — 19.110. На этой высоте
атмосфера уже достаточно прозрачна даже
в полосах своего сильного поглощения.
Встречающиеся на рисунках символы
имеют следующее значение:
пронумерованные точки под спектральной кривой яв-
*} Научный редактор д-р физ.-мат. наун Н. В. Карлов
380

Гл. 19
Пропускание атмосферы в оптических диапазонах
ляются метками; над спектральной
кривой точки указывают линии поглощения
водяного пара, вертикальные линии —
поглощения О2 и СО2; светлые
треугольники — линии поглощения СН4, светлые
ромбы — линии поглощения N2O,
зачерненные кружки — линии поглощения СО.
На спектре отмечены также известные
линии поглощения в солнечной короне.
Разрешение спектра во всем интервале
длин волн составляет около 10 000.
На рис. 19.111 показан участок
спектра атмосферного поглощения в районе
0,69 мкм, а на рис. 19.112 — зависимость
длины волны излучения рубинового
лазера от температуры. На рис. 19.113 и 19.114
приведены экспериментальные значения
коэффициента ослабления в атмосфере для
волны излучения гелий-неонового лазера
1,15 мкм. На рис. 19.115 показан спектр
атмосферного поглощения в районе линий
излучения неодимовых лазеров. В этой
области спектра атмосферное поглощение
незначительно. На рис. 19.116 — 19.119
приведены расчетные данные по
поглощению лазерного излучения с X = 10,59 мкм
парами воды и углекислым газом при
различных условиях.
Полоса пропускания воды почти
совпадает с видимым диапазоном. Это видно
по спектрам, помещенным на рис. 19.120
и 19.121. На рис. 19.122 приведены
результаты исследования, долговременных
вариаций пропускания воды на определенной'
длине волны, на рис. 19.123 сравниваются
длины затухания в различных водах для
коллимированного и диффузного
излучения при большой длине пути.
Таблица 19.]
Линии излучения лазеров, попадающие
в область сильного атмосферного
поглощения (поглотитель Н2О)
Лазер
Атомарный криптон
CaWO4—Tu3+
CaWO4—Tu3+
SrF2-r-U3+
CaF2—U3+
Атомарный криптон
BaF2—U3+
CaF2—U3+
Атомарный неон*1
Окись углерода
Цезий
Атомарный неон
»
* Поглотитель СН4
Я»., мкм
1,7843
1 Q91 1
1,yz11
1,911
1,916
2,472
2,511
2,5234
2,556
2,613
3,391317
5,2—7
7,1821
18,3040
20,351
Таблица 19.2'
Линии лазеров, слабо или умеренно
Лазер
Ионизированный аргон
Атомарный неон (Не—Ne)
GaAs
Рубин
Nd3+
Атомарный неон (Не—Ne)
Линия комбинационного
рассеяния излучения с Х= 1,06 мкм
вСН4
CaF2 стекло — Ег3+
CaWO4—Но3+ }
Y3A15O12-Ho3+ 1
CaF2—Ho3+ J
Атомарный ксенон
DF
со2
поглощаемые в атмосфере
%t мкм
0,4880, 0,5145
0,6328
0,83, 0,92
0,6934—0,6945
-1,06
1,1523
E линий)
1,53
1,55—1,65
0,24—2,128
—
3,50704
3,8
10,6
Примечания
Вследствие температурного сдвига'
линия может попасть в область
увеличенного поглощения 8600—9250 А
Линия может попасть в область
поглощения водяных паров
Очень слабое поглощение
Умеренное поглощение парами воды*
Наибольшая прозрачность на волне
0,24 мкм
Поглощение СО2 и парами воды
ъъъ

4. HI
Пропускание атмосферы в оптических диапазонах
е,км
1
г-1
0,5
0,3
Л,05
о,оз
0,01
\| ч
т
rnffl
Pi
\
\
0,2 0,3 0,40,5 0J 1
2 Л,мкм
•Рис. 19.1. Значения коэффициентов ослабления,
рассчитанные для излучения,
распространяющегося горизонтально на уровне моря в стандартной
прозрачной атмосфере [1]:
1) суммарный коэффициент ослабления а=<то+
4-ар+аа; 2) Ог (рассеяние аэрозолями); 3) ар (реле-
«вское рассеяние в чистом воздухе); 4) о*о
(поглощение озоном).
0,8
0,д
0,08
0,06
о)оь
0,03
О9О2
\
\
\
\
\
\
\
S
ч»,
х.
ч
ч
ч
Ч
Видимый
х^
ч,
Рубин
\
*х
Хч,
Ga
1
V
•ч,
s
ч^
As
^Чч»ч^
Hd
^>ч.
^^
ч
чЧч^
ч
ч
ч^
ч^
х>,
Зкм
х
5км
г
8км
15к
"Ч
ч
м
к
!
25,;
m
ч
йЛ 1/м
ч
60км
Ч,
0,5 0,6 0,8 1
3 А,мкм
2
1
45
Ц05
•Ц/И
-V
7
-г-
х^
3
ч.
\
-5-
6
\
— 7 —
в
х.
0,5 1 2 5 10 20 50 100 200
Рис. 19.2. Соотношение между коэффициентом
ослабления Ov видимого света в атмосфере и
радиусом видимости в дневное время Rv [1].
Показаны границы областей, соответствующие
следующим погодным условиям:
/ — туман средней плотности; 2 — легкий туман;
3 — слабый туман; 4 — дымка; 5 — легкая дымка;
-6 — ясно; 7 — очень ясно; 8 — исключительно ясно.
Стрелкой указано значение коэффициента
ослабления, обусловленного релеевским рассеянием на
высоте 310 км. На рисунке приведен график
зависимости Ov=3,9\2/Rv, которая получается из форму-
Рис. 19.3. Приближенная зависимость
коэффициента ослабления а от длины волны излучения на
уровне моря при различных атмосферных
условиях [1]:
1—дымка; 2 — дымка средней плотности; 3 —лег»
кая дымка; 4 — ясно; 5 — стандартная прозрач*
ность атмосферы; 6 — очень ясно; 7 —
исключительно ясно. Поглощение парами воды и
углекислым газом не учитывалось. Справа указаны
дальности видимости на уровне моря.
1,0
0,8
0,6
\\
\
\
\
\
\
V
\
Ч'
г
"—^
1—-
-
V 12 3 4 5 6 !?,км ■
Рис. 19.4. Приблизительное отношение
коэффициента ослабления на высоте h к коэффициенту
ослабления на уровне моря для наклонной (/) и
горизонтальной B) трасс луча [1].
лы, определяющей дневную видимость в атмосфере: Сд/С0=ехр(—GvR), где С — видимый контраст на
расстоянии R; С0=|В0—В |/В-действительный контраст при /?=0; Во — яркость объекта; В — яркость
фона. На расстоянии радиуса видимости R^Rvt Сд/С0=0,02, откуда OvRv=3,9l2.
382

Гл. 19.
Пропускание атмосферы в оптических диапазонах
20 40
Дальность по
Рис. 19.5. Кривые равного пропускания на волне
0,6 мкм для стандартной прозрачной атмосферы
(дальность видимости 23,5 км) [1]:
1 — угол места; 2 — кривизна Земли.
10
8
\
so
\
S5
^
л-
\
\
\\\
\Ь
м/,
1
h
а
мкм
1
1
/
7
у
1
/
/
/
75
/
/
/
у
/>
У
1
/
у
у
у
73
/
у
/
^70
/
у
.—'
--*
/
у^
"г
j
'55
$0
У
50t
30
ох
Z 4 6 8 10 1Z
Дальность по горизонтали}нм
Рис. 19.8. Кривые равного пропускания на волне
0,6 мкм для стандратной прозрачной атмосферы
(дальность видимости 23,5 км) [1].
—-*
■~^
1—^
■^-^
N
N
\
V
\\
]
/
\
\\
Л
//
1 /
1%
N
\
\
/
/
/
Я =0,2
\
\
/
/
Чмим
\
I
л
83
85 У
Л,
1
9Р%/
7/
h
1
I
1
/
У/
/
/
/4
'/
у
Ъо
*
/
//
'у
*
/
/
У
/,
у*
/78
/
/
у
у
у^
У*
/
/
у
^75
/
У
у
У
**^
73
у
у
уУ
—^
у}0
5^
50
г
50
fo
7%
1 1 3 if 5 6
Дальность по горизонтали, н/i
Z 4 6 8 10 11
Дальность по горизонтали, т
Рис. 19.9. Кривые равного пропускания на волне
0,7 мкм для стандартной прозрачной атмосферы
(дальность видимости 23,5 км) [1].
Рис. 19.6. Кривые равного пропускания на волне
0,28 мкм для стандартной прозрачной атмосферы
(дальность видимости 23,5 км) [1].
10
Z 4 5 8 10 1Z ft
Дальность по горизонтали, т
Рис. 19.7. Кривые равного пропускания на волне
0,5 мкм для стандартной прозрачной атмосферы
(дальность видимости 23,5 км) [1].
88
ЩОбм
I
у
/
/
Swil /
<л у/
КМ
1
1
/
/
А
ks
/
/
/
/
/
/
/
у*
У*
у*
'83
/
у
/
yS
^^
**
г—'
/
у
у
***
, ■
/
80
у^
*—
у
у*
^У
4
65.
SO,
50 '■
'0%
Ш
Я 2 U О 8 10 1Z 14
Дальность по горизонтали, км
Рис. 19.10. Кривые равного пропускания на волне
1,06 мкм для стандартной прозрачной атмосферы
(дальность видимости 23,5 км) [1].
38а

я. m
Пропускание атмосферы в оптических диапазонах
70
8
30
\
\
\1/Л
/
/
/
/
/
f /
МНИ
/
/
/
'/
/
/
/
/
/
у
*88
у
/
/
s
\/
/
/
85
.—
**-—
■
+—
75
■JJh.
5
50
и 1 4 6 8 10 1Z ft
Дальность по гор1/зошали,км
Я>ис. 19.11. Кривые равного пропускания на волне 2,17 мкм для стандартной прозрачной атмосферы
(дальность видимости 23,5 км) [1].
W,dm/km
10
10
10
1

-2
-3
-4
\
\
1Z
18
•Рис. 19.12. Зависимость среднего значения осажденного слоя воды W, который эквивалентен
количеству водяного пара в горизонтальном слое атмосферы толщиной 1 км, от высоты И. [2].
40
20
-20
\\\ \
70-
\
Относительная 6лажнрсть-100°/е^^Щ^
30
300
-4,0
2,0
Inp
Рис. 19.13. Зависимость толщины R слоя атмо-
сферы, в котором количество водяного пара экви-
валентно осажденному слою воды толщиной 1 мм,
-от температуры и относительной влажности воз-
духа [3].
рис. 19.14. Зависимость логарифма давления водя-
НОГо пара (мм рт. ст.) от высоты по» усредненным
данным на январь и июль для 30° северной широ-
.384

Гл. 19.
Пропускание атмосферы в оптических диапазонах
1,0
/,4 1,8 2,2
Л, мкм
ff)
8)
Л,мкм
Рис. 19.15. Рассчитанные значения атмосферного пропускания в интервале Я-=-0,3—5,2 мкм для
различных величин слоя осажденного водяного пара W (см) на уровне моря [2]:
а) А,=0,3—1,0 мкм; б) Л«1,0—2,4 мкм; в) А,=»2.4—3.8 мкм; г) А,—3,8—5,2 мкм.
5
99
5
90
50
10i
-
-
-
{/J/fU-J L_
W=OyOf
\ \ \ \ \ l\ I /M I i
7,0 7,4 7,8
Л,мкм
5
99
5
-90
50
-
/
l
Zf Г"
0,01й—*-
8,0
01 ^^^
f,0 "*"
10 " ^<
100 ^^^*^
10,0 12,0 Ц0
6)
Рис. 19.16. Рассчитанные значения атмосферного пропускания в интервале А. =*5,2—6,6 мкм для
различных величин слоя осажденного водяного пара W (см) на уровне моря [2]:
а) А.-5.2—6.6 мкм; б) Я=6,6—8,0 мкм; в) Л=8,0—15,0 мкм.
13 Зак. 1956 385

4. Ill
Пропускание атмосферы в оптических диапазонах
100
О
100
о
I
Ц.100
100
100
100
со
_! I I Г Т Г Г Т f
г
[ I ' I 1 I I ' I I Г 1 1 \ ] 1
N20
' w I I II f » 1 ' I I I
[ [ I 1 ! I I I VV I 1 I 1 I I
I \ ? 1 1
"Y
Y
HDD
I I ! t I I I I 1 Г 1 I f I
// 13 15
Х.мкм
Рис. 19.17. Инфракрасные спектры поглощения различных газов, входящих в состав атмосферы
€,5 0,7 0,9 1,1 1,3
Рис. 19.18. Спектр пропускания слоя атмосферы толщиной 300 м в интервале 0,5—1,7 мкм [4].
1,5 1J
л, мкм
386

Гл. 19.
Пропускание атмосферы в оптических диапазонах
1,8 2,0 2,1 2,4 2,5 2,8 ZJ?
Рис. 19.19. Спектр пропускания слоя атмосферы толщиной 300 м в интервале 1,7—3,0 мкм [4].
3,0 3tZ 3fi 3,6 3,8 4,i
Рис. 19.20. Спектр пропускания слоя атмосферы толщиной 300 м в интервале 3,0—4,2 мкм [4].
Слой осажденной доды 5,7 мк
T=Z6°C> Призма аз LLF
U
Рис. 19.21. Спектр пропускания слоя атмосферы толщиной 300 м в интервале 4,2—5,5 мкм [4].
13* 387

4. HI
Пропускание атмосферы в оптических диапазонах
SJ W 6,5
Рис. 19.22. Спектр пропускания слоя атмосферы толщиной 300 м в интервале 5,5—7,0 мкм [4J.
Призма 1/з Са ?г
Призма из
100
■80
&**
20
Слой осажденной
Воды 5,7 мм,
i .1 i I i i I f
7,0 15 8,0 8,5
Рис. 19.23. Спектр пропускании слоя атмосферы толщиной 300 м в интервале 7,0—8,5 мкм [4J.
угу
АЯ*=0,011'мкм
Av=2,/cm
Слои осажденной доды 5,7мм.
Т=25°С. Яризма из NttCt.
ri
JL
8%5 9,0 9,5 ЩО 10,5 11,0 11,5
Рис. 19.24. Спектр пропускания слоя атмосферы толщиной 300 м в интервале 8,5—11,5 мкм [4].
388

Гл. 19
Пропускание атмосферы в оптических диапазонах
100
I
г
го
v
АЛ=0,017'мкм
Слой осажденной Воды 5,1 мм.
Г=25°С. Лризмя из NttCl.
CDZ
11,5 12,0 12,5 15,0 Го,5 1^0 Х,мим
Рис. 19.25. Спектр пропускания слоя атмосферы толщиной 300 м в интервале 11,5—14,5 мкм [4].
15 16 17 13 #
Рис. 19.26. Спектр пропускания слоя атмосферы толщиной 300 м в интервале 15—19,3 мкм [4].
80
Hh
=0,051'мкм
Н20
Слой осажденной 6оды 2,2 мм.
С. Лризма из Кдг:
J\
20 2J 22 23 24 * 25
Рис. 19.27. Спектр пропускания слоя атмосферы толщиной 300 м в интервале 19,3—25 мкм [4].
389

со
со
о
Z466
2*884
Рис. 19.28.—Рис. 19.89. Спектр солнечного излучения в интервале 2,8—23,7 мкм, записанный с высоким разрешением на высоте около 3000 м
(Швейцарские Альпы) [5]. По оси абсцисс отложены величины X (мкм) (нижние цифры) и v (см-1) (верхние цифры).

з
1
2
I
2
со
о
о
а:

ОС
ее
3
I
I

о
1
I

3123
3,20/
3/03 З/Од '20' "
3,222 3,2/0
3Q5U
3,274
I
о
i
I
со

I
I
-О
si
1

3,t17
i
1
I
a:
о
§

fat
3
1
1
а
I

8
i yJ
2777
3,600
' 10
3,613
^2773
3J05
' ' ' щ "' '''w
5r/7 4
mi
3,666
>^ууЛ!/^^
n
2
3

CO
2708
3,69Z
1'' i « %
u j Vi1
11 ZQ ' '
2557
Ъ,76Ъ
2665
3,751
V ' YY 1/V V ' w1 t"
^ у ' i
17
2622
3,813
00
IS
1

о
с?
16
26Ъ1
^^ы^^
2622 [ 2625
2585
3,800
3,8/3 3,808
3,867
260f
3,844
, " '^, • i,,,«, i,! • -' " '
TV
19
1 &{ vVvVVVVV
1552
3,917
I
1
s
о

a
i

us
CO
)^>'t'¥~^^
1
1
S
I
§
I
8
I

л.
2
"8
f
s
О
i

3
1
I
о
i
23
ZW5

ёк
1 \\ V
10
\^yv\ /у
20
'wyV^
60
у i л
1
I

г*
§•

\ 1
\J
1989
5M6
40 ' ^ 20 * ' \ I
57
1965
5,088
5
1
S

Folz
/ \ I \ 1
5,108
I
4
■8
г

со
I

л/
1893
' V/
10
20
V
V
1875
о
X

s
3
<S5
§
ft
i
со
I

8
о
I

1828
У"
1 1820
/ \
/ '
1 tef'3
I
I
о

/
№21
7,055
\ / I ' \
I \ г \*
/
I
\ УЧ
1588
7,205

3
1 (
f3Q7
7.15В
i А /Л Л
in \\ N\l
1
/ ' \ M
/ nl
J v
L У w
mufti
\ jfi \
\/ I i
V \ /
1 I 1 /
^ Mi
w
/III \
1 / ' 1
i
/
4 i/
1367
7,3/3
A
i U
i/ Y
I/
1372
7,187
\
\
ЫТД i Lu , If \A
J L/ \»а / \ Л / ' \
V 1 I I in W4
VUMw
Al l\n\df\ Л Л ,1b1
l/l / If 'ТУЛ / 1 / 1А Г
Л / и 2oi\vVv
\
I
11
13U2
1
1
\
§
*

So
1 к.
л
п J
М05
Л\лл
г 1 VY\
1 1 1 '
л/ м If U
5k
т
V
тг
1562
!
а
о
%
ё
сь

1508 ' ' ' ' 1Q » J i
1 V ,
У \г У
1 3/7
U
|\ / I /
1ЛлА
• V • \Ль-
40 '
j/iAf
/ V
ч /
1282
7,798
/Ч
1286 1
7J7*
л /11 \l\ JII4 к 1 л
• у ^ * w v • v • v V \
л
30
S7
\i\ ЛмЛлАа
W 1261
7,928

I л
А
/n
т
1265
7,903
1 •
/ 1
1 / 1 / \/1 if 1 / llf j
гУ ту У V
■ v "п, А
<
Л/v У
/у v у
1241
8,056
\ /Л
1247
8,017
0Ф\!\
I • i У у
I
>
*д Л/т
V
i
59
V

1
I
R
05
!
i
R
i

I
3
о
5
I

1176
1 I I I i
10
1 ' 20 '
V^W^^^
1155
8,656
1
i
I
§
I
\
\
\
1176
ASBL- -
J
Ji
W
i * V
Р55
8.656

8s61f
i io \\
1 V
65
8,762.
Y
1159
8,626
yy
VVv
V V
8щ663 8ч656
1 1 /1 /
1 1 /
v
№
rvVvwv
1140
8,770
§
4

V
8,754
V
Ci»
I

§•
Q

1106
9,039
1 \ / V / '
Y i
w
V
"8
S
■9-
•8
2
§•
1

00
1071
9,33U
У т
10х
\fj wAAH -Л Л ;
4 § i i a i \ lA J/4j па
1055

I
3
*
1

I
•.4
Art
1037
9,641
1 i i
J
1023
9J7Z
I
о
i

1005
9,9Ь8
' 20 ' Ъ0' ' ^
79
992
10,08
1
I
•8
s
8

уЛ/^^Л^

82
-vJn^A^v'Wvi
363
Ш38
10'
951 ^952
10,51 10,50
9W
10,61

>Mw ^4-*^^
-8*
1
8
g

rUr^rt^
1
4
4
1

UK >
*""*?
55
'873
11 Л 5
855
11,69
I
i
I
Qj
860
1Щ
89
^
843
1U86

i
^J^sJ^^J^
8Ц7
1Щ
838^y
11,93 11,89
854
11,99
91
^^^^ in
Miy hwh**^^
838
11,93
527 8Z9
12%09 1Z,05
82U
12 J3
1
■8
s

>*4>**у iUw^Sj^^^^
f
1
3
3
S

804
1 V \j
730
12,65

ч /г^1^^ J*4 ^^v,^^^^
§•

«О
1
;
\ АлЛ/
\ N \ i 1\ I
W V у
i
й-
I/ \j/
1
л |
/ \ / \
V V
i у
3$
Л /
В
3
О
I

О
i.
о
I
8
8
g

I
§
а
§
I

at

со
и /
Л J
585
17,06
\Л J
\ \ N
\ \
V !\
\
N i I
г ' 1
//7
\ /X м \
1 1 ' 1 || 1
V V »
/
[

V
17,73
W \\
/ г?
v уу
108
v
V
539
18,55
5U5
18,34
\/ \ /
I J J Г | I
№
f
5ZZ
tS,fff
О
§
3
1

f
I
■§
s
I

I
2
о»
о

3
5]
!
к
t*
о
i
а
s

g
i
I
3
о
I

fa
со
^-Sjz-,
^
S
1
ft
8
I

11ll11111
i I lLlLi Li
8250 8300 8350 8400 8450 8500 j 8550 8600
I . 11 I i I i 11 I i I i I , I i 11 I i I i I 11 . I i I i I i 1 i I . I i I .1 i I . I , Ll i 1 i 1 i It 1 i 1 i I i I i 1 , I t h 1 i 1 , 1 , I i I ,
8250 8300 8350Al . 8400 8450 8500 65S0
8900 8950
8650 8700
t I i 1 i 11 I i I i I i I i 11 I i I i I i i i 1 i I i I i 1 , I i 11 1 i I i I i I i I i I i | i | i I i I i I i | i | , l i I i | i | i | i 1 , , |j_i,
8650 8700 8750 8800 8850 8900 8950
Рис. 19.90—Рис. 19.110. Спектр солнечного излучения в интервале 0,82—3,41 мкм, записанный с
высоким разрешением на высоте около 12 км с борта реактивного самолета [7, 8].
*
452
1 -х : .20 . Щ 40 50::' • " 70. 80 90 100 ш "*:120 Ш ' ••
ll ll
11 .III .1.
lllhlll,
l .1 fl ll
a
. I i Г i 1 i 1 >
i 1 i 1 i 1 i 1 .
11 .1 11 ,1 i
9050 9100 9150 9200 9250
i 1 i I i 1 . 1 .
140
BZ
I ,|
9300 ,£350 . 9400
111111111111111111111111111.1.11111111111111I11111111 ■ 11111,111111111.111,
9100 9150 9100 9250 9300. 9350 _ 9400
JS Tl J^WJJT ji FeJiFe^Tl Fe^
,i,|,I,|,i,i,i,I,I ,,i I 11 ,111111 i. 1111 I. i и. 1. 1111111.1 »111. i . I ■ I ■ I . I. I ■ 111.1 ■ t.
9450 t. 9500 9550 9600 9650 9700 9750 9800
И <•>
,1,1,11),11111 ,111,11111,1 ll 111111111 h 11111111 III 11111111111 \\ 111111111111
9450 9500 9550 9600 9650 $700 9750 9800

ГеГе
10
10
50
I. llhlllll.llll 1. hi. Ill: 111) I ill h ilhllhlll ll I 1 I I I 111 ll I I I 1 I 1 ll ! I , hil|
9850 9999 9950 10000 10059 19199 19159
60 .
70
11 11 i i i hi tl i hi i 11 ii I 11 i I i I i I i I 11 11 i I i I i I ih 11 I ih 11 I tl 11 11 11 11 11 i I i I 11 11 t I
8850 900 090 10059 000 10150
8850
9900
5950
10090
10059
,10100
10150
F
.!■ .l.hhh iblilili l.hhitlihl.hhhhhhhliLLl
i h h 1. 11 h I. h h 111. 111.1.11111.1.1 . i 11. I■I.I. h11 h1111 h1.11111111111111
10200
10250
10300
10550
19400
10450
10500
19550
С Si Si .
С C_^C St.
ii-u i h It I i I i I i I i I i I i I.J..I l.I 11 i I i I i h I i I i I i i . I i I i I i I i I i I . l i I i i i I . I i i ,
10500 10650 10700 10750 * 10800 10850 10300
I ih hi i I i I i hi i hi .hi i I .I 11 Mi hi i I.I ■ I, I ,l . I , I , t ,hl, I ,l ,i,i
10750 19800
© Pe f> c('i «•>
1 V'V •• so9, w 'sh 50 m V""-'"-1;-4" '•-м'~№/::т"''-'%'
11 11 111 11 h I 11 i h 1 i h 1 l^J i ' i h 1
10S50 11090 11050 11190
I i h LI i I i h h I i I i I i I i h I dull
11150 11200 t!25Q
К t I \ i I i I i I i I i i I i I i ! i I i .. I i i i it ) t I i ' , I i : A i i ■ I i I i I i I i I i I i I \ \ i I » I i h i
15В. Зак. 1956
453

t » H h I r I i T i I i I i 1 i I i f t 1 i I i I i 1 r I i 1 i I i I i I i I i I i I » I i 1 i 1 M i I i 1 i I i I i | i 1 i | , t
Ш
. t . I i I » I t >i I i I ■ I i I > I i I > t . I . I i I i I i I i i i I i I t l i I i I i I i I l I t I ' I I I ' i M i i i I i
11650 11700 11750 11800 11850 11900 1195$
fe si si
I i I i I i h I i I i I i I i I i I i h I i I i I i I i I i I i I i I i I i I i I i I i I , I i [ i I i I i I i I ,[
12000 12050 12100 12150 12200 12250
1 \ x 1
12500
12350
moo
Ш50
12500
12550
I ■ i I i t t I i 1 ■ I i ? i T i ! i M I i I i I i I i 1 i I i I i I i I i I i I i I i Г i I i I i I i
1Z300
12350
1ZW
12450
11500
12550
454

111.1111
tZouu
n 11 11,11
12650
i f i I ■ | i
127DD
t I t I t I . I
I . I ■ I ■ I ■ i ■
12750 1Z800
| I fl f KIN II HI I I III
' ' ' Ь I i I i h I т I i I i I i I i I » I i i ■ I i I i i i t , i , I i i , i , i ■ I i I ■ t i i
l I i It I i I i I i I i I i I i f i I i I i I i I H i I i I » i i I i I M i I i I i l i
I I i I I I i M I I I N i I t M I i I i I i I i I i I l I i I i I i I t t i I i I t I i t . I i I . I
12850
12900
12350
woo
15050
WOO
A\ ca o
I I I I I I I I I I I I I 1 I I I I I I I I I I I ll I I I I I I I I I I I h h I I I I I I I I i I
13150 13200 13250 13300 13350
T
\ 1
1 I
l
I
13150
~\
I I I I .
i
13200
I i
.l.li
I
13250
-
I i
. I .
I i
I
13500
I I
i I
I I
I
I I
13350
1 I I I Г
rrr^r^r^c^ZT^
JLl
I I I I I I I I I I I I I I I I I
moo
13450
13500
13550
13600
• - ^ ^r:—^^TT^~?rprpfv^
13W0
i I i i i M
ihinni
i I i I i I i I i I i i ■ I i I i » i I i I » i t < i
13600
15B*
45S

I 1 I I I 1 I I I
I I I I 1 I I I I I I I I I I I I I
t i i I i 1 » 1 » i i I i 1 t I i I i !■
15900 15950
О О OO. Л'.'чЛ
1I11 M I I I I I I I
I I I
I I I
510
I I I I I I [ I I I I
I I II [ I I I
I I I
| | , | | | | M
oO 1Z500 15600 11700 15800 15000 MOO WOO 14200
\ | I | | | | | | I | | | | | | | | | | | | || | | | ! | I | | | | | | j | | I | | | | I I I I I I I I I | I | N I I I I I I | I I I I I I I I I I i I I I
15500 15600 15700 15800 15900 14000 14100 14200
Fe(Fe?) (Fe) Si
'30 W 5Ф' 'Ж
II11 и 111 nil
140 m
1111 i11111 1111 f111
14200 14300 1Ш0 14500 14600
14800 14900 15000
-111 ill N.l.l.i.LI ill. N1 1 l.l II 111 I II I I
llLj
JJ±
US
14200 14500 14400 14500 14600 14700 14800 14500
456

4! Fe (Fe) * ft о »s*©4
Ш7 /Л?ДО /«Ш7 #Ш /ЛЯЙ7 /Лйй7 ;57<Й7 /Ji9<5i7
1 'I' '2/7 V^' 'w & ю-'w'*'mM'"&'"' 100 ':''mA)%'''''ho''
dj
iiiilini
l I I
.I,
^ 150
15900 16000 16100 ' 16200 /6300 16400 16500 16600
I i 11 i i 11 i 11 i i i i nil i i n i 11 111 t i ; i 11 i I n i i 11 м f i f i i till/
15900 16000
16200 16300 16400 16500 16600
jlL
iIi i ii
110' 120-'"
B1Z
Illlllll
76700 16800 16300 17000 17100 17200 17300 17400
Llul
16800 15900 17000 17100 17200 17600 17400
Jli
UJL
и и I I I I i
17500 17600 17700 17800 WOO 1801/0 18100 18200
/7Ш
18109 18200
457

?w%iji#|^^
moo moo moo moo
11 i 11 i 1 i i i i I i i i i I i i м 11 i i i I i i i м i м t ( i i i i I 11 i 1111 i i i i m I i м i I M i i I i i i i I i I i i I i
18300 mOO 18500 18600 18700 . 18800
Ь .. г- т; Si Ь Ctt
11 и 111111 |C| /1) j, , ,
:•: •' -^ ."I
i t i i | i i i I
5^7 *
I f I I I I I I I
* * 50 ' %W'""KA'''
1 |
1 M 1 | II 1 1
I I III 111!
80 SO
II
Mull
13400 19500 19600 19700
м 1 i I i i I I I || 1| | it 1 i i i ■ ! i i ; i li ii i I i i ii I i ii ' 1 м м I I мi If i r i M it \ I r i 1 i
19100 19200 19300 №QQ 19500 19600 19700 19800
ffe
m
iiiiiiin»iiiiiiiiiilliiiiiiiimiiii»i.><«i HiiniiKiim " HJijnm <S) и 2,4! (WiiRiiiiiiiiiiiiiiiniiiiii ii«iiiiiiiiiniii||
«ч_^—»_*-.-.—""л~*ЭДй7^У"*'" 'ГУ'""'' ^~<t>-—^—w" """ ■■>.— - --
- - ~" *W "" sum *"**1tew""
■i и и II ii и ii n ii и и и и II ii и и и II ii ii и ii II и и и и II и ii и и II и и и и II и и и и II и и и и II и и и и II и и и и II и и и и II и и и и I! n и и
(I
№i. ©
41 II II II ■' II II II II II 11 II II II И II II II II II II II !l II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II II И II II II II II И И II И И II II II II II II II II I
"""циннии nii(Q)n ii и И и и ни пи ИнрИчюп'
n и и и и и n II и ii ii n и i' ii »и 'I»"»" и»» Ii'
и и и II if и и и И и и и и i! ii»и и ^
458

I I I I I М М Г. i I I I I I Г ,« i i M I I I i I 1
21300 21U00 21500 21600 21700 21800. 21900
W v
'I I i I I I i i I i I I I i I i i i i I i [ i i i i i ) I i i i i i i | i | | | i i i | i i | i i i i i i | i | i i i i inil
21300 m00 . 21500 21600 21700 21800 21900
22000 22100 22200 22300 2ZW0 22500 22600
1
fill
.... ,..'♦•-
10
111 11111
——,
к
I I
VN
I I I . I
30 W
i i i i i i i
bO
I I
% »
I I I I I I I I I
i i i i I
I I I I
,,
/^ * Й57
I >7^C>
I I I I I I I I I I I 1
22700 21800 21900 23000 23100 23200 23300
Ь .* .
t i 1 i i i j I i i i i 1 i i i i I i i i i 1 ; i i i I i i i t 1 I | I I I I I I I i I I I I I I l I I I l t I I I I i
22700 22800 22900 23000 23100 23200 23300
- e: si
50
110
130
i i i i I i i i i I i i i i I i t i i I » i i l I i м i I i i i i I i i i i I i i i i M M i I i i i i I i i i i I I i м
23Ш 23500 23600 23700 25800 23900 2W0Q
i м i 1 4 i
ШОО Ш0 2Ш' 23700
i i i i I i l t i » I i l i I i » i i 1 I i i l I I I I i I l I I I M I l M > i I l
23Ш
23900
24000
459

^
t i i i f i i i i I i i I i 1 i i i i I i i l i 1 i i i i 1 i i i i I i i i i 1 i [ i i [ i i i i I i i i i I i i i
24/00 Z4Z00 24500 Z44OQ Z4500 24600
1 I ) I I I I I I I I I I I 1 I I I I I I I I I ( I I I I I I I I I I 1 I I I 1 I I I I I I I I I 1 I I I I I I I I I I I
24700 24800 24900 25000 25100 25200
JO 80 &,•-'•■&' ' РЦ
\ i t i ) I \ i i I f i i | | i i i I I i i i' i I I I I I I [ I | f | I I I I i l l [ | I I i I I I l | i [ I i i I
24700 24800 ZWO 25000 Z5100 Z5200
i i •' I I I ' I I i l I 'i * i i I .1 i I I I 1 м I I I H I I I I 1 > I I I I I f I J
L.I., I 1 I I Г I 1 I I, II I I ■ ' I
25800
25000
Z61QQ
26200
Z6W0
16400
460

В/9-
Щ^Ж^.фШн
27Ш
ЪО МО
27700
27300 ва х 27900 х
,.,*.• т
27500
27800
27900
> i i I i i i i I i i i i I i i i i
28100
28200
28500
28400
f I i •? i i l"i i i » I t » i i I i i i i I i i т » I i i i i I i i i i !• i i i i ' i f—t^J.^1 it'll
28000 2810V 23200 2Ш 28Ш 2850&
461

л
28500
28600
Z87OO
28800
28900
23000 29200 29WQ 29600 29800 30000 Z0200 30Ш 50600
, I, I,,
Mill
30800 31000
[ 11 ll
| ' 1 1 1 1 1 1 1 1 1 M 1
• 10
I I I I I I I I 1
I 1 1 ' 1 1 1 II
20
i i i i 1 t i i i
1 1 1 1 1 1 I 1 „L
I
11 1 1 1 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
111 iT
32600 32800 33000 3$200 ЗЪЧОО 33600 33800 ЗШО
100
дО
^начале записи 17,4°',
б конце записи 19.3°
69U,019
693,382
634,5
Л,нм( в Воздухе)
Рис. 19.111. Спектр атмосферного поглощения в интервале 0,6933—0,6946 мкм, записанный с высоким
разрешением [9]. На оси абсцисс указаны положения линий излучения рубиновою лазера при
различных температурах кристалла.
4^62

Гл. 19.
Пропускание атмосферы в оптических диапазонах
^ 593,8
593,4
А
/■
А
/
го
У
у
У
249'
3ZQ
10 20 50 40
Относительная длажность, %
50
Рис. 19 112. Зависимость длины волны излучения
рубинового лазера от температуры кристалла [9].
Рис. 19.114. Потери пропускания на волне
1,152 мкм в зависимости от относительной
влажности воздуха |91
/ — результат расчета, 2 — экспериментальные
данные.
Рис. 19.115. Спектр атмосферного поглощения в
интервале длин волн 1064,7—1066,3 нм, лежащем
вблизи линии 1064,1 нм лазера на У3А15О|2.
Указаны положения линий генерации следующих
лазеров:
1 — стекло с ионами Nd3+ при температуре 300 К;
2 — ^=1065,2 нм — основная линия генерации
кристалла CaWO4—Nd3+ и линия генерации кристалла
SrMoOi—Nd3+; 3 — Л,= 1065 нм — та же линия
генерации кристалла CaWC>4— Nd3+ при охлаждении;
4 —Л=1066 нм кристалл CaWO4—Nd3+.
/№,7 5,0 5rJ 5,6 5,9 5,2Л}нм
1
1,0
0,1
0,01
0,001
lit
.■■p=i
Й
4
/
{.&
у
0,01
0,1
1,0
10,0
р,атм
Рис. 19.113. Экспериментальная зависимость
коэффициента ослабления на 1 см слоя осажденной
воды для излучения с длиной волны 1,152 мкм от
атмосферного давления [9].
Кривая / — расчет по уравнению Лоренца для
температуры 290 К, остальные кривые —
экспериментальные данные, полученные при значениях
слоя осажденной воды 0,17 B), 0,283 C) и
0.565 см D).
Июль
Яндарь
О 4 8 12
а)
]
Июль
Янба/.
76
8 12 15 2Q
5)
Рис. 19.116. Рассчитанная зависимость поглощения
на волне 10,59 мкм от угла подъема луча,
проходящего через всю толщу атмосферы [10]:
а — для водяного пара; б — для углекислого газа.
463

4. III.
Пропускание атмосферы в оптических диапазонах
100
1 60
\
20
О
\
\
\\
\
\
\
\
V
ч
\
ft
к
\
\
к
\
ч
3
ч
■—■11»
/
«-^^
5
к
—■"■•
V7
8
11
16 го
Рис. 19.117. Пропускание водяного пара ва волне
10,59 мкм при Г=25° С на уровне моря,
рассчитанное в зависимости от длины пути при следующих
величинах давления пара в атмосфере A0):
/) 8,6; 2) 11; 3) 17 мм рт. ст. Крестиками
показаны экспериментальные значения коэффициента
пропускания, полученные при следующих
давлениях пара: 4) 17,8 мм рт. ст. [4]; 5); 17,5 мм рт. ст.
И]: 6) 11 и 7) 8,6 мм рт. ст. (по данным Стрита).
550 550 \,НМ
Рис. 19.120. Зависимость суммарного коэффициента
ослабления коллимированного излучения в
различных водах от длины волны [11].
Измерения проводились: / — в Вакула Спрингс
B2.6.1965); 2 — в лаборатории противолодочной
обороны G.7.1965); 3 — там же (8.7.1965); 4 -
в плавательном бассейне B4.6.1964); 5 —в про*
фильтрованной морской воде B4.5.1964).
100
60
40
10 "
1 -
lx
-
w
\
V
V
\
■"———
\
—.
SO
N
\
—.
^-^^
\
w
\
Рис. 19.118. Пропускание водяного пара на волне
10,59 мкм при Г=25° С на уровне моря,
рассчитанное в зависимости от длины пути при различных
значениях относительной влажности воздуха [10].
12 15 20
Рис. 19.119. Суммарное пропускание водяного пара
и углекислого газа на волне 10,59 мкм при Г=25° С
на уровне моря, рассчитанное в зависимости от
длины пуня при различных значениях
относительной влажности воздуха [10].
464
700 Х,нм
Рис. 19.121. Зависимости длины затухания от
длины волны излучения, полученные для
дистиллированной воды (Л), для прибрежной океанской
воды (В) и для типичной озерной воды (С) [12].

Гл. 19.
Пропускание атмосферы в оптических диапазонах
If
-
J
1
1
Пг
1 1 1
1 1 I 1
1
4 4,0
n8
W
2,0
h
Лт?
Рис. 19.122. Долговременные вариации длины
затухания на волне А,«5400 А в типичной прибрежной
океанской воде [11]:
Л, — Пю — полдни с 25.8 по 3.9.1966 г.; Пи —
#13 — полдни с 24.9 по 26.9.1966 г.; / — глубина
8 м; 2 — глубина 12 м, 3 — глубина 20 м; 4 —
глубина 15 м.
8 12 16 20 24 28б#,м
Рис. 19.123. Сравнение длин затухания для колли-
312оованного (Gk) и диффузного (ад) излучений
я различных естественных водах [13]:
1 — загрязненная прибрежная вода; 2 —
прибрежная вода средней загрязненности; 3—
загрязненная океанская и чистая прибрежная воды; 4 —
океанская вода средней загрязненности; 5 —
наиболее прозрачная океанская вода.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Electro-optics Handbook. RCA
Corporation, 1968.
2. Altshuler Т. L. Infrared transmission
and background radiation by clear
atmosphere General Electric Company, Space
Division, Space Technology Center, King of
Prussia, Pennsylvania, Document № 615 D 199,
Dec. 1961.
3. Kruse P. W., McGlandlin L. D., McQui-
stan R. B. Elements of infrared technology.
J. Wiley and Sons, 1962.
4. Yates H. W.t Taylor J. H. Infrared
transmission of the atmosphere. NRL Report
5453, U.S. Naval Research Laboratory,
Washington, D.C. A960). ASTIA AD 240188.
5. Migeotte /VI., Nevin L., Swensson j.
The solar spectrum from 2,8 to 23,7 microns.
Part I. Photometric Atlas. University of
Liege, Contract AF 61 E14)—432. Phase A.
Part I. Geophysics Research Directorate
AFCRL, Cambridge, Massachusetts, ASTIA
AD 210043.
6. Handbook of Geophysics. United States
Air Force, Macmillan Company, New York,
1960.
7. Kuiper G. P., Thomson А. В., Bijl L. A.,
Benner D. C. № 162 Arizona NASA Atlas of
Infrared Solar Spectrum Report VI, May
1969.
8. Benner D. C, Kuiper G. P., Randic L.,
Thomson A. B. № 166 Arizona NASA Atlas
of the Infrared Solar Spectrum Report X,
May 1970.
9. Long R. K. Atmospheric absorption and
laser radiation. Bulletin 199, Ohio State
University.
10. McCoy J. H. Atmospheric absorption
of carbon dioxide laser radiation near ten
microns. The Ohio State University, Electro-
science Laboratory, Columbus, Ohio,
Contract F 33F15)— 67-—C--1949, Air Force
Avionics Lab., Air Force Systems Command.
U.S. Air Force, 1968.
11. Prettyman С E., Swarner W. G.,
Reinhardt G. W. Laser propagation, the
atmosphere, air-water and underwater
propagation. The Ohio State University, Electro-
science Laboratory, Columbus, Ohio, July
1967.
12. Hulburt E. O. Optics of distilled and
natural water. — «J. Opt. Soc. Am.», 1945,
v. 35, № 11, p. 698—705.
13. Batelle R. В., Gillette P. R.,
Honey R. C. An analysis of the feasibility of
laser systems for naval applications. —
Stanford Research Institute Project
No 2167—80, Final Report, p. 113—126.
14. Wolfe W. L. Handbook of military
infrared technology. Office of Naval Reseoch,
1965.
465

ЧАСТЬ IV
ИНДЕКС ДЛИН ВОЛН ГЕНЕРАЦИИ ЛАЗЕРОВ*
Глава 20
ИНДЕКС ДЛИН ВОЛН ГЕНЕРАЦИИ ЛАЗЕРОВ
А. А. КАМИНСКИЙ, В. М. КАСЛИН
В настоящее время изучением физики
лазеров занято большое число
исследователей, ещё большее число исследователей
занято вопросами их применения.
Существуют многочисленные области применения
лазеров: спектроскопия высокой
разрешающей силы и комбинационного рассеяния
света, газовый анализ повышенной
чувствительности и лазерохимия, оптическая
накачка и разделение изотопов, специальные
проблемы нелинейной оптики и
использование лазеров в технике и промышленности,
медицине и военном деле и т. д. И,
конечно, в первую очередь, людей,
занимающихся применением лазеров, интересует длина
волны лазерного излучения. Чтобы
облегчить поиск нужных лазерных линий был
создан индекс длин волн линий лазерной
генерации. Он содержит 2000 отдельных
линий. Общее число рабочих веществ, на
которых получены эти линии, 300. Однако
следует иметь ввиду, что в настоящих
таблицах приведены только те линии, которые
упоминаются в данном справочнике.
Составление по возможности наиболее
полного списка длин волн существующих ныне
лазерных генераций — сложная и очень
трудоёмкая работа, выполнение которой
неминуемо привело бы к значительной
задержке выхода в свет настоящего издания
справочника. Поэтому данный индекс длин
волн следует расценивать именно как
путеводитель по справочнику. Это также
обусловило тот факт, что в таблицах
сообщается минимум сведений: длина волны,
активное вещество и ссылка на основную
таблицу той главы, где обсуждается данная
генерация. В тех случаях, когда в тексте
упоминаются несколько значений длин волн
для одного и того же перехода и трудн©
отдать предпочтение одному из них, а
также тогда, когда различные линии,
приводимые в разных главах справочника, могут
быть отнесены, по мнению составителей
индекса, к одному переходу, в таблицах
сделаны соответствующие пометки.
*> Научный редактор д-р физ.-мат. наук А. А. Каминский.

Гл. 20.
Индекс длин волн генерации лазероа
Индекс длин волн генерации атомных и ионных газовых лазеров
Таблица 20.1
В этой таблице приведены значения длин
волн генерации для воздуха, за
исключением первых двух линий, значения длин волн
которых измерены в условиях вакуума.
Приняты следующие обозначения:
фигурные скобки объединяют значения длин
волн генерации, которые разные авторы
относят к одному спектральному переходу;
квадратные скобки объединяют линии
генерации, которые могут быть приписаны к
одному переходу; знаком вопроса
обозначены ионы, для которых кратность ионизации
требует уточнения.
Длина волны
генерации, мкм
0,15482
0,15508
0,2022186
0,2065304
0,2113982
0,2180858
0,2232442
0,2243—0,3820
(8 линий)
0,2248840
0,22657
0,2315356
Г 0,2357980
\ 0,235800
0,2373100
Г 0,2473398
\ 0,247350
0,247718
0,247739
0,2485—0,2600
D линии)
0,2513298
0,2526664
0,25335
0,2609982
0,26164
0,2621377
( 0,2624883
t 0,262490
f 0,263270
I 0,263270
0,263898
0,2639
0,264941
0,266450
f 0,2677918
I 0,267798
Г 0,267868
t 0,2678690
Г 0,269182
I 0,269182

Генерирующий атом,
ион
CIV
CIV
NelV
Nelll
ArlV
Nelll
Xelll
Agll
ArlV
NeV
Xelll
NelV
NelV
NelV
Nelll
Nelll (?)
Xel или
Xelll
Xe(?)
Cull
ArlV
XelV
AuII
Nelll
AuII
ArlV
ArlV
ArlV
C1III
СПИ
SV
SV
KrII
KrII
Nelll
Nelll
Nell I
Nelll
Xel
XelV
Номер
таблиц
9. , 9.3
9.
, 9.3
9.1, 9.3
9.1, 9.3
9.1, 9.3
9.1, 9.3
9.1, 9.3
9.1
9.1, 9.3
9.1, 9.3
9.1, 9.3
9.1, 9.3
3.1
9.1, 9.3
9.1, 9.3
3.1
2.9, 9.1, 9.3
3.1
9.1
9.1, 9.3
9.1, 9.3
9.1, 9.3
9.1
9.1
9.
9.
3.
3.
9.
3.
9.
3.
3.
9.1
9.1
3.
9.
I, 9.3
I, 9.3
I, 9.3
, 9.3
, 9.3
, 9.3
I, 9.1,9.3
I, 9.1,9.3
I, 9.3
., 9.3
, 9.3
2.9
9.1
, 9.3
1
г
1
/
1
(
\
1
i
f
(
Г
[
г
1
г
1
Длина волны
генерации, мкм
0,269184
0,2691939
0,274139
0,274151
0,2753884
0,275391
0,275959
0,277750
0,28222
0,282608
0,282608
0,28472
0,2855374
0,28633
0,2866726
0,286688
0,2884216
0,288424
0,28882
0,28935
0,289386
0,291292
0,2912924
0,29181
0,2926227
0,292624
0,29594
0,298370
0,2985
0,300264
0,3002642
0,302400
0,302405
0,3047
0,304715
0,304970
0,304974
0,3050
0,30548
0,305480
0,306346
0,3079731
0,307976

Генерирующий атом,
ион
Хе(?)
XelV
KrI
Кг (?)
АгШ
АгШ(?)
Fill
Nelll
AuII
FIV
FIV
AuII
Arlll
AuII
Nelll
Ne(?)
Arlll
Arlll
AuII
AuII
OIII
ArlV
ArlV
AuII
ArlV
ArlV
AuII
Xelll
OIII
Arlll
Arlll
Arlll
Arlll
Aril
OIII
.—
Kr(?)
KrI
Arlll
Ar(?)
OIV
Xelll (?)
Xe(?)
Номер
таблиц
3.
9.1, 9.3
2.9
3.1
9.1, 9.3
3.
3.
3.
9.
9.
3.
9.
9.1
9.
9.
3.
9.
3.
9.
9.
3.
3.
9.
9.
9.
3.
9.
3.
9.
о.
9.
3.
9.
, 9.1, 9.3
I, 9.1, 9.3.
I, 9.3
, 9.3
, 9.3
, 9.3
I, 9.3
, 9.3
, 9.3
, 9.3
I, 9.3
, 9.1, 9.3
, 9.3
I, 9.3
, 9.3
, 9.3
1, 9.1, 9.5
, 9.3
, 9.3
, 9.3
9.1, 9.3
3.1, 9.1, 9.3
2.9
3.1
2.8
Q
3.
3.
9.
3.
, 9.3
, 9.1, 9.3
, 9.3
467

Ч. IV.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
0,3120
0,312156
0,3123
0,312443
0,317418
( 0,319143
1 0,319143
0,320274
0,323943
[ 0,3246922
1 0,324694
0,3250
0,325200
0,330592
0,33064
f 0,331975
1 0,331984
0,332374
0,332437
f 0,332486
I 0,3325
0,332750
0,332902
[ 0,3330869
I 0,333090
0,333107
f 0,333614
I 0,333621
f 0,334478
I 0,334479
] 0,334550
\ 0,334559
0,334776
0,334980
0,335004
0,335852
0,336004
0,336732
0,337500
0,337826
0,337833
0,338134
0,338554
0,339286
f 0,339287
I 0,339287
0,339340
0,339345
( 0,3451
I 0,345132
j 0,345423
I 0,3454248
0,347876
0,348296
0,348302
0,348331
0,348336
Г 0,3497
I 0,349737

Генерирующий атом,
ион
Nelll
Fill
Aul
KrIII
Fill
СПИ
СПИ
FII
KrIII
XelV
Xelll
Cdll
Cdll
Xel 11 или
XelV
XelV
Nell
Nell
Nell
Ne?
SIII
SIII
Nell
Nell
XelV
XelV
Nelll
Arlll
Arlll
Arlll
Arlll
Nell
Nell
PIV
Xe(^)
Xel
Arlll
XelV
NIII
KrIII
Nell
Nell
OIV
OIV
Nell
CHII
CHII
Nell
СПИ
BII
BII
Xelll
Xelll
NIV
XelV
NIV
Xe(?)
Xel;
SIII
SIII
Номер
таблиц
9.1,
3.1,
8,2
3.1
3.1,
3.1
9.1,
3.1,
3.1
9.1,
3.1
9.1
3.1
3.1,
9.1,
9.1,
3.1
3.1
3.1
3.1
9.1,
3.1,
3.1,
9.1,
3.1
3.1,
9.1,
3.1
9.1,
3.1
3.1
9.1,
3.1,
3.1
2.9
3.1,
9.1,
3.1,
3.1
3.1
9.1,
3.1,
3.1,
3.1,
3.1
9.1
3.1,
3.1,
9.1,
3.1
3.1
9.1
3.1
9.1
3.1
3.1
2.9
9.1
3.1
9.3
9.1,
8.4
9.1,
9.3
9.1,
9.3
9.1,
9.3
9.3
9.3
9.1,
9.1,
9.3
9.1,
9.3
9.3
9.3
9.1,
9.1,
9.3
9.1,
9.3
9.1,
9.1,
9.1,
9.3
9.1,
9.1,
9.3
9.3
9.1,
9.3
9.1,
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
Длина волны
генерации, мкм
0,350742
0,351113
0,351313
0,351415
0,353003
0,354231
0,3545
0,3545
0,3550
0,356069
0,356420
0,357690
Г 0,359600
[ 0,3597
0,360210
0,361210
0,362269
0,363786
{ 0,3639
0,363954
1 0,3640
Г 0,364546
[ 0,3645478
0,364551
Г 0,366920
[ 0,366920
0,370520
0,3706
/ 0,3709
\ 0,370941
/ 0,371300
\ 0,371309
0,372046
0,374573
0,374878
Г 0,374947
{ 0,374949
1 0,374949
" 0,375468
0,375468
' 0,37598
0,375989
0,375994
Г 0,3760
[ 0,376000
0,377134
0,378099
0,379528
0,3797
Г 0,380327
0,380327
L 0,380329
0,384100
0,385826
Г 0,397293
0,397293
L 0,397301
0,3984
0,399300
0,399499

Генерирующий атом.
ион
KrIII
Arlll
Arlll
АгШ
СПИ
ХеШ
Hgl
Hgl или Arl
XelV '
СПИ
KrIII
Arl I
Xel 11
Xelll
СПИ
CHII
CHII
Arlll
Pbl
Pbl
Pbl
Xel
XelV
Xe(?)
Xel
XeIII(?)
Ar(?)
Call
SIII
SIII
Nell
Nell
СПИ
Xelll
СПИ
on
Oil
OIV
OIII
OIII
OIII
OIII
Xe(?)
XelV
KrII
Xelll
Arlll
Call
Xel
XelV
Xe(?)
Xelll
Arlll
Xel
XelV
Xe(?)
Hgll
Xelll
Nil
r
Номер
таблиц
3.1
3.1
9.1,
3.1,
3.1,
3.1,
2.2
2.9
9.1,
3.1,
3.1
3.1,
3.1
9.1,
3.1,
3.1,
3.1,
3.1,
8.2
2.4
9.1.
2.9,
9.1,
3.1
2.9
3.1,
3.1
9.1,
9.1,
3.1
3.1
9.1,
3.1,
3.1,
3.1,
3.1
9.1,
3.1
3.1
9.1,
9.1,
3.1
3.1
2.9,
9.1,
3.1,
3.1,
3.1,
9.1,
2.9
9.1,
3.1
3.1,
3.1,
2.9
9.1,
3.1
8.3
3.1,
3.1,
9.3
9.1,
9.1,
9.1,
9.3
9.1,
9.1,
9.3
9.1,
9.1,
9.1,
9.1,
9.1,
9.3
9.1,
9.3
9.3
9.3
9.1,
9.1,
9.1,
9.3
9.3
9.3
9.1,
9.3
9.1,
9.1,
9.1,
9.3
9.3
9.1,
9.1,
9.3
9.1,
9.1,
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
9.3
468

Гл. 20.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
0,402478
0,404990
( 0,4057
1 0,405779
0,406048
Г 0,4062
\ 0,406213
0,406736
0,408860
0,408890
0,409729
0,410336
0,4120
0,413138
0,413250
0,414530
0,414660
0415445
0,417181
0,418292
0,421405
0,422225
0,422651
0,424026
0,427260
0,428592
0,429633
0,430575
0,431800
0,4321
0,4329
0,4340
0,434738
0,435123
0,437073
0,438360
0,438700
0,441300
0,441493
0,441560
0,441697
0,443422
0,444328
0,448200
0,450350
0,451045
0,451486
0,4525
0,4525
0,453379
0,454504
0,455259
0,455874
0,456070
0,456784
0,457720
0,457936
0,458300
0,460302
0,460957

Генерирующий атом,
ион
FII
ХеШ
РЫ
РЫ
ХеШ
РЫ
РЫ
КгШ
Аг(?)
SilV
N11
N11
N1
КПП
СНГ
ХеШ
АгШ
КгШ
КгШ
АгШ(?)
ХеШ
РШ
КгШ
ХеШ
ХеШ
ХеШ
Xell
XelV
KrII
N1
N1
HI
ОН
on
Aril
Aril
KrII
Xe(?)
on
Cdll
Oil
ХеШ
КгШ
Aril
ХеШ
NIII
NIII
N1
OI
IV(?)
Aril
Silll
XelV
ВШ1
Silll
KrII
Aril
KrII
Xell
Aril
Номер
таблиц
3.1
3.1
8.2
2.4
ЗЛ
8.2
2.4
3.1
ЗЛ
3.1
3.1
ЗЛ
2.5
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
3.1
ЗЛ
ЗЛ
2.5
2.5
2.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.
3.1
3.
3.
3.
21
2Х
3.
3.
3.
3.
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
1
1
1
Длина волны
генерации, мкм
0,460460
0,460552
0,461520
0,461917
0,462100
0,463051
0,463392
0,464390
0,46453
0,464530
0,464740
0,464860
0,464908
0,465016
0,465021
0,465040
0,465795
0,467373
0,467440
0,468045
0,468050
0,468357
0,469500
0,471030
0,4722
0,472310
0,472689
0,474040
0,474266
0,474894
0,4750
0,4750
0,475450
0,476244
0,476410
0,4764
0,476488
0,476571
0,476874
0,478134
0,479450
0,479630
0,479700
0,482518
0,484060
0,484500
0,484666
0,4861
0,486200
0,486948
0,487986
0,488200
0,488700
0,488906
0,489688
0,490473
0,491160
0,491766
0,492500

Генерирующий атом.
ион
Sell
О(?)
KrII
KrII
Nil
Nil
KrII
Nil
Ar(?)
CIII
Sell
on
KrII
CIII
Aril
ХеШ
/III, IV(?)
KrII
Inll
ХеШ
KrII1
КгШ
Bil
ХеЩ
Aril
CHI
BrII
6NI
N, Hg
или О
КгПГ
KrII'
Sell
Ar (или
rigil)
Aril
KrII
CHI
CHI
ХеШ
KrII
HgUI
KrII
Sell
Sell
KrII
HI
Xell
ХеШ
Aril
Cdll
Xell
Aril
CHI
cm
Znll
CHI
Znll
Номер
таблиц
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
3.1
ЗЛ
3.1
ЗЛ
2.9
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
3.1
3.1
ЗЛ
2.9
ЗЛ
ЗЛ
3.1
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
3.1
ЗЛ
8.2
3.1
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
15
2.9
3.1
ЗЛ
ЗЛ
2.9
3.1
ЗЛ
3.1
ЗЛ
ЗЛ
3.1
3.1
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
2.1
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
ЗЛ
3.1
3.1
3.1
3.1
ЗЛ
3.1
ЗЛ
469

Ч. IV.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
0,492560
0,493467
0,495410
0,495418
0,496500
0,496509
0,497271
0,497610
0,498600
0,499255
0,499290
0,500780
0,501424
0,501640
0,501717
0,502200
0,502590
0,503262
0,503750
0,504489
0,505463
0,506870
0,507830
0,509610
0,51
0,510310
/ 0,5105
\ 0,510554
0,512600
0,513150
0,514180
0,514190
0,514533
0,515704
0,515908
Г 0,516032
L 0,516032
0,517600
0,517840
0,518238
0,520832
0,521600
0,521790
0,521820
Г 0,521962
L 0,521962
0,522130
0,522340
0,522760
0,523826
0,523889
0,525260
0,525320
0,525650
0,526017
0,526043
0,526150
0,527130
0,528700
0,530550

Генерирующий атом,
ион
SII
/III, IV(?)
_
XelV
Xell
Aril
Xell
Sell
/II
Аг(?)
Sell
XelV
SII
KrIII
Aril
KrII
Cdll
SII
KrII
Xell
BrII
Sell
CHI
Sell
Ar(?)
cm
Cul
Cul
KrII
Gell
Aril
Sell
Aril
XeIV,V(?)
XelV
SI
Sell
Gell
BrII
KrII
/II
cm
KrII
SI
ciii
Xelll
Sell
BrII
Xelll
Sell
Sell
Xe(?)
XelV
Xell
Xell
Sell
Aril
Sell
Номер
таблиц
3.1
3.
3.
3.
3.
3.
3.
3.
3.
3.
3.
3.1
3.
3.1
3.
3.1
3.1
3.
3.
3.
3.1
3.
3.1
3.
2.1
3.1
3.1
3.
3.
3.
3.
;
!, 8.4
3.1
2.6
3.1
3.
3.
3.
3.
3.
3.
3.
2.1
3.
3.
3.
3.
3.
3.
3.
3.
3.1
3.1
3.
3.1
3.
3.1
3.1
)
Длина волны
генерации, мкм
0,530868
0,531400
0,531962
0,532088
0,533203
0,533700
0,5341
0,5341065
0,534334
0,534583
0,5350
0,535290
0,536700
0,537210
0,537800
0,539215
0,539460
0,540056
0,540090
0,540700
0,541915
Г 0,5420
[ 0,5420368
0,542874
0,543287
0,54350
0,5440
0,5440
0,545388
[ 0,5454
1 0,545400
0,545460
Г 0,5470
L 0,5470640
0,547374
0,5481345
0,549800
0,549931
0,5500
0,5500
0,550150
0,550220
0,550990
Г 0,5516777
1 0,55,17
0,552280
0,552450
0,5540
0,5540
Г 0,5537149
1 0,5538
0,555900
0,556511
0,557600
0,559160
0,559235
0,559237
0,559770
0,56086
0,561000

Генерирующий атом,
ион
KrII
Xell
SI
SII
BrII
Cdll
Mnl
Mnl
XeIV,V(?)
SII
Til
XelV
Xelll
Pbll
Cdll
cm
XelV
Nel
Xelll
/II
Xell
Mnl
Mnl
SII
SII
Xelll
N1
SII
Tel
TeII(?)
Xelll
Mnl
Mnl
SII
Mnl
AsII
XeIV,V(?)
N1
OI
KrIII
Arlll
SII
Mnl
Mnl
Sell
Xelll
N1
OI
Mnl
Mnl
AsII
SII
Tell
Sell
XeIV,V(?)
OIII
KrIII
Pbll
Номер
таблиц
3.1
3.1
2.6
3.1
3.1
3.1
8.2
2.7
3.1
3.
2.3, 8.2
3.
3.1
3.1
3.1
3.
3.1
2.8
3.1
3.1
3.
8.2, 8.4
2.7
3.
3.1
3.1
2.5
2.9
3.1
2.6
3.1
3.1
8.2, 8.4
2.7
3.1
2.7
3.1
3.1
2.5
2.9
3.1
3.1
3.1
2.7
8.2, 8.4
3.1
3.1
2.5
2.9
2.7
8.2, 8.4
3.
3.
3.
3.
3.
3.
3.
3.
3.1
470

Гл. 20.
Индекс длин волн генерации л&зеров
Длина волны
генерации, мкм
0,562000
0,562500
0,5640
0,564012
0,564050
0,564716
0,565200
0,565900
0,566662
0,567603
0,567800
0,567800
0,567953
0,568192
0,568690
0,5690
0,569790
0,570850
0,571920
0,572700
0,574790
0,575100
0,575340
0,576000
/ 0,5782
\ 0,578213
0,579870
0,581935
0,58525
0,589330
0,589400
0,593530
0,593650
0,59393
0,594483
0,595567
0,595573
0,597112
0,6
0,602427
0,603419
0,603760
0,604322
0,60461
0,605630
0,606890
0,607200
0,608804
0,609400
0,609474
0,610280
0,611756
0,613000
0,6142
0,614309
0,615000
0,616574
0,616878
0,616880

Генерирующий атом,
ион
NiumO(?)
/II
Tel
SII
Tell
SII
AsII
Xell
Nil
Nil
Hgll
/II
Nil
KrII
Nil
OII(?)
Sell
Tell
BlI
Xell
Sell
Xell
KrII
/II
Cul
Cul
SnII
SII
Nel
Xell
Znll
KrIII или
II
Tell
Nel
Nel
XelV
О или Xel
Xell
Nel
PII
PII
KrIII
PII
Nel
Sell
/II
Kr(?)
PII
Xell
CHI
Znll
BrII
Sbll
Ball
Nel
Hgll
PII
BrII
KrII
Номер
таблиц
3.1
3.1
2.6
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
2.9
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
8.2, 8.4
2.1
3.1
3.1
2.8, 2.9
3.1
3.1
3.1
3.1
2.8
2.8
ЗЛ
2.9
3.1
10.3
3.1
3.1
3.1
3.1
2.8
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
8.3
2.8
3.1
3.1
3.1
3.1
Длина волны
генерации, мкм
0,617100
0,617619
0,623890
0,624550
0,627090
f 0,6278
t 0,627818
0,628660
0,62937
0,63
0,631030
0,631260
0,63282
0,6329900502
0,6329900786
0,6329901007
0,6329911783
0,6329911955
• 0,6329912134
0,6329912310
0,6329912714
0,6329913297
0,6329913414
0,6329911396
0,6329913998
0,634318
0,634724
0,6350
0,635000
0,63518
0,635480
0,636010
0,637148
0,64011
0,641700
0,644390
0,645300
0,647100
0,648260
0,649010
0,6497
0,651600
0,652850
0,653460
0,657000
0,657745
Г 0,657903
1 0,657903
0,658500
0,660280
0,664020
0,6645
0,66601
0,667193
0,66943
0,669950
0,670200
0,672138

Генерирующий атом,
ион
AsII
Хе(?)
ХеШ
Tell
XeIV,V(?)
Aul
Aul
XeIV,V(?)
Nel
Nel
KrIII
Kr(?)
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Xell
Sill
Tel
Tel(?)
Nel
Cdll
Cdll
Sill
Nel
KrII
Sell
SnII
KrII
Nil
Sell
Ball
/II
Xell
Sell
KrII
Ne или
He(?)
SnI
SnI
/II
KrIII
OH
EuII
Pbll
Sill
XelV, V(?)
Xell
Xell
Oil
Номер
таблиц
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
8.2, 8.4
2.1
3.1
2.8
10.3
3.1
3.1
2.8
10.1
10.1
10.1
10.1
10.1
10.1
10.1
10.1
10.1
10.1
10.1
10.1
3.1
3.1
2.6, 2.9
3.1
2.8
3.1
3.1
3.1
2.8
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
8.3
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
2.4
3.1
3.1
3.1
3.1
8.3
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1

Ч. IV.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
0,673000
0,676457
0,682523
'0,684400
0,687096
0,690400
0,7024
0,703200
0,7039
0,703950
0,7065
0,7065
0,706721
0,70723
0,707894
0,7129
0,713897
f 0,7229
1 0,72290
0,723690
0,728430
0,73048
0,734600
0,734804
0,741810
0,743560
0,747830
0,7503
0,75035
0,750508
0,752550
0,758750
0,759870
0,761118
0,775700
0,782800
0,784600
0,793140
0,794500
0,798900
0,799300
0,806690
0,806920
0,8104365
0,825000
0,828037
0,833000
0,833515
* 0,8390
0,8390
0,839000
0,8408
0,840800
0,840919
0,844300
0,8446
/ 0,844628
1 0,844638
) 0,844672
( 0,844680

Генерирующий атом,
ион
Аг(?)
Krll
/II
SnII
Krll
/II
FI
/II
FI
Tell
Hgl
Hg или
Arl
Arl
Xell
Xell
FI
/II
Pbl
Pbl
Cdll
Cdll
Nel
Hgll
Aril
Hgll
Krll
Znll
Arl
Aril
Krll
Znll
Billl
Znll
Znll
Xell
PII
Krll
Hgll
Xell
Krll
Cdll
Billl
KrI
/II
Krll
Xel(?)
CI
Cdl
Cd?
Cdll
Xel
Xel, II(?)
Xel
Xe(?)
BrI
01
01
01
01
Номер
таблиц
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
2.7
3.1
2.7
3.1
2.2
2.9
2.8
3.1
3.1
2.7
3.1
8.2, 8.4
2.4
3.1
3.1
2.8
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
2.8
2.9
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
3.1
2.8
3.1
3.1
3.1
2.4
2.2
2.9
3.1
2.9
3.1
2.8
3.1
2.7
2.6
2.6
2.6
2.6
{
[
г
1
f
I
г
I
[
1
г
I
г
I
Длина волны
генерации, мкм
0,847300
0,854180
0,8542
0,854700
0,856688
0,8569
0,858200
0,8589
0,858900
0,85940
0,862800
0,86284
0,8662
0,866200
0,8677
0,867700
0,867840
0,869010
0,871400
0,8780
0,878000
0,880000
0,882045
0,88653
0,89886
0,904545
0,906300
0,91876
0,926500
0,928700
0,93868
0,93928
0,939600
0,94057
0,945206
0,9486
0,9665
0,969700
0,97997
0,980
1,01
1,010
1,0295
1,030
1,0322
1,0326
1,033050
1,041720
1,0455
1,058600
1,060
1,06
1,0621
1,0634
1,063400
1,0636
1,065
1,065960
1,06831
1,06853

Генерирующий атом,
ион
Кг II
Call
Call
HgH
Xell
Xel
Xell
KrI
KrIII(?)
N1
HgH(?)
N1
Call
Call
Hgl
HgII(?)
Krll'
Krll
Xell
Arl
Aril
/II
01
Nel
Nel
Xel
Xell
N1
Xell
Xell
N1
N1
Hgll
CI
СП
Nel
Nel
Xell
Xel
/I
/I
/I
Nel
/I
Ybl
SrII
SrII
/III, IV(?)
SI
Hgll
/I
/I
Nel
Xel
Xell
SI
SI
Krll
CI
CI
Номер
таблиц
3.1
3.1
8.3
3.1
3.1
2.9
3.1
2.8
3.1
2.5
3.1
2.5
8.3
3.1
2.2
3.1
3.1
3.1
3.1
2.8
3.1
3.1
2.6, 2.9
2.8
2.8
2.8
3.1
2.5
3.1
3.1
2.5
2.5
3.1
2.4
2.7
2.8
2.8
3.1
2.8
2.7, 2.9
2.9
2.7
2.8
2.7
2.3
8.3
3.1
3.1
2.6
3.1
2.7
2.9
2.8
2.8
3.1
2.6
2.9
3.1
2.4
2.4
472

4. III.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
1,06912
1,0798
1,0844
{ 1,091750
\ 1,0918
1,092300
, 1,0935
1,0935
" 1,0950
1,0950
: 1,095000
1,1143
j 1,11768
t 1,117682
1,1177
i 1,1300
\ 1,1303
1,1382
1,1390
1,1404
1,1409
1,1457481
1,15228
1,15250
1,1602
1,1614
1,1767
1,1789
Г 1,1869
1,1869
L 1,186900
1,198418
1,1985
1,203148
1,2066
1,21
1,213962
Г 1,222
1 1,2222
1,2246
1,240275
1,2434
1,2460
1,2523
Г 1,2545
[ 1,254500
1,2548
1,2586
1,2594
1,2689
1,270221
1,2760
1,2767
1,28
1,2887
f 1,28997
t 1,2900
1,2912
1,2981
1,298100

Генерирующий атом,
ион
CI
Nel
Nel
SrII
SrII
Aril
Arl
Arl
Xel
Xel
Xe(?)
Nel
Hgl
Hgl
Nel
Bal
Bal
Nal
Nel
Nal
Nel
KrI
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Cdl
CdII(?)
Cdll
Sil
Nel
Sil
Nel
Arl
Arl
Hgl
Hgl
Hgl
Arl
KI
Nel
KI
Hgl^
Ybl"
Nel
Nel
Nel
Arl
Hgl
Nel
Arl
Nel
Mnl
Mnl
Nel
Hgl
Номер
таблиц
2.4
2.8
2.8
3.1
8.3
3.1
2.8
2.9
2.8
2.9
3.1
2.8
2.2
3.1
2.8
8.2
2.2
2.1
2.8
2.1
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.2
2.9
3.1
2.4
2.8
2.4
2.8
2.8
2.8
2.9
2.2
2.2, 2.9
2.8
2.1
2.8
2.1
2.2, 2.9
3.1
2.3
2.8
2.8
2.8
2.8
2.2, 2.9
2.8
2.8
2.8
2.7
8.2, 8.4
2.8
2.2, 2.9
3.1
\
{
I
\
r
L
{
{
!
Длина волны
генерации, мкм
1,3040
1,3100
1,3152
1,3177412
1,32938
1,3294
1,329380
1,33179
1,3319
1,3380
1,34295
1,345
1,3472
1,3585
1,361
1,3622416
1,36257
1,3627
1,3655
1,365500
1,365701
1,36755
1,3863
1,38638
1,3864
1,3893
1,3912
1,3997
1,39975
1,4093640
1,4276
1,4280
1,4304
1,4321
1,4330
1,4330
1,4340
1,4346
1,4368
1,4426793
1,4485
1,4542
1,45423
1,45425
1,4577
1,4765471
1,477
1,4999
1,5000
1,5000
1,5231
1,5295
1,555000
1,58697
1,588402
1,606327
1,618
1,6379
1,6405
1,6485

Генерирующий атом,
ион
Tul
Tul
/I
KrI
Mnl
Mnl
KrII
Mnl
Mnl
Tul
N1
Ybll
Arl
N1
EuII
KrI
Mnl
Mnl
Hgl
HgII(?)
Xel
Hgl
СП
Mnl
Mnl
СИ
Nel
Mnl
Mnl
Arl
Nel
Ybl
Nel
Nel
Cdl
Nel
Tul
Nel
Nel
KrI
Tul
/I
N1
CI
N1
KrI
EuII
Bal
Bal
Tul
Nel
Hgl
Hgll
СП
Sil
Xel
Arl
Tul
Nel
Cdl
Номер
таблиц
2.3
2.3
2.7
2.8
2.7
8.2, 8.4
3.1
2.7
8.2, 8.4
2.3
2.5
8.3
2.8
2.5
8.3
2.8
2.7
8.2, 8.4
2.2, 2,9
3.1
2.8
2.2
2.7
2.7
8.2, 8.4
2.7
2.8
8.2, 8.4
2.7
2.8
2.8
2.3
2.8
2.8
2.2
2.8
2.3
2.8
2.8
2.8
2.3
2.7
2.5, 2.9
2.4
2.5
2.8
8.3
8.2, 8.4
2.2
2.3
2.8
2.2
3.1
2.7
2.4
2.8
2.8
2.3
2.8
2.2
16 Зак. 1956
473

Ч. IV.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
1,6498
1,6750
1,6853498
1,689677
1,69202
1,694
1,694058
1,69423
1,70733
1,71098
1,7161
1,7319
1,732578
1,73297
1,7454
1,7596
1,784
1,791437
1,81296
1,8167
1,819
1,8210
1,8253
1,8281
1,8287
1,8309
1,8408
1,8596
1,8602
1,8685
1,8751
1,9017
1,9120
1,921
1,9548
1,9574
1,9577
1,9584
1,9755
1,977
1,9830
1,9942
2,0036
2,0199
2,021
2,026229
2,0350
2,0356
2,0482
1 2,05813
1 2,0583
2,0603
2,0616
2,0645
2,0986
2,1019
2,1041
2,1070
2,1171
2,1181
2,133

Генерирующий атом,
ион
Ybll
Tul
KrI
KrI
Hgl
KrI
Arl
Hgl
Hgl
Hgl
Nel
Tul
Xel
Hgl
Ybl
Eul
KrI
Arl
Hgl
Arl
KrI
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Hel,
HI
Bal
SmI
KrI
Hel
Nel
Nel
Tul
СИ
СП
Ybl
Tul
Ybl
СП
СИ
Xel,
Nel
Nel
SmI
Hel
Hel
Hel
Arl
CI
Arl
Nel
Nel
Tul
КП
Ybl
Arl
Номер
таблиц
8.3
2.3
2.8
2.8
2.2
2.8
2.8
2.2
2.2
2.2
2.8
2.3
2.8
2.2
2.3
2.3, 8.2, 8.4
2.8
2.8
2.2
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.1
2.2
2.3
2.8
2.8
2.8
2.8
2.3
2.7
2.9
2.3
2.3
2.3
2.7
2.9
2.8
2.8
2.8
2.3
2.8
8.2
2.8
2.8
2.4
2.8
2.8
2.8
2.3
2.8
2.3
2.8
Длина волны
генерации, мкм
2,1534
2,1568
2,1708
2,1902532
2,2044 или
2,2083
2,2866
2,313320
2,3200
2,3254
2,326
2,3513
2,37
2,3850
2,3951
2,3956
2,3973
2,42
2,4226
2,4250
2,42587
2,4377
2,4470
2,4758
2,4825
2,499
2,5014
2,523385
2,535
2,5400
2,5494
2,5512
2,5515
2,5524
2,5634
2,5668
2,5811
2,5987
2,602
2,6267
2,6276
2,6288
2,651093
2,6608
2,6843
2,6998
2,7174
2,7364
2,7572
2,7582
0,7826
2,784
2,8202
2,8377
2,8618
2,864
2,8655
2,8783
2,8843
2,890
2,9227

Генерирующий атом,
ион
Arl
Bal
Nel
KrI
Arl
Arl
BrI
Arl
Xel
Bal
Nel
BrI
Nel
Tul
Nel
Nel
Arl
Nel
Nel
Nel
KrI
Ybll
СИ
Bal
Xel
Arl
KrI
Nel
Arl
Arl
Bal
Nel
Arl
Arl
Eul
/I
KrI
Xel
KrI
Xel
Xel
Arl
SmI
Eul
Arl
/I
Nel
Nel
Arl
BrI
КП
Nel
KrI
Arl
Arl
OI
Bal
Номер
таблиц
2.8
2.2
2.8
2.8
2.8
2.8
2.7
2.8
2.8
2.2
2.8
2.7
2.8
2.3
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
8.3
2.7
2.2
2.8
2.9
2.8
2.8
2.9
2.8
2.8
2.8
2.2
2.8
2.8
2.8
2.3
2.7
2.9
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.3
2.3
2.8
2.7
2.8
2.8
2.9
2.8
2.7
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.6
2.2
474

Гл. 20.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
2,9280
2,9456
2,9663
2,9676
2,9796
2,9813
2,9845
2,9878
3,0268
3,036
3,04562
3,0536
3,0672
3,0672
3,0726
3,0996
3,1078
3,1333
3,1346
3,1515
3,2040
3,236
3,27469
3,3182
3,3342
3,3362
3,3409
3,34
3,3419
3,3676
3,3813
'3,3840
3,39
3,3903
3,3913
3,4046
3,429
3,4345
3,4481
3,4654
3,4680
3,4883
3,4895
3,5080
3,5155
3,5361
3,5845
3,6219
3,6518
3.6798
3,6859
3,7746
3,7942
3,801
3,8154
3,8697
3,8950
3,930
3,9578
3,9817
3,9966
4,0069

Генерирующий атом,
ион
Arl
Nel
SmI
Nel
Arl
Nel
Krl
Krl
Nel
/I
Arl
Krl
СИ
Krl
Nel
Arl
Xel
Arl
Arl
Krl
Csi
/I
Xel
Nel
Nel
Nel
КП
Hgl
Krl
Xel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Cl
/I
Xel
Nel
SmI
Krl
Krl
Krl
Xel
CI
SmI
Nel
Xel
Xel
Xel
Xel
Nel
N1
N1
Xel
Xel
Hgl
Bal
Nel
Xel
Bal
Номер
таблиц
2.8
2.8
2.3
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.7
2.8
2.8
2.7
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.1
2.7
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.2
2.8
2.8
2.8
2.8
10,3
2.8
2.8
2.4
2.7
2.8
2.8
2.3
2.8
2.8
2.8
2.8
2.4
2.3
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.5, 2.9
2.9
2.5, 2.9
2.8
2.8
2.2
2.2
2.8
2.8
2.2
Длина волны
генерации, мкм
4,1368
4,1527
4,2183
4,3202
4,3748
4,3767
4,5393
4,563
4,6109
4,6706
4,6935
4,7156
4,7171
4,7330
4,8000
4,858
4,862
4,8656
4,8773
4,8832
4,9160
4,9213
5,0309
5,0647
5,1216
5,1218
5,2811
5,3000
5,3019
5,3568
5,4048
5,4292
5,4680
5,4694
5,4798
5,497
5,5457
5,5460
5,5636
5,5700
5,5754
5,5863
5,5956
5,6306
5,6667
5,7706
5,8477
5,8666
5,880
5,8899
5,9479
5,981
6,0531
6,0576
6,384
6,4546
Г 6,4566
1 6,4567
6,490
6,720
6,8161
6,858

Генерирующий атом,
ион
SmI
Xel
Nel
Eul
Krl
Krl
Xel
OI
Xel
Bal
Eul
Bal
Bal
Arl
Ybl
II
/I
SmI
Krl
Krl
Arl
Arl
Bal
Eul
Arl
Arl
Eul
Krl
Krl
Xel
Nel
Eul
Arl
Arl
Bal
/I
Cal
Cal
Bal
Krl
Xel
Krl
CI
Krl
Nel
Eul
Arl
Arl
Hgl
Bal
Eul
OI
Arl
Eul
Xel
Bal
Sri
Sri
Hgl
/I
OI
OI
Номер
таблиц
2.3
2.8
2.8
2.3
2.8
2.8
2.8
2.6
2.8
2.2
2.3
2.2
2.2
2.8
2.3
2.7
2.7
2.3
2.8
2.8
2.8
2.8
2.2
2.3
2.8
2.8
2.3
2.8
2.8
2.8
2.8
2.3
2.8
2.8
2.2
2.7
2.2
8.2
2.2
2.8
2.4
2.8
2.4
2.8
2.8
2.3
2.8
2.8
2.2
2.2
2.3
2.6
2.8
2.3
2.8
2.2
8.2
2.2
2.2
2.7
2.6
2.6
16*
475

Ч. IV.
Индекс длин волн генерации лазеров*
Длина волны
генерации, мкм
6,8731
6,902
6,9429
6,9448
7,0581
7,1821
7,2166
7,3167
7,3228
7,4211
7,4237
7,4799
7,4994
7,5313
7,6163
7,6461
7,6510
7,6925
7,7015
7,7407
7,7655
7,7815
7,8023
7,8063
7,8386
8,0621
8,088
8,191
8,3370
8,8413
9,0065
9,016
9,0533
9,7029
9,0896
10,0637
10,400
10,604
10,981
11,299
11,861
11,902
12,141
12,146
12,266
12,835
12,917
13,759
14,78
14,930
15,037
15,04
15,042
15,08
15,41
15,47
16,638
16,668
16,893
16,947

Генерирующий атом,
нов
01
/I
Аг1
Аг1
KrI
Csl
Arl
Xel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Arl
Arl
Nel
Nel
Nel
Xel
Nel
Nel
Xel
/I
Nel
Xel
Nel
Nel
01
Nel
Xel
Nel
Nel
Arl
Arl
Xel
Nel
Xel
Nel
Nel
Arl
Art
. т
Nel
Nel
Nel
Nel
Номер
таблиц
2.6
2.7
2.8
2.8
2.8
2.1
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
'2.7
2.8
2.8
2.8
2.8
2.6
2.9
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.9
2.8
2.8
2.9
2.8
2.9
2.9
2.9
2.8
2.8
2.8
2.8
Длина волны
генерации, мкм
17,158
17,189
17,804
17,841
17,888
18,21
18,396
18,506
20,480
21,46
21,752
22,54
22,71
22,836
23,68
23,86
24,92
25,12
25,423
26,27
26,944
28,053
30,69
31,47
31,553
31,92
31,928
32,016
32,13
32,516
33,824
33,837
34,552
34,679
35,602
37,231
41,741
50,705
52,425
53,486
54,029
54,117
55,537
57,355
68,329
72,108
75,5778
85,010
86,962
88,471
89,859
93,02
95,8
106,07
124,52
124J6
126,10
126,1
132,8
132,80
216,3

Генерирующий атом,
ион
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Xel
Nel
Nel
Nel
,
Nel
Nel
Arl
—
Nel
—
Nel
Nel
___
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Xel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
Hel
Nel
Nel
Nel
Nel
Nel
—
Hel
Номер
таблиц
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.9
2.8
2.8
2.8
2.9
2.8
2.9
2.9
2.8
2.9
2.9
2.9
2.9
2.8
2.9
2.8
2.8
2.9
2.8
2.9
2.9
2.8
2.8
2.9
2.8
2.8
2.a
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.8
2.9
2.8
2.8
2.9
2.8
476

Гл. 20.
Индекс длин волн генерации лазеров
Индекс длин волн молекулярных газовых лазеров
Таблица 20.2
В этой таблице значения длин волн
генерации даются для вакуума. Приняты
следующие обозначения: одной звездочкой
обозначены генерирующие эксимерные
молекулы; двумя звездочками — спектральная
область максимальной интенсивности
генерации; крестиком обозначены значения
длин волн генерации, которые измерены в
условиях воздуха; фигурные скобки
объединяют значения длин волн генерации,
которые разные авторы относят к одному
спектральному переходу, и квадратные
скобки объединяют линии генерации,
которые могут быть приписаны к одному
переходу.
Длина волны
генерации, мкм
0,109816
0,110205
0,1113365
0,111515
0,111894
0,1137700
0,113864
0,114154
0,114462
0,1147560
0,114862
0,115198
0,1156496
0,1158403
0,115976
0,116003
0,116192
0,116390
0,116622
0,117348
0,117456
0,117581
0,117806
0,117830
0,118054
0,1188116
0,118932
0,118995
0,1190045
0,119281
0,1197530
0,1199401
0,120103
0,120536
0,1206399
0,120667
0,1208210
0,120929
0,121155
0,121728
0,121767
0,121893
0,122143
0,122359

Генерирующая
молекула
н2
н2
D2
н2
н2
D2
HD
HD
н2
D2
н2
HD
D2
D2
н2
н2
н2
н2
н2
н2
н2
н2
HD
н2
н2
D2
н2
HD
D2
HD
D2
D2
HD
H2
D2
H2
D2
H2
HD
H2
H2
H2
H2
H2
Номер
таблиц
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 92
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9 2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
91, 92
9.1. 9.2
9.1, 9.2
91, 92
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 92
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9 1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9 1, 9.2
9 1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
Длина волны
генерации, мкм
0,122759
0,1228010
0,122874
0,122994
0,123230
0,1235555
0,123833
0,123945
0,124166
0,124239
0,124412
0,124567
0,124620
0,124831
0,124900
0,124997
0,125202
0,125276
0,125329
0,125536
0,1261**
0,126839
0,1279464
0,130334
0 Л 303623
0,1338569
0,1342257
0,1345883
0,1353496
0,135507
0,1357346
0,1359832
0,1363240
0,1368004
0,1371211
0,1388783
0,1398956
0,1402647
0,1407287
0,140770
0,1432170
0,1432628
0,1435050

Генерирующая
молекула
н2
D2
н2
н2
н2
D2
н2
н2
н2
D2
D2
HD
н2
D2
н2
D2
н2
HD
D2
HD
Ar2*
H2
H2
HD
D2
H2
H2
D2
H2
HD
H2
H2
H2
H2
H2
D2
H2
H2
H2
HD
D2
H2
H2
Номер-
таблиц
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9 1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1
9.1, 9.2
9.1, 9'.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.2, 9.2
9.1, 9.2
47?

Ч. IV.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
0,1436230
0,1437559
0,1440606
0,1457**
0,1460166
0,1463825
0,1464108
0,1466968
0,1468396
0,1486506
0,148843
0,1491705
0,1495219
0,1513456
0,151359
0,1515707
0,1517446
0,1518663
( 0,1519936
1 0,151994
( 0,1523233
i 0,152325
0,152989
0,1532940
0,1534936
0,1537524
0,1541771
0,1544929
0,154465
0,1547070
0,1547540
0,1550088
0,1553439
0,1561179
0,156201
0,1565352
0,1565884
0,1566300
0,1566431
f 0,1567249
I 0,156725
0,1567410
f 0,1567525
1 0,156753
0,1569386
0,157136
f 0,1571986
1 0,157199
f 0,157242
I 0,157255
0,157267
f 0,1574336
I 0,157434
0,1575831
0,1576342
0,1577028
f 0,1577388
I 0,157739
i 0,1577694
\ 0,157771

Генерирующая
молекула
н2
н2
н2
Кг2*
н2
н2
н2
н2 .
н2
н2
HD
н2
н2
н2
HD
н2
н2
н2
н2
н2
н2
н2
HD
н2
н2
н2
н2
н2
HD
н2
н2
н2
н2
н2
HD
н2
н2
н2
н2
н2
н2
н2
н2
н2
н2
HD
н2
н2
HD
HD
HD
н2
н2
D2
н2
н2
н2
н2
Номер
таблиц
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9 1, 9.2
9.1, 9.2
9 1, 9.2
4.2.6 Ь,
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b
4.2.6 b
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9 2
4.2.6 b
Длина волны
генерации, мкм

Генерирующая
молекула
Номер
таблиц
0,1579185
0,157919
0,1579979
0,157998
0,158008
0; 158074
0,1580742
0,158085
0,158110
0,1581103
0,1581394
0,158140
0Л 58185
0,158253
0,158305
0,1583950
0,1585427
0,1586414
0,158676
0,158694
0,158714
0,1587184
0,1587726
0,1588755
0,1588979
0,158899
0,1589825
0,159130
0,159131
0,1591313
0,1591365
0,1592187
0,159257
0,159340
0,1593400
0,159378
0,159524
0,159548
0,159606
0,1596060
0,159713
0,159742
0,1599247
0,159925
0,160044
0,1600856
0,160086
0,1602091
0,160233
0,1602348
0,160236
0,160354
0,160365
0,160367
0,160448
0,1604484
0,160496
0,1605177
0,160519
0,160569
0,1605755
Н2
Н2
Н2
Н2
HD
Н2
Н2
HD
Н2
Н2
Н2
Н2
HD
HD
HD
Н2
D2
D2
D2
D2
D2
D2
H2
H2
H2
D2
D2
H2
H2
D2
D2
D2
H2
H2
HD
HD
HD
H2
H2
HD
HD
H2
H2
H2
D2
D2
D2
HD
H2
H2
D2
HD
HD
H2
H2
HD
H2
HD
HD
D2
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
4.2.6 b, с
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9 2
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b
4.2.6 b
4.2.6 b
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
4.2.6 b
4.2.6 b
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b
4.2.6 b
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
4.2.6 b, с
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b
4.2.6 с
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b>
4.2.6 b
4.2.6 b
9.1, 9.2
4.2.6 b, с
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
478

Гл. 20.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм

Генерирующая
молекула
Номер
таблиц
0,1605926
0,160594
0,160623
0,1606235
0,160631
0,160646
0,160648
0,1606498
0,160674
0,160676
0,1606808
0,160692
0,160712
0,160747
0,160750
0,1607502
0,1607678
0,160792
0,160794
0,160827
0,160829
0,1608293
0,160839
0,1608395
0,1608433
0,160848
0,1608525
0,160893
0,160902
0,1609024
0,160911
0,1609572
0,160961
0,1609614
0,161005
0,161031
0,1610326
0,161033
0,1610734
0,161080
0,161091
0,161131
0,1611484
0,161165
0,1611652
0,1611705
0,161198
0,1612004
0,161236
0,1612402
0,161251
0,1612564
0,161318
0,1613183
0,161320
0,1613226
0J61412
0,161485
0,1614852
н2
н2
н2
н2
HD
HD
HD
D2
HD
HD
D2
HD
HD
HD
H2
H2
D2
HD
HD
HD
H2
H2
H2
H2
H2
D2
D2
HD
H2
H2
HD
D2
H2
H2
HD
HD
H2
H2
D2
D2
H2
HD
D2
H2
H2
D2
D2
D2
D2
D2
D2
D2
H2
H2
D2
D2
D2
H2
H2
9.1, 9.2
4.2.6 b
4.2.6 b
9.1, 9.2
4.2.6 b
4.2.6 b
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
4.2.6 b
4.2.6 b, с
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b
4.2.6 b
4.2.6 b
9.1, 9.2
4.2.6 b, с
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
4.2.6 b
4.2.6 b, с
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b, с
9.1, 9.2
4.2.6 b
4.2.6 b
4.2.6 b
9.1, 9.2
4.2.6 b, с
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
4.2.6 b, с
9.1, 9.2
4.2.6 b
9.1, 9.2
4.2.6 6
4.2.6 b
9.1, 9.2
Длина волны
генерации, мкм
0,1616578
0,1616578
0,1618254
0,1623041
0,1628348
0,1636334
0,1639522
0,16402993
0,1641518
0,1642863
0,1644387
0,1646023
0,1721**
0,1750**
0,181085
0,187831
0,189784
0,1933**
0,195006
0,197013
0,2229**
0,2484**
0,2818**
0,292**
0,3080**
0,315756+
0,315778+
0,315798+
0,315803+
0,315816+
0,315827+
0,315832+
0,315844+
0,315853+
0,315861 +
0,315870+
0,315874+
0,315883+
0,315891 +
0,315900+
0,315911 +
0,315919+
0,3364906+
0,3365425+
0,3365482+
0,3366915+
0,3368428+
0,3369259+
0,3369551+
0,3369769+
0,3369848+
0,3369907+
0,3370085+
0,3370137+
0,3370174+
0,3370306+
0,3370331 +
0,3370366+
0,3370444+
0,3370473+

Генерирующая
молекула
н2
D2
н2
н2
н2
н2
н2
н2
н2
н2
н2
н2
XeJ
ArCl*
со
со
со
ArF*
СО
со
KrCl*
KrF*
XeBr*
Вг2
ХеС1*
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
Номер
таблиц
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1
9.1
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1
9.1
91
9.1
9.1
91, 92
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
479

Ч. [V.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
0,3370485+
0,3370539+
0,3370559+
0,3370579+
0,3370627+
0,3370669+
0,3370719+
0,3370724+
0,3370762+
0,3370807+
0,3370824+
0,3370848+
0,3370932+
0,3370950+
0,3370997+
0,3371048+
0,3371088+
0,3371120+
0,3371138+
0,3371151 +
0,3371172+
0,3371283+
0,3371319+
0,3371377+
0,3371403+
0,337141
0,3371417+
0,3371437+
0,337178
0,337211
0,337240
0,342**
0,3510**
0,3575460+
0,3575790+
0,3576095+
0,3576112+
0,3576173+
0,3576235+
0,3576486+
0,357661
0,3576613+
0,3576620+
0,3576892+
0,3576950+
0,357713
0,3805**
0,3914**
0,4278**
0,55921
0,55949
0,55975
0,55998
0,56019
0,56040
0,56053
0,60646
0,60674
0,60699
0,60722

Генерирующая
молекула
N,
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
h
XeF*
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2+
Щ
CO
CO
CO
CO
CO
CO
CO .
CO
CO
CO
CO
Номер
таблиц
9.1, 9.2
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
9.1
4.2
9.1
9.1
4.2
4.2
4.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
9.2
8 a
9.2
9.2
8 a
8 a
8 a
9.1
9.1
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.8 a
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
9.1, 9.2
4.2.8 a
9.1
9.1
9.1
4.2.2 a
4.2.2 a
4.2.2 a
4.2.2 a
4.2.2 a
4.2.2 a
4.2.2 a
4.2.2 a
4.2.2 a
4.2.2 a
4.2.2 a
480
Длина волны
генерации, мкм
0,60742
0,60759
0,65973
0,66013
0,66049
0,66082
0,66109
0,66133
0,66153
0,748480
0,748948
0,749189
0,749377
0,749775
0,750363
0,757434
0,758313
0,758632
0,758855
0,759199
0,759524
0,760079
0,760608
0,761091
0,761195
0,761535
0,761946
0,762506
0,762631
0,76721
0,771418
0,774602
0,775483
0,827980
0,835190
0,865569
0,865730
0,866327
0.866494
0,866583
0,866810
0,86700
0,867161
0,867197
0,867371
0,867793
0,868520
0,868613
0,869001
0,869375
0,869729
0,870067
0,870307
0,870388
0,870494
0,870570
0,870696
0,870986
0,871267
0,871533
0,871690

Генерирующая
молекула
СО
со
со
со
со
со
со
со
со
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
D2
H2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
Номер
таблиц
4.2.2 a
4.2.2 a
4.2 2 a
4.2 2 a
4.2 2 a
4.2 2 a
4.2.2 a
4.2.2 a
4.2.2 a
4.2 8 b
4.2 8 b
4.2 8 b
4.2 8 b
4.2 8 b
4.2.8 b
4.2 8 b
4.2 8 b
4.2 8 b
4.2.8 b
4.2 8 b
4.2 8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2 8 b
4.2 8' b
4.2.8 b
4.2 8 b
4.2 8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2 6 a
4 2.6 a
4.2 8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2 8 b
4.2 8 b
4 2.8 b
4.2.8 b
4.2 8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2 8 b
4.2 8 b
4.2 8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b

Гл. 20.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
0,871792
0,871884
0,871977
0,872106
0,872193
0,872266
0,872374
0,872460
0,883620
0,884372
0,884662
0,885001
0,885163
0,885269
0,885504
0,885704
0,885872
0,885893
0,885998
0,886090
0,886093
0,886397
0,886500
0,886522
0,886941
0,887043
0,887365
0,887775
0,887868
0,888162
0,888532
0,888884
0,889150
0,889219
0,889358
0,889460
0,889539
0,889846
0,890128
0,890137
0,890420
0,890617
0,890688
0,890811
0,890911
0,891038
0,891135
0,891199
0,891308
0,891373
0,9163
0,953261
1,043874
1,044548
1,045189
1,045806
1,046404
1,046956
1,047482
1,047979

Генерирующая
молекула
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
H2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
H2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
HD
D2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
Номер
таблиц
4.2.8 Ь
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2 8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.6 a
4.2 8 b
4.2 8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2 8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2.8 b
4.2 G. a
4.2.8" b
4.2.8 b
4.2 8 b
4.2.8 b
4.2 8 b
4.2.8 b
4.2 8 6
4.2.8 b
4.2.8 6
4 2.8 6
4.2.8 b
4 2.6 a
4.2 6 a
4.2.8 6
4.2.8 6
4.2.8 b
4.2.8 6
4.2.8 b
4.2.8 fr
4.2.8 6
4.2.8 b
Длина волны
генерации, мкм
1,048249
1,048464
1,048922
1,049348
1,049766
1,050161
1,050519
1,050800
1,051005
1,051118
1,052548
1,052911
1,053382
1,053760
1,116520
1,122507
1,230598
1,231430
1,232219
1,232962
1,233671
1,234332
1,234969
1,30613
1,31658
2,279
2,6—3,06
2,640
2,673
2,6962
2.7
2,7075
2,7275
2,7441
2,7604
2,7826
2,7953
2,8213
2,8231
2,8318
2,8540
2,8657
2,8706
2,8889
2,9103
2,9111
2,9256
2,9539
2,9573
2,9643
2,9989
3,0051
3,0064
3,0461
3,0482
3,0582
3,0958
3,1125
3,1480
3,2029

Генерирующая
молекула
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
H2
H2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
H2
H2
H2O
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
HF
Номер
таблиц
4.2 8 b
4.2.8 b
4.2.8 Ь
4.2.8 b
4.2.8 b
428 b
4.2 8 b-
428 Ъ
4 2 8 fr
4.2.8 b-
4.2 8 b
4 2.8 b-
4.2 8 b
4.2.8 b
426 a
4 2.6 a
4 28 b-
4.2 8 b-
4.2 8 b
4.2 8 Ъ
428 Ъ
4.2.8 b
4.2 8 b
4.2 6 a
4.2.6 a
4 3.4 a
7.2
4 2.5 a
4.2.5 a
4 2.5 a
72
4.2.5 a
4.2.5 a
4.2 5 a
4.2.5 a
4.2 5 a
4.2.5 a
4.2.5 a
4.2.5 a
4 2.5 t*
4.2.5 a
4.2.5 a
4.2.5 a
4.2.5 a
4.2.5 a
4.2.5 a
4.2.5 a*
4.2.5 a
4.2.5 a
4.2.5 a
4.2.5 a
4.2.5 a-
4.2.5 a
4.2.5 a
4.2.5 a
4.2.5 a
4.2.5 a-
4.2.5 ф
4.2.5 о
4.2 5 a
48t

Ч. IV.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
3,2603
3,29463
3,30149
3,30734
3,31221
3,31426
3,31607
3,31760
3,31889
3,32069
3,45184
3,45832
3,46114
3,46368
3,46596
3,46795
3,46967
3,47109
3,6—4,05
3,62349
3,62614
3,62910
3,6363
3,64313
3,64472
3,64662
3,64883
3,65138
3,65424
3,65745
3.66095
3,66483
3,6665
3,66899
3,67352
3,6983
— 3,7
3,7—3,8
3,7071
3,7310
3,7383
3,7408
3,7563
3,7651
3,7710
3,7735
3,7878
-3,8
3,8007
3,8050
3,8074
3,8206
3,8298
3,8375
3,8401
3,8425
3,8509
3,8547
3,8757
3,8768

Генерирующая
молекула
HF
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
HF
N2
N2
N2
DF
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
DF
N2
N2
DF
HC1
HC1, HF
HC1
DF
HC1
HC1
DF
DF
HC1
HC1
DF
HC1
DF
HC1
HC1
DF
DF
DF
HC1
HC1
HC1
DF
DF
HC1
Номер
таблиц
4.2.5 a
4.2.8 с
4.2.8 с
4.2.8 с
4.2.8 с
4.2.8 с
4.2.8 с
4.2.8 с
4.2.8 с
4.2.8 с
4.2.8 с
4.2.8 с
4.2.8 с
4.2.8 с
4.2.8 с
4.2.8 с
4.2.8 с
4.2.8 с
7.2
4.2.8 d
4.2.8 d
4.2.8 d
4.2.5 с
4.2.8 d
4.2.8 d
4.2.8 d
4.2.8 d
4.2.8 d
4.2.8 d
4.2.8 d
4.2.8 d
4.2.8 d
4.2.5 с
4.2.8 d
4.2.8 d
4.2.5 с
7.2
7.2
4.2.4 a
4.2.5 с
4.2.4 a'
4.2.4 a
4.2.5 с
4.2.5 с
4.2.4 a
4.2.4 a
4.2.5 с
7.2
4.2.5 с
4.2.4 a
4.2.4 a
4.2.5 с
4.2.5 с
4.2.5 с
4.2.4 a
4.2.4 fl
4.2.4 a
4.2.5 с
4.2.5 с
4.2.4 a
Длина волны
генерации, мкм
3,8840
3,8903
3,9149
3,9155
3,9181
3,9205
3,9272
3,9487
3,9536
3,9560
3,9565
3,9572
3,9654
3,9843
3,9909
3,9995
4,0032
4,0054
4,0170
4,0176
4,0212
4,0295
4,0464
4,0470
4,0475
4,0783
4,0788
4,0895
4,1107
4,1112
4,1369
4,1442
4,1448
4,1653
4,1658
4,1796
4,1798
4,1862
4,1970
4,1975
4,2
4,2295
4,2633
4,2639
4,2988
4,2994
4,3203
4,3249
4,3250
4,3255
4,3276
4,3354
4,3359
4,3549
4,3579
4,3580
4,3585
4,3612
4,3644
4,3677

Генерирующая
молекула
НС1
DF
на
DF
на
на
DF
DF
на
на
DF
DF
DF
DF
на
DF
DF
DF
НВг
НВг
DF
на
DF
НВг
НВг
НВг
НВг
DF
НВг
НВг
DF
НВг
НВг
НВг
НВг
НВг
DF
DF
НВг
НВг
DF
НВг
НВг
НВг
НВг
НВг
СО2
СО2
НВг
НВг
СО2
НВг
НВг
СО2
НВг
СО2
НВг
СО2
со2
со2
Номер,
таблиц
,482
4.2.4, а
4.2.5 с
4.2.4 а
4.2.5 с
4.2 4 а
4.2.4 а
4.2.5 с
4.2.5 с
4.2.4 а
4.2.4 а
4.2.5 с
4.2.5 с
4.2.5 с
4.2.5 с
4.2 4 а
4.2 5 с
4.2.5 с
4.2.5 с
4.2.3 а
4.2.3 а
4.2.5 с
4.2.4 а
4.2.5 с
4.2 3 а
4.2.3 а
4.2.3 а
4.2.3 а
4.2.5 с
4.2.3 а
4.2.3 а
4.2.5 с
4.2.3 а
4.2 3 а
4.2.3 а
4.2.3 а
4.2 3 а
4.2.5 с
4.2.5 с
4.2.3 а
4.2.3 а
7.2
4.2.3 а
4.2.3 а
4.2.3 a
4.2 3 а
4.2.3 a
4.3.1 а
4.3.1 a
4.2.3 a
4.2 3 а
4.3.1 a
4.2.3 а
4.2.3 a
4.3.1 a
4.2.3 а
4.3.1 a
4.2.3 а
4.3.1 a
4.3.1 a
4.3.1 a

Гл. 20.
Индекс длин волн генерации лазеров*
Длина волны
генерации, мкм
4,3711
4,3745
4,3779
4,3814
4,3849
4,3985
4,3931
4,4281
4,4307
4,4652
4,4658
4,5041
4,5047
4,5330
4,5335
4,5691
4,5696
4,6070
4,6076
4,6463
4,6467
4,77
5,03755
5,0445
5,04750
5,0514
5,05755
5,06773 *
5,0743
5,07807
5,0811
5,08691
5,08845
5,09806
5,09905
5,1
5,10410
5,1049
5,10937
5,10985
5,1118
5,11418
5,12030
5,12079
5,12445
5,13157
5,13237
5,13485
5,1363
5,14268
5,1431
5,14405
5,14530
5,1511
5,15390
5,15595
5,15597
5,16527
5,16666
5,16794
5,1688

Генерирующая
молекула
со2
со2
со2
со2
со2
НВг
НВг
НВг
НВг
НВг
НВг
НВг
НВг
НВг
НВг
НВг
НВг
НВг
НВг
НВг
НВг
Н2О
СО
DC1
СО
DC1
СО
СО
DC1
СО
DC1
СО
СО
СО
СО
DC1
СО
DC1
СО
СО
DC1
СО
СО
СО
СО
СО
СО
со
DC1
СО
DC1
СО
СО
DC1
СО
СО
СО
СО
СО
со
DC1
Номер Длина волны
таблиц генерации, мкм
4.3.1 а 5,17220
4.3.1 а 5,17681
4.3.1 а 5,17765
4.3.1 а 5,18009
4.3.1 а 5,1811
42.3 а 5,18250
4.2.3 a r18Q8
4.2.3 а *Л*6Ь
4.2.3 а 5,1879
4.2.3 а 5,18848
42.3 а 5,18865
4.2.3 а -' fi
4.2.3 а 5'19236
4.2.3 а 5,19290
4.2.3 а 5,1946
4-2.3 а 5,19980
JtS а 5>20026
4.2.3 а 5,20345
4.2.3 а 5,2055
4.2.3 а 5,21110
4.3.4 а 5,2118
4.2.2 b 5,21218
4.2.4 с 2,21410
4.2.2 b 5,2186
4.2.4 с 5,22256
4.2.2 b 5,22422
4.2.2 b 5,22498
4.2.4 с 5,23420
4.2.2 b 5,23600
4.2.4 с 5,23649
4.2.2 b 5,24195
4.2.2 b 5,2435
4.2.2 b 5,24590
4.2.2 b 5,24710
7.2 5,24882
4.2.2 b 5,2503
4.2.4 с 5,25250
4.2.2 b 5,25776
4.2.2 b 5,25835
4.2.4 с 5,26137
4.2.2 b 5,26310
4.2.2 b 5,26966
4.2.2 b 5,26981
4.2.2 b 5,27380
4.2.2 b 5,27396
4.2.2 b 5,2760
4.2.2 b 5,28118
4.2.4 с 5,28189
4.2.2 b 5,2829
4.2.4 с 5,28465
4.2.2 b 5,29284
4.2.2 b 5,29423
4.2.4 с 5,29570
4.2.2 b 5,30467
4.2.2 b 5,30674
4.2.2 b 5,30695
4.2.2 b 5,3097
4.2.2 b 5,31663
4.2.2 b 5,31820
4.2.4 с

Генерирующая
молекула
CO
со
со
со
DC1
СО
Г\т
DC1
СО
СО
со
со
CN
СО
со
со
CN
СО
DC1
СО
СО
DCI
СО
СО
СО
СО.
со
со
со
DC1
СО
со
со
DC1
СО
СО
со
со
со
со
со
со
со
DC1
со
со
DC1
со
со
со
со
со
со
со
DC1
со
со
Номер
таблиц
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.4 с
4.2.2 b
4.2.1
4.2.4 с
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.1
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.1
4.2.2 b
4.2.4 с
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.4 с
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.4 b, с
4.2.2 b
4.2.2 6
4.2.2 b
4.2.4 с
4.2.2 &
4.2.2 b
4.2.2 fc
4.2.2 b
4.2.2 fr
4.2.2 &
4.2.2 b
4.2.2 *
4.2.2 b
4.2.4 с
4.2.2 fr
4.2.2 b
4.2.4 с
4.2.2 b
4.2.2 ft
4.2.2 &
4.2.2 b
4.2.2 ft
4.2.2 b
4.2.2 fr
4.2.4 с
4.2.2 b
4.2.2 fr
48$.

Ч. IV.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
5,31924
5,32415
5,3244
5,32871
5,32964
5,33204
5,33490
5,34095
5,34127
5,3443
5,34494
5,34590
5,25298
5,35334
5,3562
5,35650—5,54628
B4 линии)
5,35695
5,3629
5,36485
5,36585
5,36820
5,37692
5,37860
5,37950
5,3799
5,3889
5,38906
5,39110
5,39141
5,3956
5,40138
5,40274
5,40442
5,4080
5,41385
5,41457
5,41751
5,4196
5,42648
5,42651
5,4295
5,4299
5,43926
5,4425
5,45087
5,45225
5,45402
5,4577
5,46328
5,46533
5,46571
5,47582
5,47763
5,47852
5,4842
5,48850
5,48968
5,49191
5,4935
i

Генерирующая
молекула
СО
со
DC1
СО
СО
СО
со
со
со
DCI
СО
со
со
со
DC1
N2
СО
DC1
СО
СО
СО
СО
СО
со
DC1
DC1
СО
СО
СО
DC1
СО
СО
СО
СО
СО
со
со
со
со
со
DC1
со
со
со
со
со
со
DC1
со
со
со
со
со
со
со
со
со
со
DC1
Номер Длина волны
таблиц генерации, мкм
4.2.2 b 5,4946
4.2 2 6 5,50138
4.2.4 с 5,50189
4.2.2 b 5,5072
4.2.2 b 5,5084
4.2.2 b 5,51421
4.2.2 b 5,51442
4.2.2 b 5,5187
4.2.2 b 5,52667
4.2.2 с 5,52762
4.2.2 b 5,5299
4.2.2 b 5,5304
4.2.2 b 5,53927
4.2.2 b 5,54091
4.2 4 с 5,5423
4.2.8 e 5,5424
5,55207
4.2.2 b 5,55438
4.2.4 с 5,56503
4.2.2 b 5,5776
4.2.2 b 5,57904
4.2.2 b 5,59147
4.2.2 b 5,59158
4.2.2 b 5,5971
4.2 2 b 5,60436
4.2.4 с 5,60494
4.2.4 с 5,6087
4.2.2 b 5,6137
4.2.2 b 5,61725
4.2.2 b 5,63304
4.2 4 с 5,64350
4.2.2 b 5,6546
4.2.2 b 5,65687
4.2.2 b 5,65816
4.2.2 b 5,6654
4.2.2 b 5,67044
4.2.2 b 5,67098
4.2.2 b 5,6780
4.2.2 b 5,68414
4.2.2 b 5,68396
4.2.2 b 5,69712
4.2.4 с 5,71042
4.2.2 b 5,71361
4.2.2 b 5,72642
4.2.2 b 5,73754
4.2.2 b 5,73931
4.2.2 b 5,75142
4.2.2 b 5,75243
4.2.4 с 5,77911
4.2.2 b 5,78346
4.2.2 b 5,79264
4.2.2 b 5,79633
4.2.2 b 5,8049
4.2.2 b 5,80636
4.2.2 b 5,80927
4.2.2 b 5,82031
4.2.2 b 5,83441
4.2.2 b 5,83581
4.2.2 b 5,8462
4.2.4 с 5,84874

Генерирующая
молекула
CO
со
со
со
DC1
СО
со
со
со
со
со
DC1
со
со
DC1
СО
со
со
со
DC1
СО
со
со
со
со
со
со
DC1
со
со
со
со
со
со
со
со
со
со
со
со
со
со
со
со
со
со
со
со
со
со
со
со
DBr
со
со
со
со
со
NO
со
Номер
таблиц
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.4 с
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.4 с
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.4 с
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.4 с
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.4 с
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 6
4.2.2 b
4.2.2 6
4.2.2 b
4.2.2 &
4.2.2 6
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.2 6
4.2.2 6
4.2.2 b
4.2.3 с
4.2.2 b
4.2.2 6
4.2.2 &
4.2.2 h
4.2.2 6
4.2.7
4.2.2 b
484

Гл. 20.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
5,84935
5,8549
5,8584
5,8620
5,8626
5,8630
5,8706
5,87689
5,8789
5,89088
5,8928
5,8944
5,89450
5,9036
5,90507
5,90723—6,24828
B4 линии)
5,90789
5,9083
5,91951
5,92156
5,9246
5,9261
5,9423
5,94923
5,9546
5,9550
5,9573
5,9590
5,9632
5,96338
5,9673
5,9756
5,97768
5,9799
5,98177
5,9882
5,9931
5,99553
6,0010
6,0054
6,00939
6,0192
6 0209
6,0225
6,02348
6,0267
6,0324
6,03774
6,0386
6,0402
6,0419
6,0529
6,0543
6,0544
6,05755
6,0628
6,0673
6,07145
6,0801
6,0856

Генерирующая
молекула
СО
N0
N0
DBr
DBr
СО
NO
СО
NO
СО
DBr
DBr
СО
NO
СО
N2
СО
NO
СО
СО
DBr
DBr
NO
CO
NO
NO
DBr
DBr
NO
CO
NO
NO
CO
NO
CO
NO
NO
CO
NO
NO
CO
NO
DBr
DBr
CO
NO
NO
CO
NO
NO
NO
DBr
NO
DBr
CO
NO
NO
CO
NO
CO
Номер
таблиц
4.2.2 b
4.2.7
4.2.7
4.2.3 с
4.2.3 с
4.2.2 b
4.2 7
4.2.2 b
4.2.7
4.2.2 b
4.2.3 с
4.2.3 с
4.2.2 b
4.2.7
4.2.2 b
4.2.8 e
4.2.2 b
4.2.7
4.2.2 b
4.2.2 b
4.2.3 с
4.2.3 с
4.2.7
4.2.2 b
4.2.7
4.2.7
4.2.3 с
4.2.3 с
4.2.7
4.2.2 b
4.2.7
4.2.7
4.2.2 b
4.2.7
4.2.2 b
4.2.7
4.2.7
4.2.2 b
4.2.7
4.2.7
4.2.2 b
4.2.7
4.2.3 с
4.2.3 с
4.2.2 b
4.2.7
4.2.7
4.2.2 с
4.2.7
4.2.7
4.2.7
4.2.3 с
4.2.7
4.2.3 с
4.2.2 b
4.2.7
4.2.7
4.2.2 b
4.2.7
4.2.2 b
Длина волны
генерации, мкм
6,0858
6,0873
6,0884
6,0934
6,09961
6,1015
6,1200
6,1204
6,1216
6,12845
6,1417
6,14904
6,1538
6,1546
6,1546
6,1562
6,1576
6,16288
6,1663
6,17712
6,1792
6,1838
6,1903
6,1918
6,1921
6,1924
6,1972
6,1973
6,2055
6,2068
6,2110
6,2191
6,2237
6,2249
6,2272
6,2289
6,2381
6,24320
6,2511
6,2566
6,25712
6,2581
6,2602
6,2645
6,27228
6,2778
6,2865
6,2870
6,2913
6,2916
6,2932
6,2998
6,3051
6,3136
6,3191
6,3260
6,3274
6,3279
6,3294
6,3336
6,33936

Генерирующая
молекула
DBr
DBr
NO
NO
CO
NO
DBr
NO
DBr
CO
NO
CO
NO
DBr
NO
DBr
NO
CO
NO
CO
NO
NO
DBr
DBr
DBr
CO
NO
NO
NO
CO
NO
NO
DBr
NO
DBr
DBr
NO
CO
NO
DBr
CO
DBr
NO
NO
CO
NO
NO
CO
NO
DBr
DBr
NO
NO
NO
NO
CO
NO
DBr
DBr
NO
CO
Номер
таблиц
4.2.3 С
4.2.3 с
4.2.7
4.2.7
4.2.2 b
4.2.7
4.2.3 с
4.2.7
4.2.3 с
4.2.2 b
4.2.7
4.2.2 b
4.2.7
4.2.3 с
4.2.7
4.2.3 с
4.2.7
4.2.2 b
4.2.7
4.2.2 b
4.2.7
4.2.7
4.2.3 с
4.2.3 с
4.2.3 с
4.2.2 Ь
4.2.7
4.2.7
4.2.7
4.2.2 b
4.2.7
4.2.7
4.2.3 с
4.2.7
4.2.3 с
4.2.3 с'
4.2.7
4.2.2 b
4.2.7
4.2.3 с
4.2.2 b
4.2.3 с
4.2.7
4.2.7
4.2.2 Ь
4.2.7
4.2.7
4.2.2 b
4.2.7
4.2.3 с
4.2.3 с
4.2.7
4.2.7
4.2.7
4.2.7
4.2.2 b
4.2.7
4.2.3 с
4.2.3 с
4.2.7
4.2.2 b
485

Ч. IV.
Индекс длин волн генерации лазврое
Длина волны
генерации, мкм
6,3552
6,3764
6,38476
6,3894
6,3980
6,4031
6,4252
6,4262
6,4321
6,43968
6,45488
6,4704
647744—6,74441
A6 линий)
6,5120
6,5268
6,5424
6,5584
6,6476
6,6632
7,458
7,596
7,60821—8.06517
B0 линий)
7,709
8,1483
8,1827
8,2102
8,2388
8,2416
8,2439
8,2518
8,2543
8,2571
8,2595
8,2623
8,2645
8,2673
8,3625
8,3654
8,3685
8,3715
8,3746
8,3779
8,3809
8,3839
8,3870
8,3900
8,3930
8,3962
8,3999
8,4024
8,4055
8,4085
8,4117
8,4146
8,4178
8,4213
8,4243
9 Л 06229365
9,112905463
486

Генерирующая
молекула
СО
N0
СО
N0
N0
N0
СО
NO
NO
СО
СО
СО
N2
СО
СО
со
со
со
со
Н2О
Н2О
N2
Н2О
N2
N2
N2
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
ocs
co2
co2
Номер
таблиц
Длина волны
генерации, мкм

Генерирующая
молекула
Номер
таблиц
4.2.2 Ь
4.2.7
4.2.2 Ь
4.2.7
4.2.7
4.2.7
4.2.2 Ь
4.2.7
4.2.7
4.2.2 Ь
4.2.2 b
4.2.2 Ь
4.2.8 е
4.2.2 Ъ
4.2.2 Ь
4.2.2 Ь
4.2.2 Ъ
4.2.2 Ь
4.2.2 Ь
4.3.4 а
4.3.4 а
4.2.8 е
4.3.4 а
4.2.8 с
4.2 8 с
4.2.8 с
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
4.3.7 а
10.6
10.6
9,119791129
9,126866
9,126888929
9,134184
9,134201418
9,141719
9,141731148
9,149471
9,149480661
9,157446
9,157452489
9,165645
9,165649154
9,174070
9,174073163
9,182725
9,182727013
9,191612
9,191613184
9,200733
9,200734140
9,210092
9,210092328
9,219690
9,219690179
9,229530
9,229530101
9,239614486
9,239615
9,249945703
9,249946
9,260526
9,260526099
9,271358000
9,271358
9,282443707
9,282444
9,293785498
9,293786
9,305385624
9,305386
9,317246
9,317246313
9,329369766
9,329370
9,341
9,341758
9,341758157
9,354413632
9,354414
9,355
9,367338309
9,367339
9,369
9,380534279
9,383
9,394003603
9,397
9,400841409-
9,414724564
СО2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
10.6
4.3.1 Ь
10.6
4.3.1 Ь
10.6
4.3.1 Ь
10.6
4.3.1 Ь
10.6
4.3 1 Ь
10.6
4.3.1 Ь
10.6
4.3.1 Ь
10.6
4.3.1 Ь
10.6
4.3.1 Ь
10.6
4.3.1 Ь
10.6
4.3.1 Ь
10.6
4.3.1 Ь
10.6
4.3.1 Ъ
10.6
10.6
4 3.1 Ь
10.6
4.3.1 Ь
4.3.1 Ь
10.6
10.6
4.3.1 Ь
10.6
4.3.1 Ь
10.6
4.3.1 Ь
10.6
4.3.1 Ь
4.3.1 Ь
10.6
10.6
4.3.1 Ь
4.3.1 i
4.3.1 Ь
10.6
10.6
4.3.1 Ь
4.3.1 i
10.6
4.3.1 Ь
4.3.1 i
10.6
4.3.1 i
10.6
4.3.1 i
10.6
10.6

Тл. 20.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
/ 9,428886
1 9,428886097
/ 9,443327965
1 9,443328
i 9,458052
\ 9,458052093
J -9,473060
1 9,473060377
J 9,488354681
\ 9,488355
i 9,503936839
\ 9,503937
/ 9,519808
1 9,519808651
J 9,535971889
1 9,535972
/ 9,552428
1 9,552428290
( 9,569179
I 9,569179562
J 9,586227
1 9,586227380
9,6
i 9,603573
I 9,603573387
f 9,621219
I 9,621219195
f 9,639166
I 9,639166387
i 9,657416
I 9,657416513
J 9,675971
1 9,675971092
I 9,694831
( 9,694831613
Г 9,713998
1 9,713999536
] 9,733474
1 9,733476291
j 9,753259
1 9,753263278
J 9,773356
1 9,773361872
J 9,793764
t 9,793773416
j 9,814487
I 9,814499231
] 9,835523
\ 9,835540607
,} 9,856876
t 9,856898815
J 9,878544
\ 9,878575096
f 9,900531
1 9,900570673
f 9,922835
) 9,922886746
\ 9,945458
\ 9,945524493

Генерирующая
молекула
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
co2
Номер
таблиц
4.3.1
10.6
10.6
4.3.1
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1
4.3.1
10.6
10.6
4.3.1
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
10.3
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
4.3 1
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
с
Длина волны
генерации, мкм

Генерирующая
молекула
Номер
таблиц
10,041322882
10,049477271
10,057895
10,057929078
10,066650
10,066677273
10,075698
10,075720961
10,085041
10,085059388
10,094676
10,094691929
10,104605
10,104618096
10,114826
10,114837530
10,125340
10,125350002
10,136146
10,136155412
10,147246
10,147253785
10,158637
10,158645274
10,170323
10,170330156
10,182301
10,182308835
10,194574
10,194581837
10,1978
10,207142
10,207149812
10,220006
10,220013534
10,233167
10,233173899
10,246625
10,246631929
10,260381
10,260388769
10,274438
10,274445686
10,288797
10,288804075
10,303458
10,303465454
10,318424
10,318431469
10,333696
10,333703893
10,3456
10,349277
10,349284627
10,3532
10,3609
10,365168
10,365175702
10,381379283
СО2
СО2
СО2
СО2
СО2
СО2
СО2
СО2
СО2
СО2
СО2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
HF
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
CQ2
со2
со?
со2
со2
со2
со2
N2O
со2
со2
N2O
N2O
со2
со2
со2
d
d
10.6
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1
10.6
4.3.1 d
10.6
4.3.1 d
10.6
4.3.1 d
10.6
4.3.1 d
10.6
4.3.1 d
10.6
4.3.1 d
10.6
4.3.1 d
10.6
4.3.1 d
10.6
4.3.1 d
10.6
4.3.1 d
10.6
4.3.1 d
10.6
4.2.5 b
4.3.1 d
10.6
4.3.1 d
10.6
4.3.1 d
10.6
4.3.1 d
10.6
4.3.1 d
10.6
4.3.1 d
10.6
4.3.1 d
1Д6
4.3.1 d
10.6
4.3.1 d
10.6
4.3.1
10.6
4.3.6 a
4.3.1 d
10.6
4.3.6 a
4.3.6 a
4.3.1 d
10.6
10.6
d
487

Ч. IV.
Индекс длин волн генерации
\
\
j
j
\
{
\
[
\
f
1
r
1
f
i
f
1
f
Длина волны
генерации, мкм
10,3687
10,3765
10,3843
10,3922
10,397897665
10,4001
10,406275662
10,4081
10,4161
10,423270850
10,4242
10,4323 •
10,4405
10,440587180
10,440579
10,4487
10,4570
10,4578
10,458220
10,458227430
10,4653
10,4737
10,476187
10,476194525
10,4821
10,4906
10,494484
10,494491536
10,4991
10,5
10,5077
10,513114
10,513121684
10,5163
10,5250
10,532080
10,532088341
10,5337
10,5425
10,5513
10,551387
10,551395037
10,5602
10,5692
10,571037
10,571045461-
10,5781
10,5819
10,591035
10,591043467
10,5972
10,5963
10,6
10,6054
10,611385
10,611393077
10,6146
10,6239
10,632090
10,632098486

Генерирующая
молекула
N2O
N2O
N2O
N2O
CO2
N2O
CO2
N2O
N2O
CO2
N2O
N2O
N2O
CO2
CO2
N2O
N2O
HF
CO2
CO2
N2O
N2O
CO2
CO2
N2O
N2O
CO2
CO2
N2O
CO2
N2O
CO2
CO2
N2O
N2O
CO2
CO2
N2O
N2O
N2O
CO2
CO2
N2O
N2O
CO2
CO2
N2O
HF
CO2
CO2
N2O
N2O
CO2
N2O
CO2
CO2
N2O
N2O
CO2
CO2
Номер
таблиц
4.3.6 a
4.3 6 a
4.3.6 a
4.3.6 a
10.6
4.3.6 a
10.6
4.3.6 a
4.3.6 a
10.6
4.3.6 a
4.3.6 a
4.3.6 a
10.6
4.3.1 e
4.3.6 a
4.3 6 a
4.2 5 b
4.3 1 e
10.6
4.3.6 a
4 3.6 a
4.3.1 e
10.6
4.3.6 a
4.3.6 a
4.3.1 e
106
4.3.6 a
10.3
4.3.6 a
4.3.1 в
10.6
4.3 6 a
4.3.6 a
4.3.1 e
10.6
4.3.6 a
4.3 6 a
4.3.6 a
4.3.1 e
10.6
4.3.6 a
4.3.6 a
4.3.1 e
10.6
4.3.6 a
4.2.5 b
4.3.1 e
10.6
4.3.6 a
4.3-.6 a
10.3
4.3.6 a
4.3.1 e
10.6
4.3.6 a
4.3.6 a
4.3.1 e
10.6
Длина волны
генерации, мкм
/
\
i
i
f
i
f
i
i
i
r
1
r
1
{
1
I
I
1
/
1
1
10,6332
10,6426
10,653156
10,653164066
10,6614
10,6710
10,674586
10,674594371
10,6806
10,6903
10,696386
10,696394145
10,6999
10,7097
10,718560
10,718568321
10,7195
10,7294
10,7393
10,741113
10,741122036
10,7439
10,7493
10,7593
10,764052
10,764060631
10,7694
10,7796
10,787380
10,787389657
10,7898
10,8000
10,8104
10,811105
10,811114886
10,8117
10,8208
10,8312
10.835231
10,835242316
10,8418
10,8523
10,859765
10,859778178
10,8629
10,8736
10,8844
10,884713
10,884728946
10,8952
10,9061
10,910082
10,910101343
10,9170
10,9280
10,935879
10,935902352
10,9390
10,9501
10,9613

Генерирующая
молекула
N2O
N2O
co2
co2
N2O
N2O
CO2
CO2
N2O
N2O
CO2
CO2
N2O
N2O
CO2
CO2
N2O
N2O
N2O
CO2
CO2
HF
N2O
N2O
CO2
CO2
N2O
N2O
CO2
CO2
N2O
N2O
N2O
CO2
CO2
HF
N2O
N2O
CO2
CO2
N2O
N2O
CO2
CO2
N2O
N2O
N2O
CO2
CO2
N2O
N2O
CO2
CO2
N2O
N2O
CO2
CO2
N2O
N2O
N2O
Номер
таблиц
4.3.6 a
4.3 6 a
4.3.1 e
10.6
4.3.6 b
4.3.6 b
4.3.1 e
10.6
4 3.6 b
4.3.6 b
4.3.1 e
10.6
4.3.6 b
4.3.6 b-
4 3.1 e
10.6
4.3.6 b
4.3.6 Ь
4.3.6 Ь
4.3.1 e
10.6
4.2.5 b
4.3.6 b
4.3.6 b
4.3.1 e
10.6
4.3.6 b
4.3.6 b
4.3.1 e
10.6
4.3 6 b
4.3.6 b
4.3.6 b
4.3 1 e
10.6
4.2 5 b
4.3.6 b
4.3.6 b
431 e
10.6
4.3.6 b
4.3.6 b
4.3 1 e
10.6
4.3.6 b
4.3.6 b
4.3.6 b
4.3.1 e
10.6
4.3.6 b
4.3.6 b
4.3.1 e
10.6
4.3.6 b
4.3.6 b
4.3.1 e
10 6
4.3.6 b
4.3.6 b
4.3.6 b
488

Гл. 20.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
[ 10,962110
1 10,962139224
10,9726
10,9730
10,9735
10,9839
10,9856
f 10,988783
i 10,988819489
10,9944
10,9951
10,9953
11,0067
11,0078
| 11,015906
( 11,015950964
11,0164
11,0165
11,0182
11,0298
11,0300
11,0300
11,0385 ,
11,0385
11,0415
11,043541767
11,0529
11,0535
11,0573
11,0610
11,0610
11,071600326
11,0760
11,0762
11,0840
11,0850
11,0999
11,1000
11,1070
11,1073
11,1235
11,1238
11,1309
11,1315
11,1483
11,1485
11,1555
11,1736
11,1791
11,1980

Генерирующая
молекула
со2
со2
N2O
СО2
СО2
N2O
СО2
СО2
СО2
СО2
со2
N2O
N2O
СО?
СО2
СО2
СО2
со2
N2O
N2O
СО2
СО2
СО2
СО2
N2O
СО2
СО2
СО2
HF
СО2
СО2
СО2
СО2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
со2
Номер
таблиц
4.3.1 е
10.6
4.3.6 Ь
4.3.1 f
4.3.1 g
4.3.6 b
4.3.1 f
4.3.1 e
10.6
4.3.1 f
4.3.1 g
4.3.6 b
4.3.6 b
4.3! f
4.3.1 e
10.6
4.3 1 f
4.3.1 g
4.3.6 b
4.3.6 b
4.3.1 f
4.3.1 g
4.3.1 f
4.3.1 g
4.3.6 b
10.6
4.3.1 f
4.3.1 g
4.2.5 b
4.3.1 f
4.3.1 g
10.6
4.3.1 g
4.3.1 f
4.3.1 f
4.3.1 g
4.3.1 f
4.3.1 g
4.3.1 g
4.3.1 f
4.3.1 g
4.3.1 f
4.3.1 f
4.3.1 g
4.3.1 f
4.3.1 g
4.3.1 g
4.3.1 g
4.3.1 g
4.3.1 g
Длина волны
генерации, мкм
11,2035
11,2295
11,2495
11,2545
11,2770
11,2804
11,4033
11,4823
11,4893
11,4962
11,5031
11,5099
11,5166
11,5237
11,5307
11,5376
11,5408
1,5446
11,7854
11,83
11,96
12,2082
12,2619
12,6781
12,7006
12,85
13,144
13,154
13,159
13,1877
13,2009
13,2211
13,541
13,7177
13,7841
13,8720
14,0994
14,2881
14,3434
14,4406
14,78
15,0163
15,04
15,08
15,41
15,47
16,0215
16,2125
16,444

Генерирующая
молекула
со2
со2
со2
со2
со2
со2
HF
cs2
cs2
cs2
cs2
cs2
cs2
cs2
cs2
cs2
HF
cs2
HF
H2O
H2O
HF
HF
HF
HF
HCN
CO2
CO2
CO2
HF
HF
HF
CO2
HF
HF
HC1
HC1
HF
HC1
HF
NH3
HF
NH3
NH3
NH3
NH3
HF
HC1
HF
Номер
таблиц
4.3.1 g
4.3.1 g
4.3.1 g
4.3.1 g
4.3.1 g
4.3.1 g
4.2.5 b
4.3.2
4.3.2
4.3.2
4.3.2
4.3.2
4.3.2
4.3.2
4.3.2
4.3.2
4.2.5 b
4.3.2
4.2.5 b
4.3.4 a
4.3.4 a
4.2.5 b
4.2.5 b
4.2.5 b
4.2.5 b
4.3.3 a
4.3.1 h
4.3.1 h
4.3.1 k
4.2.5 b
4.2.5 b
4.2.5 b
4.3.1 h
4.2.5 b
4.2.5 b
4.2.4 b
4.2.4 b
4.2.5 b
4.2.4 b
4.2.5 b
4.4.4
4.2.5 b
АЛЛ
АЛЛ
АЛЛ
АЛЛ
4.2.5 b
4.2.2 b
4.2.5 b
489

Ч. IV.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
16,585
16,597
16,6085
16,664
16,665
16,765
16,932
16,975
17,023
17,029
17,0340
17,036
17,048
17,095
17,125
17,327
17,370
17,376
17,390
17,4923
17,575
17,645
17,9874
17,997
18,035
18,085
18,21
18,522
18,555
18,593
18,8010
19,1129
19,122
19,145
19,183
19,399
19,7002
19,783
19,821
19,988
20,1337
20,3455
20,3513
20,360
20,4106
20,896
20,9393
20,949
20,9991

Генерирующая
молекула
со2
со2
НС1
НС1
HF
НС1
Н2О
HF
СО2
СО2
НС1
со2
со2
HF
НС1
HF
СО2
СО2
СО2
на
на
HF
на
на
на
HF
NH3
на
на
на
HF
HF
на
на
на
НВг
на
на
на
НВг
HF
на
HF
НВг
на
НВг
HF
HF
на
Номер Длина волны
таблиц генерации, мкм
4-ЗЛ h 21,0470
4.3.1 h 21,1556
4.2.4 b 21,471
4.2.4 Ь 21,501
4-2.5 b 21,546
4.2.4 b 21,6986
4-3.4 a 21,7885
4.2.5 b 21,8127
4.3.1 h 21,9706
4.3.1 h 22,136
4.2.4 b 22,226
4.3.1 h 22,542
4.3.1 h 22,563
4.2.5 b 22,6514
4.2.4 b 22,71
4.2.5 b 22,855
4.3.1 h 22,8637
4.3.1 h 23,13
4.3.1 h 23,365
4.2.4 b 23,436
4.2.4 b 23,5705
4.2.5 b 23,675
4.2.4 b 23,8485
4.2.4 b 23,86
4.2.4 b 24,3178
4.2.5 b 24,5833
4.4.4 24,6177
4.2.4 b 24,918
4.2.4 b 24,9367
4.2 4 b 24,966
4.2.5 b 25,12
4.2.5 b 25,162
4.2.4 b 25,7040
4.2.4 b 26,1462
4.2 4 b 26,282
4.2.3 b 26,36
4.2.4 b 26,595
4.2.4 b 26,660
4.2.4 b 27,508
4.2.3 b 27,9707
4.2.5 b 28,054
4.2.4 b 28,270
4.2.5 b 28,295
4.2.3 b 28,356
4.2.4 b 28,451
4.2.3 b 29,786
4.2.5 b 30,445
4.2.5 b 30,69
4.2.4 b 30,948

Генерирующая
молекула
на
на
NH3
НВг
НВг
HF
HF
на
на
НВг
НВг
NH3
NH3
на
NH3
НВг
на
Н2О
Н2О
НВг
на
NH3
на
NH3
на
на
на
NH3
на
н2о
NH3
н2о
на
на
NH3
D2O
Н2О
Н2О
на
н2о
н2о
н2о
н2о
н2о
н2о
НВг
НВг
NH3
НВг
Номер
таблиц
4.2.4 Ь
4.2.4 Ь
4.4.4
4.2.3 b
4.2.3 b
4.2.5 b
4.2.5 b
4.2.4 b
4.2.4 b
4.2 3 b
4.2.3 b
4.4.4
4.4.4
4.2.4 b
4.4.4
4.2.3 b
4.2 4 b
4.3.4 a
4.3.4 a
4.2.3 b
4.2.4 b
4.4.4
4.2.4 b
4.4.4
4.2.4 b
4.2.4 b
4.2.4 b
АЛЛ
4.2.4 b
4.3.4 a
4.4.4
4.3.4 b
4.2.4 b
4.2.4 b
4.4.4
4.3.4 с
4.3.4 b
4.3.4 b
4.2.4 b
4.3.4 a
4.3.4 a
4.3.4 a
4.3.4 b
4.3.4 a
4.3.4 a
4.2.3 b
4.2.3 b
АЛЛ
4.2.3 b
490

Гл. 20
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
31,368
31,47
31,849
31,951
32,13
32,469
32,799
32,924
33,029
33,308
33,409
33,48
33,65
33,896
34,60
35,017
35,081
35,383
35,833
36,096
36,324
36,526
36,606
37,788
37,848
37,860
38,086
39,53
39,695
40,45
40,526
40,638
40,994
41,79
42,51
45,517
45,91
47,244
47,39
47,468
47,687
48,19
48,366
48,604
48,676
48,765
48,80
49,06

Генерирующая
молекула
НВг
NH3
НВг
NH3
NH3
НВг
НВг
Н2О
Н2О
Н2О
НВг
H2S
H2S
D2O
Н2О
Н2О
D2O
Н2О
Н2О
D2O
D2O
D2O
Н2О
D2O
Н2О
D2O
Н2О
D2O
Н2О
Н2О
НВг
Н2О
D2O
D2O
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
н2о
Н2О
Н2О
Н2О
D2O
Н2О
Номер
таблиц
4.2.3 b
4.4 4
4.2.3 b
АЛЛ
4.4.4
4.2.3 b
4.2.3 b
4.3.4 а
4.3 4 а
4.3.4 b
4.2.3 b
4.3.5
4.3.5
4.3.4 с
4.3.4 а
4.3.4 а
4.3.4 с
4.3.4 b
4.3.4 а
4.3.4 с
4.3.4 о
4.3.4 с
4.3 4 а
4.3.4 с
4.3.4 а
4.3.4 с
4.3.4 а
4.3.4 с
4.3.4 а
4.3 4 а
4.2.3 b
4.3 4 а
4.3 4 с
4.3.4 с
4.3.4 а
4.3.4 а
4.3.4 а
4.3.4 а
4.3.4 а
4.3.4 а
4 3.4 а
4.3.4 а
4.3.4 b
4.3.4 b
4.3.4 а
4.3.4 b
4.3.4 с
4.3.4 а
Длина волны
генерации, мкм
49,430
49,63
50,71
52,41
53,910
54,73
54,853
55,000
55,088
56,129
56,830
56,86
57,659
57,799
60,31
61,182
61,52
66,880
66,903
67,169
68,344
70,6
71,899
71,944
72,427
72,757
72,856
73,101
73,341
73,401
73,54
74,526
76,093
76,305
77,001
78,16
78,443
79,087
80,52
81,554
83,45
83,730
84,111
84,284
85,564
86,478
87,323
87,469
89,772

Генерирующая
молекула
Н2О
H2S
D2O
H2S
Н2О
D2O
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
D2O
H2S
Н2О
Н2О
H2S
D2O
H2S
Н2О
Н2О
Н2О
Н2О
СНзСН
HCN
D2O
D2O
D2O
Н2О
HCN
D2O
H2O
H2S
D2O
HCN
D2O
HCN
D2O
H2O
H2O
H2S
HCN
H2S
D2O
D2O
D2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
Номер
таблиц
4.3.4 Ь
4.3.5
4.3.4 с
4.3.5
4.3.4 a
4.3.4 с
4.3.4 a
4.3.4 a
4.3.4 a
4.3.4 b
4.3.4 с
4.3.5
4.3.4 a
4.3.4 a
4.3.5
4.3.4 с
4.3.5
4.3.4 a
4.3.4 a
4.3.4 a
4.3.4 a
4.4.2
4.3.3 a
4.3.4 с
4.3.4 с
4.3.4 с
4.3.4 a
4.3.3 a
4.3.4 с
4.3.4 a
4.3.5
4.3.4 с
4.3.3 a
4.3.4 с
4.3.3 a
4.3.4 с
4.3.4 a
4.3.4 a
4.3.5
4.3.3 a
4.3.5
4.3.4 с
4.3.4 с
4.3.4 с
4.3.4 a
4.3.4 a
4.3.4 a
4.3.4 a
4.3.4 a
49!

Я. IV.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
89,947
90,565
92,03
96,401
96,41
98,693
99,00
101,257
103,3
103,33
107,731
107,91
108,8
108,88
110,240
110,49
111,74
112,066
113.311
115,32
116,132
116,8
118,591
118,8
120,08
123
126,164
126,2
128,629
129,1
130,8
130,838
132
134,932
135,5
138,768
140,6
140,85
151,16
162,4
164,3
165,150
170,08
170,6
171,67
181,789
185,5
189,9490
190,0080
190,8

Генерирующая
молекула
Н2О
Н2О
H2S
HCN
H2S
HCN
D2O
HCN
H2S
D2O
D2O
D2O
H2
D2O
HCN
D2O
D2O
HCN
HCN
H2O
HCN
H2S
H2O
CH43CH
H2O
OCS
HCN
H2S
HCN
H2S
H2S
HCN
OCS
HCN
H2S
HCN
H2S
SO2
SO2
H2S
CH3CH
HCN
D2O
CH3CH
D2O
DCN
CH3CH
DCN
DCN
CH3CH
Номер
таблиц
4.3.4 a
4.3.4 a
4.3.5
4.3.3 a
4.3.5
4.3.3 a
4.3.4 с
4.3.3 a
4.3.5
4.3.4 с
4.3.4 с
4.3.4 с
4.3.5
4.3.4 с
4.3.3 с
4.3.4 с
4.3.4 с
4.3.3 а
4.3.3 с
4.3.4 а
4.3.3 а
4.3.5
4.3.4 а
4.4.2
4.3.4 а
4.3.7 Ь
4.3.3 а
4.3.5
4.3.3 а
4.3.5
4.3.5
4.3.3 а
4.3.7 Ъ
4.3.3 а
4.3.5
4.3.3 с
4.3.5
4.3.8
4.3.8
4.3.5
4.4.2
4.3.3 с
4.3.4 с
4.4.2
4.3.4 с
4.3.3 Ъ
4.4.2
4.3.3 b
4.3.3 Ъ
4.4.2
Длина волны
генерации, мкм
192,67
192,9
193,2
194,7027
194,7644
198,8
201,059
202,4
204.3872
211,001
215,27
218,5
220,230
222,949
223,5
225,4
237,6
253,6
254,1
263,7
264,6
278,8
284
292,2
.292,5
309,7140
310,8870
335,1831
336,5578
369,1
372,5283
386,0
392,3
417,8
451,903
451,924
496,072
496,105
507,7
538,2
541,113
541,147
545,4
570,5
634,4
676
699,5
773,5

Генерирующая
молекула
so2
H2S
СНзСН
DCN
DCN
СН3СН
HCN
СНзСН
DCN
HCN
SO2
D2O
H2O
HCN
CH3CH
H2S
CH3CH
CH3CH
СНзСН
CH3CH
СН3СН
CHgCH
HCN
СНзСН
СНзСН
HCN
HCN
HCN
HCN
СНзСН
HCN
Н2С : СНС1
СНзСН
СНзСН
CH3F
CH3F
CH3F
CH3F
Н2С : CHC1
HCN
CH3F
CH3F
HCN
СНзСН
H2C : CHC1
HCN
СНзСН
HCN
Номер
таблиц
4.3.8
4.3.5
4.4.2
4.3.3 b
4.3.3 b
4.4.2
4.3.3 a
4.4.2
4.3.3 b
4.3.3 a
4.3.8
4.3.4 с
4.3.4 a
4.3.3 a
4.4.2
4.3.5
4 4.2
4.4.2
4.4.2
4.4.2
4.4.2
4.4.2
4.3.3 a
4.4.2
4.4.2
4.3.3 a
4.3.3 a
4.3.3. a
4:3.3 a
4.4.2
4.3.3 a
4.4.3
4.4.2
4.4.2
4.4.1
4.4.1
4.4.1
4.4.1
4.4.3
4.3.3 a
4.4.1
4.4.1
4.3.3 a
4.4.2
4.4.3
4.3.3 a
4.4.2
4.3.3 a
492

Гл. 20.
Индекс длин волн генерации лазеров
Таблица 20.3
Индекс длин волн генерации лазеров на основе конденсированных сред
Значения длин волн генерации этой
таблицы приведены для воздуха. Сюда не
включены данные по длинам волн
генерации ряда перестраиваемых лазеров, в
частности на основе красителей и некоторых
полупроводниковых лазеров. Приняты еле*
дующие обозначения: одной звездочкой
указаны значения длин волн генерации,
требующие уточнения, а двумя
звездочками — кристаллы, содержащие кислород.
Длина волны
генерации, мкм
0,33
0,37
0,46
0,479
0,489*
0,4892
0,49
0,5298
0,53
0,531*
0,532*
0,5445
0,5470
0,5512
0,5515
0,5540
0,5617
0,59—0,9
0,5985*
0,6111
0,6113*
0,6117
0,6119
0,6120
0,6125
0,6130
0,6164
0,617*
0,619*
0,6169*
0,62—0,9
0,620*
0,621*
0,622*
0,632*
0,6451
0,6452
0,647*
0,649*
0,6700
0,6709
0,6874
0,6929
0,6934
0,6943
0,6969
0,7009
0,7037
Лазерный
ион
ргз+
ргз+
ргз+
ргз+
ргз+
ргз+
ТЬ3+
ТЬз+
Но3+
Но3+
Ег3+
Ег3+
—
ргз+
Еи3+
Еи3+
Еи3+
Еи3+
Еи3+
Еи3+
Еи3+
ргз+
Ргз+
ргз+
Еи3+
Ргз+
Ргз+
Ргз+
Ргз+
ргз+
ргз+
Ргз+
ргз+
Ег3+
Ег3+
Сг3+
Сг3+
Сг3+
Сг3+
Sm2+
Сг3+—Сг3+
Ег3+
Лазерная среда
ZnS
ZnO
ZnSe
LiYF4
PrCi3
LaCl3
CdS
LaCl3
ZnTe
PrCl3
LaBr3
LiYF4
(ТФАА-)з
CaF2
Ba(Y,YbJF8
BaY2F8
BaY2F8
(Ga, In)P
LaF3
(BA-LNa+
Y2O3
(ОХБТФА-LДМА
(БТФА-LПип+
(ДБМ-LПип+
(ТТФА-LДМА
(БА1LПип+
LaCl3
PrCl3
LaCl3
YVO4
(Al,Ga)As
PrCl3
LaBr3
PrBr3
LaBr3
PrCl3
LaCl3
LaBr3
PrCl3
PrBr3
Ba(Y,YbJF8
BaY2F8
Ba(Y,YbJF8
Y3A15O12
A12O3
A12O3
А1гО3
SrF2
A12O3
BaY2F8
i

Температура, К
300
5,5—14
5,5—14
35
12
300
298
77
77
11
11
11
133
220
294
298
128
238
123
65
8—65
90
77
300
,
77
77
77
77
300
77
300
4,2
77
77
Номер
таблицы
16.2
16.2
16.2
13.1
13.1
13.1
16.2
13.1
16.2
13.1
13.1
13.1
17.5
12.2
12.2
12.2
12.2
16.2
12.2
17.5
12.2
17.5
17.5
17.5
17.5
17.5
13.1
13.1
13.1
12.2
16.2
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
12.2
12.2
13.1
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
493

Ч. IV.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
0,7041
0,7085
0,7498
0,77
1,83—0,92
0,8430
0,8456
0,8468
0,84965
0,84975
0,85—3,2
0,8500
0,85165
0,8548
0,8594
0,86275
0,8632
0,86325
0,891
0,900
0,9137
0,9145
0,930*
0,939
0,946
0,9473
0,979*
0,9794
1,0—5,3
1,0143
1,0230
1,0232
1,0233
1,026*
1,0293
1,0294
1,0299
1,0336
1,0369
1,0370
1,04*
1,0407
1,0410
1,0437
1,0448
1,0457
1,0461
1,0467
1,0468
1,0471
1,0477
1,0480
1,0486
1,0491
Лазерный
ион
Сг3+—Сг3+
Sm2+
Но3*
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
—
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Ho3+
Ho3+
Ho3+
Yb3+
Yb3+
Yb3+
Er3+
Yb3+
Yb3+
Yb3+
Yb3+
Nd3+
Nd3+
ргз+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Ргз+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Лазерная среда
A12O3
CaF2
CaF2**
LiYF4
CdSiAs2
GaAs
CaF2—YF3
CaF2
CaF2-YF3
KGd(WO4J
YA1O3
YAIO3
(In, Ga)As
LiYF4
YAIO3
CaF2
YAIO3
Y3A15O12
Lu3Al50i2
Lu3Al50i2
Y3A15O12
Y3A15O12
KY(WO4J
CaWO4
YAIO3
Y3A15O12
Y3A15OI2
LU3AI5O12
LiHoF4
LiYF4
In(As,Sb)
LiYF4
Lu3Ga5012: Nd3+
Gd3Ga50i2: Nd3+
Y3Ga5012: Nd3+
CaF2** •
Y3A15O12
(Y,YbKAl5012
(Yb,LuKAl50,2
Lu3Al50i2: Nd3+, Сгз +
Gd3Sc2Al30i2: Nd3+
LU3SC2AI3O12: Nd3+
CaF2: Nd3+
CaF2—SrF2
SrF2
SrMoO4
Ca(NbO3J
LaF3
CeF3
SrF2
CaF2
CaF2
CaF2
CaF2—YF3
CaF2
CaWO4
LiYF4
UNdP4Oi2
Li(Nd,La)P4Oi2
Li(Nd,Gd)P4Oi2
CaF2
LaF3—SrF2
SrAli2Oi9

Температура, К
77
20
20
90
—
77
77
77
300
77
300
—
300
77
77
300
77, 300
300
77
300
300
77
77
300
300
300
77
90
90
90
77
77
77
77
77
77
77
77
77
77
120
300
460
300
300
77
50
77
300
300
77
77
300
300
300
300
50
300
300
Номер
таблицы
12.2
12.2
12.2
13.1
16.2
16.2
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
16.2
12.2
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
13.1
13.1
13.1
16.2
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
13.1
13.1
13.1
12.2
12.2
13.1
494

Гл. 20.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
1,0493
1,0497
1,0498
1,05*
1,0506
1,0507
1,051*
1,0511
1,0512
1,0515
1,0519
1,052*
1,0521
1,0522
1,0523
1
1,0526
1,0528
1,053
1,0530
1,0534
1,0535
1,0538
1,0539
1,0540
1,0542
1,0543
1,0544
1,055
1,0551
1,0556
1,056
1,0566
1,0567
1,0568
1,057
1,0575
1,05755
1,0576
1,058
1,0580
1,0582
1,0583
1,0584
Лазерный
ион
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Лазерная среда
Sr2Y5F19
CaAli2Oi9
Ca2Y5Fi9
Na3Nd(PO4J
5NaF-9YF3
CaF2
NaNdP4O12
CePsOu
GdPsOu
(Nd,Sc)P5Oi4
(Nd, In)P5Oi4
(Nd,La)P5OI4
NdP5Oi4
YP5O14(C52h)
Y3A15O12
KNdP4O12
BaF2—YF3
POC13—SnCl4
POC13—A1C13
POC13—ZrCl4
POC13—SnCl4
POC13—TiCl4
POC13—ZrCl4
YP5O14(C62h)
BaF2—GdF3
SrF2—GdF3
POC13—SnCl4
POC13—TiCi4
LiYF4
BaF2—LaF3
CaFr- SrF2—BaF2—YF3—LaF3
BaF2—LaF3
a—NaCaYF6
CaF2—YF3
POC13—TiCl4
BaF2—CeF3
Ba2MgGe207
Ba2ZnGe2O7
ГЛС—21
ГЛС—22
ГЛС—23
ГЛС—24
Pb5(PO4KF
SrF2—LuF3
SnOCl2—SnCl4
LHG—5
LHG—6
SrAl4O7
SrF2-YF3
SrAl4O7
(ПФП-)зФен
Y3Sc2Ga30i2
Gd3Sc2Al30i2
SrAl4O7
SrMoO4
SeOCl2—SnCU
BaF2—LaF3
Gd3Sc2Ga30i2
CaWO4
Y3Sc2Ga30i2
Y3Ga5012
Gd3Ga5Oi2

Температура, К
300
300
300
300
300
50
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
77
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
77
300
77
300
77
77
300
295
300
77
77
300
300
77
77
Номер
таблицы
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
13.1
13.1
17.7
17.7
17.7
17.7
17.7
17.7
13.1
13.1
13.1
17.7
17.7
12.2
13.1
12.2
12.2
13.1
12.2
17.7
13.1
12.2
12.2
15.1
15.1
15.1
15.1
13.1
13.1
17.7
15.4
15.4
13.1
12.2
13.1
17.4
13.1
13.1
13.1
12.2
17.7
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
495

Ч. IV.
Индекс длин волн генерации лазероэ
Длина волны
генерации, мкм
1,0585
1,0586
1,0587
1,0589
1,05895
1,05896
1,059*
1,0590
1,0591
1,05915
1,0595
1,0597
1,05975
1,0599
1,05995
1,06*
1,0601
1,06025
1,0603
1,0604
1,06045
1,0605
1,0606
1,0608
1,0609
1,061*
1,0610
1,0611
1,0612
1,0613
1,0614
Лазерный
ион
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Лазерная среда
LiLa(MoO4J
Sr5(PO4KF
KLa(MoO4J
PbMoO4
SrLa4(SiO4KO
CaWO4
KLa(MoO4J
Y3SC2AI3O12
Lu3Ga5Oi2
SrF2—CeF3—GdF3
Y3Ga50l2
CaAl4O7
CaMg2Y2Ge30i2
SrMoO4
SrF2—CeF3
Lu3Sc2Al30i2
Gd3Sc2Al30i2
5NaF-9YF3
Y3Sc2Al30i2
NaLa(MoO4J
SrF2—LaF3
Y3Ga50i2
Gd3Gas0i2
Lu3Sc2Al30i2
LiGd(MoO4J
Gd3Sc2Al30i2
BaF2
NaGd(WO4J
K3Nd(PO4J
K3(Nd, La)(PO4J
ГЛС—2
ГЛС—3
ГЛС—6
ГЛС—7
ГЛС—8
ГЛС—9
NS—2024
MS—1838
NS—1020
NS—0835
NS—2143
NS—1486
CaWO4
Lu3Ga5Oi2
Y3Ga5012
HfO2—Y2O3
QjjJ3Sc2Ga30i2
Lu3Als0i2
Gd3Ga5Oi2
Gd2(MoO4K
(Y,LuKAl5012
ZrO2-Y2O3
Lu3Ga5Oi2
CaMoO4
ГЛС—1
Y3A15O12
SrMoO4
Gd3Sc2Ga30i2
CaLa4(SiO4KO
Ca4La(PO4KO
Ba2NaNb50i5
Y3Ga5012

Температура, К
300
300
77
300
300
300
300
77
77
300
300
77
300
77
300
77
77
300
300
300
300
77
77
300
300
300
77
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
77
77
300
300
77
77
300
300
77
300
300
300
300
77
77
300
300
300
300
77
Номер
таблицы
13.1
12.2
13.1
12.2
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
12.2
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
122
12.2
13.1
13.1
15.1
15.1
15.1
15.1
15.1
15.1
14.1
14.1
14.1
14.1
14.1
14.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
12.2
15.1
13.1
12.2
13.1
12.2
12.2
13.1
13.1
496

Гл. 20.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
1,0615
1,0616
1,0618
1,062
1,0620
1,06205
,0621
1,0622
1,0623
1,0627
1,0629
1,0630
1,0632
1,0633
1,0634
i,0635
1,0636
1,0638
1
!
1,0639
1,0640
1,06405
1,0641
1,06415
,0642
1,06425
1,0644
,0645
1,0647
1,0648
1,0649
1,0650
1,065*
1,0652
1,0653
1,0654
1,0656
1,0657
1,0658
1,06585
1,0660*
1,0661
1,0664
1,0665
1
,0669
Лазерный
ион
Nd3+
Nd3+'
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3*
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Лазерная среда
Ca(NbO3J
Y3A15O12
Y3Sc2Ga30i2
Bao 25^g2,75Y2Ge3Ol2
Lu3Ga5Oi2
LaNbO4
ГЛС-14
LSG—91H
Gd3Sc2Al3012
Ca0,25Ba0,75(NbO3J
Y3Ga5012
Y3Sc2Al30i2
Lu3(!ja5Oi2
ED—2
SrAl4O7
SrMoO4
a-NaCaYF6
Bi4Si3Oi2
Ca5(PO4KF
Na5Nd(WO4L
CaFr-YFa
CaF2—YF3—NdF8
LaF3
CaWO4
LaF3—SrF2
NdAl3(BO3L
NaLa(WO4J
Bi4(Si,GeKOi2
(Y,LuKAl5Oi2
CeF3
CeF3
SrMoO4
YA1O3
YVO4
Y3A15O12
(Y,LuKAl50i2
Bi4Ge3Oi2
YA1O3
Bi4Ge30i2
CaF2—LaF3
CeCl3
CaF2
CaWO4
CaWO4
CdF2—YF3—LaF3
CaWO4
SrMoO4
a-NaCaCeF6
NaLa(MoO4J
CaF2—CdF3
CdF2—YF3
CaF2—CeF3
LiLa(MoO4J
CaAl4O7
K5Nd(MoO4L
K5Bi(MoO4L
PBr—AlBr3-SbBr3
CaF2
YVO4
CdF2—LaF3
KY(MoO4J

Температура, к
300
300
300
300
77
300
300
300
300
295
300
300
300
300
300
77
77
300
77, 300
300
300
300
300
300
77
300
300
300
300
77
300
77
77
77
300
300
295
300
77
77
300
300
300
50
77
77
300
300
77
300
300
300
300
300
300
77
300
300
300
120
300
300
300
Номер
таблицы
12.2
13.1
13.1.
12.2
13.1
12.2
15.1
15.4
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
14.1
13.1
12.2
13.1
13.1
12.2
13.1
12.2
13.1
12.2
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
12.2
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
13.1
13.1
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
13.1
12.2
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
17.7
12.2
12.2
12.2
12.2
497

Ч. IV.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
1,067*
1,0671
1,0672
1,0673
1,0675
1,0682
1,0687
1,0688
1,0698
1,0701
1,0710
1,0715
1,0720
1,07255
1,073*
1,0730
1,0736
1,0741
1,0742
1,075*
1,0755
1,0759
1,0760
1,07655
1,0770
1,0772
1,0776
1,0779
1,078*
1,0781
1,0782
1,0785
1,0786
1,0789
1,079*
1,0796
1,0804
1,0828
1,0832
1,0842
1,0843
1,0846
1,08515
1,0867
1,0868
1,0885
1,0913
1,0933
1,0989
1,1119
1,1158
1,116
1,1217
1,1225
1,26*
1,3065
1,3070
1,3125
1,3144
Лазерный
ион
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3*
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Tu2+
V2+
Nd3+
Er3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Ni2+
Лазерная среда
Са3(УО4J
LuA103
CaY4(Si04)s0
KGd(WO4J
CaMoO4
LuA103
Y3A15O12
KY(WO4J
KY(WO4J
ЬагВегОб
Gd2(MoO4K
Y2Si05
Y2Si05
CaSc2O4
YA1O3
(Y,LuKAl5012
Y2O3
CaSc2O4
Y3Al5Oi2
Gd2O3
Y2Si05
La2O2S
CaSc2O4
LuA103
GdA103
CaAl4O7
YScO3
CaAl4O7
Gd2O3
Y3Al50i2
Y2O3
Y2Si05
Y2Si05
LuScOs
CaAl4O7
Gd2O3
La2O3
La2Be205
YA1O3
LuAlOs
SrAl4O7
LuAlO3
YA1O3
YScO3
LiNbO3
GdScO3
CaSc2O4
CaSc2O4
CaF2**
CaF2—CeO2
YA1O3
LiNbO3
YA1O3
Y3A15O12
Y3Al50i2
CaF2
MgF2
Y3A15O12
CaF2**
SrAil2019
5NaF-9YF3
LaF3
MgO

Температура, К
300
77
300
300
77, 300
300
300
77
300
300
300
77
300
300
300
77
77, 300
77
300
300
300
300
77
300
300
77
77
77
77
300
77
77
300
300
300
77, 300
77
300
300
300
300
300
300
300
300
300
77
300
300
300
530
300
300
300
300
4,2
77
300
77
300
300
77
77
Номер
таблицы *
12,2
13.1
12.2
13.1
12.2
13.1
13.1
12.2
12.2
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
12.2
13.1
12.2
13.1
12.2
12.2
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
12.2
12.2
13.1
13.1
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
13.1
13.1
13.1
12.2
498

Гл. 20.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
1,3165
1,3185
1,3187
1,3190
1,3200
1,3225
1,3235
1,3240
1,3245
1,3250
1,3255
1,3260
1,3270
1,3280
1,3285
1,3290
1,330*
1,3300
1,3305
1,3307
1,3310
1,3315
1,3320
1,3325
1,3335
1,3340
1,3345
1,3347
1,3350
1,3355
1,3360
1,3370
1,3372
1,3375
Лазерный
ион
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Лазерная среда
CdFr-YF3
<x-NaCaCeF6
CaF2—GdF3
BaF2—LaF3
Y3A15O12
Ca2Y5Fi9
CaF2—LaF3
CaF2—CeF3
Sr2Y5F19
a-NaCaCeF6
Ca2YsFi9
SrF2-~LuF3
BaF2—YF3
SrF2—YF3
LaF3
CeF3
CdF2—YF3
SrF2—LaF3
SrF2—GdF3
CaF2—YF3
SrF2—CeF3
SrF2—GdF3
CaF2—YF3
BaF2—LaF3
a-NaCaYF6
BaF2—LaF3
SeOCl2—SnCl4
SrF2—YF3
LaF3
Y3Ga50i2
HfO2—Y2O3
Gd3Gas0i2
LaF3
CeF3
CaWO4
Y3Sc2Ga30i2
LaF3—SrF2
Gd3Gas0i2
Lu3Gas0i2
CeF3
SrF2—YF3
SrAl4O7
PbMoO4
ZrO2—Y2O3
SrMoO4
Y3Al50i2
CaWO4
PbMoO4
CaWO4
SrAl4O7
Ca5(PO4KF
Ca5(PO4KF
KLa(MoO4J
NaLa(WO4J
Y3Sc2Al30i2
Gd3Sc2Al30I2
Lu3Sc2Al30i2
CaF2—YF3
Ca(NbO3J
CaWO4
LiLa(MoO4J
CaWO4
a-NaCaYF6
LiLa(MoO4J

Температура, к
77
77
300
300
300
300
300
300
300
300
77
300
300
77
77
77
300
300
77
77
300
300
300
300
300
77
300
77
77
300
300
77
300
77
77
300
300
300
300
300
77
77
77
300
300
300
300
300
77
300
77
300
77, 300
300
300
300
300
300
77
300
300
11
300
77
Номер
таблицы
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
17.7
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
499

Ч. IV.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации, мкм
1,3380
1,3382
1,3390
1,3391
1,3393
1,3400
1,3407
1,3413
1,3415
1,3418
1,3420
1,3425
1,3430
1,3437
1,3440
1,3459
1,3475
1,3485
1.3510
1,3514
1,3515
1,3525
1,3530
1,3532
1,3545
1,3565
1,358*
1,3585
1,3600
1,3665
1,3670
1,3675
1,3710
1,3745
1,3870
1,3880
1,3960
1,486*
1,5298
1,5308
1,54*
1,547*
1,5—1,6
1,5500
1,5815
1,6*
1.61*
Лазерный
ион
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Nd3+
Ho3+
Ho3+
Er3+
Er3+
Er3+
Er3+
—
Er3+
Er3+
Ni2+
Er3+
Лазерная среда
CaF2—YF3
Ca(NbO3J
NaLa(MoO4J
Y3A15O12
LU3AI5O12
Ca\VO4
YAIO3
YAIO3
CaAl4O7
LiGd(MoO4J
Bi4Sis0i2
YAIO3
Ca(NbO3J
YVO4
Bi4Ge30i2
CaAl4O7
Ca(NbO3J
YVO4
NaLa(MoO4J
LuA103
SrMoO4
NaLa(MoO4J
CaWO4
CaWO4
KY(MoO4J
KGd(WO4J
La2Be205
YA1O3
KY(WO4J
Ca2Y5Oi9
KY(WO4J
Lu3Al50I2
SrAl4O7
Lu3Al50i2
KY(WO4J
CaSc2O4
Y2Si05
CaF2^YF3
Y2Si05
CaF2--YF3
a-NaCaYF6
SrAl4O7
LaF3
LaF3
CeF3
CaAl4O7
CaAl4O7
LiNbO3
LiNbO3
CaSc?O4
CaWO4
LiYF4
LiYF4
CaF2**
CaF^*
NYE-210/2400
CaF2—YF3
GaSb
CaAl4O7
CaAl4O7
KMnF3
MnF2
Ca(NbO3J

Температура, К
77
300
77, 300
300
300
77
77
300
77
77, 300
300
300
77
77
300
300
300
300
77
300
77
300
77
300
300
300
300
77
77
300
300
77
77
300
77, 300
300
77
300
300
77
300
300
77
300
77
77
300
300
300
77
77
300
90
77
77
77
77
77
77
77
77
Номер
таблицы
13.1
13.1
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
12.2
14.1
13.1
16.2
13.1
13.1
12.2
12.2
12.2
500

Гл. 20.
Индекс длин волн генерации лазеро&
Длина волны
генерации,
мкм
1,6113
1,612*
1,617*
1,620*
1,623
1,632*
1,636
1.6452
1,6459
1,6525
1,6602
1,6615
1,6630
1,6632
1,6675
1,696
1,715
1,7155
1,726
1,732*
1,7325
1,750*
1,7757
1,7762
1,8035
1,821
1,833*
1,8529*
1,8532
1,856*
1,8580
1,860
1,861*
1,865
1,872*
1,880
1,883*
1,8834
1,884
1,8845
1,8850
1,8855
1,8885
1,896
1,9*
1,9060
1,91*
1,911
1,9115
1,915
1,916
1,922
1,929
1,9335
1,934
1,939
1,972
1,99*
1,9925*
2,0*
2,0010
2,0132
Лазерный
ион
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ni2+
Ег3+
Ni2+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Со2*
Ег3+
Ег3+
Nd3+
Со2+
Со2+
Ти3+
Ти3+
Ти3+
Ти3+
Ти3+
Ти3+
Ni2+
Tu3+
Tu3+
Tu3+
Tu3+
Tu3+
Tu3+
Tu3+
Tu3+
Tu3+
Tu3+
Tu3+
Tu3+
Tu3+
Tu3+
Tu3+
Ni2+
Tu3+
Ni2+
Ni2+
Tu3+
Tu3+
Ni2+
Tu3+
Co2+
Ho3+
Ho3+
Ho3+
Tu3+
Лазерная среда
LaF3
CaWO4
CaF2
ZrO2—Er2O3: Ho3+
ZrO2—Er2O3: Tu3+
MgF2
Y3A15O12
MgF2
Y3A15O12
Y3A15O,2: Yb3+
Lu3Al50i2
Y3A15OI2
Yb3Al50i2
Lu3Al5Oi2
YA1O3
LuA103
CaF2**
CaF2**
KGd(WO4J
CaF2**
LiErF4
KGd(WO4J
MgF2
Y3Al50i2
Lu3Al5Oi2
MgF2
KMgF3
Y3A15O12
GdA103
LiNbO3
YAiO3: Cr3+
oc-NaCaErF6
CaF2—ErF3
YA1O3: Cr3+
MnF2
ЕгАЮз
(Y,ErKAl5012
YA1O3: Cr3+
Y3A15O12
(Y,Er)?Al50l2
(Er,Lu)A103
(Er,YbKAl50i2
Lu3Al50i2
a-NaCaErF6
ZrO2—Er2O3
CaF2**
CaMoO4: Er3+
Ca(NbO3J
Ca\VO4
CaMoO4: Er3+
MnF2
CaWO4
MnF2
MnF2
YA1O3: Cr3+
Er2O3
MnF2
SrF2
MgF2
GdAlO3
SrY4(SiO4KO:Er3+,Tu3+
(Er,Lu)AlO3
Y3A15OI2

Температура, к
77
77
77
77
77
77
300
77
77
295
77
77
77
77
300
90
77
77
300
77
90
300
77
300
300
77
77
293 .
77
77
90
150
77
77
20
77
77
90
77
77
77
77
77
150
11
11
11
11
11
11
11
11
11
85
90
77
85
11
11
11
11
11
11
Номер
таблицы
12.2
12.2
12.2
13.1
13.1
12.2
13.1
12.2
12.2
12.2
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
12.2
13.1
12.2*
13.1
13.1
12.2
13.1
13.1
12.2
12.2
12.2
13.1
12.2
13.1
12.2
12.2*
12.2
12.2
13.1
12.2
13.1
12.2
12.2
13.1
13.1
13.1
12.2-
13.1
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
13.1
12.2
12.2
12.2
12.2
13.1
12.2
13.1
12.2
501

Ч. IV.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации,
мкм
2,014
2,019
2,0195
2,0240
2,030
2,0312
2,0318
2,0345
2,0377
2,0412
2,046
2,047
2,050*
2,05*
2,0555
2,0556
2,059
2,060
2,065*
2,0654
2,066
2,0672
2,07*
2,0707
2,0720
2,074
2,0746
2,0786
2,079
2,085
2,086
2,0866
2,089
2,090
2,0914
2,0917
2,092
2,097*
2,0975
2,0979
2,0982
2,0985
2,1*
2,1010
2,1020
2,1070
2,1135
2,114
2,115
2,1170
2,119
2,1205
2,121 :
2,1223
2,1224
2,1227
Лазерный
ион
Tu3+
Tu3+
Tu3+
Tu3+
Ho3+
Ho3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
N12+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3*
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Ио3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Лазерная среда
(Y,ErKAl5012
Y3A15O12: Cr3+
(Er,YbKAl50i2
LU3AI5O12
CaF2—ErF3
a-NaCaErF6
CaF2—YF3
a-NaCaErF6
a-NaCaErFe
YVO4: Er3+, Tu3+
Ca\VO4
Ca(NbO3J
NaLa(MoO4J:Er3+
CaF2—ErF3—TuF3—YbF3
MgF2
BaY2F8: Er3+, Tu3+
CaMoO4: Er3+
CaWO4
CaF2-r-ErF3—TuF3—YbF3
CaY4(SiO4KO : Er3+, Tu3+
BaY2F8:Er3+,Tu3+
Li(Y,Er)F4:Tu3+
LiYF4: Er3+
LiYF4
LaNbO4: Er3+
CaMoO4: Er3+
K(Y,Er)(WO4J:Tu3+
BaY2F8: Er3+, Tu3+
CaMoO4: Er3+
BaY2F8: Er3+, Tu3+
LiNbO3
Ca5(PO4KF:Cr3+
Er2Si05
Y3Fe5012: Er3+, Tu3+
Y3Ga5012
Ho3Ga5Oi2
BaY2F8: Er3+, Tu3+
Y3Fe5012: Er3+, Tu3+
H0F3
Y3A15O12
(Y,ErKAl5012
CaF2
Ho3Al5Ol2
УзА15О12
(Y, ErKAl5012
(Y,ErKAl5Oi2:Tu3+
Er3Sc2Al30i2: Tu3+
CaF2—ErF3—TuF3—YbF3
(Er, Tu, YbKAl5012
Lu3Al5Oi2
Lu3Al50l2: Er3+, Tu3+
Y3Fe50I2 : Er3+, Tu3+
Ho3Ga5Oi2
Y3Ga5012
ZrO2—Er2O3
Ho3Sc2Al3Oi2
(Y, Er)A103:Tu3+
ErA103
(Er,Lu)A103
Er2O3
Y3A15O12
Ho3Al5Oi2
(Y,ErKAl5Oi2:Tu3+-

Температура, К
85
295
77
77
77
77
77
150
77
77
77
77
90
100
77
20
77
77
298
77
77
300
77
90
90
77
110—220
77
77
77
77
77
ПО
77
77
77
77
77
77
77
77
77
77
77
77
77
77
77
77
77
77
77
77
77
77
77
300
77
77
145
77
90
85
Номер
таблицы
12.2
12.2
13.1
13.1
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
13.1
12.2
12.2
13.1
12.2
12.2
13.1
12.2
12.2
12.2
12.2
13.1
12.2
12.2
13.1
13.1
12.2
13.1
13.1
12.2
13.1
12.2
12.2
13.1
12.2
12.2
13.1
13.1
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
13.1
12.2
12.2
12.2
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
12.2
13.1
12.2
13.1
13.1
12.2
13.1
13.1
12.2
12.2
13.1
12.2
.502

Гл. 20.
Индекс длин волн генерации лазеров
Длина волны
генерации,
мкм
2,123
2,1285
2,1288
2,1294
2,13*
2,1348
2,165
2,171
2,234
2,274*
2,318*
2,324*
2,34*
2,348*
2,349*
2,352*
2,353*
2,354*
2,355*
2,35867
2,362*
2,363*
2,3659
2,375*
2,377*
2,407
2,439
2,511
2,556
2,571
2,613
2,6887
2,69*
2,6990
2,7222
2,7307
. 2,7309
2,7990
2,8298
2,8302
2,9180
2,9342
2,9364
2,9370
2,9395
2,9403
2,9406
2,9460
3,0132
3,022
3,5
3,7
4,7—5,5
4,8—5,3
6,5
6,5—32
8,5
8,5—32
Лазерный
ион
НоЗ+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Но3+
Со3+
Но3+
и3+
Ти3+
Ти3+
Ти3+
Ти3+
Ти3+
Ти3+
Но3+
Ти3+
Ти3+
Ти3+
Dy2+
Но3+
Но3*
Dy2+
Но3*
Но3+
U3+
U3+
U3+
XJ3+
U3+
XJ3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Ег3+
Егз+
Но3+
Но3+
Егз+
Ег3+
Ег3+
Но3+
Ег3+
Но3+
Но3+
Dy3+
—
—
—
—
Лазерная среда
(Y,ErKAl50i2
HO3SC2AI3O12
(Y,ErKAl5Oi2:Tu3+
HO3AI5O12
(Y, ErKAl5Oi2:Tu3+
L11AIO3
ZnF2
BaY2F8: Er3+, Tu3+
CaF2
YAIO3: Cr3+
YAIO3: Cr3+
Y3A15O12: Cr3+
YA1O3: Cr3+
YA1O3: Cr3+
YA1O3: Cr3+
UH0F4
YAIO3: Cr3+
YA1O3: Cr3+
YAIO3: Cr3+
CaF2
BaY2F8
BaY2F8
SrF2
BaY2F8
BaY2F8
SrF2
CaF2
CaF2
BaF2
CaF2
CaF2
K(Y,Er)(WO4J:Ho3+,Tu3+
CaF2—ErF3—TuF3
Lu3Al50i2: Ho3+, Tu3+
KGd(WO4J
CaF2—ErF3
YA1O3
KGd(WO4J
Lu3Al50i2
(Y,ErKAl5012
Y3A15O12
YAIO3
KGd(WO4J
Y3A15O12
(Y,ErKAl50I2
Er3Al5012
(Er,LuKAl5Oi2
Y3A15O12
Lu3Al50i2
Lu3Al5012
YA1O3
Ba(Y,ErJF8
(Pb,Cd)S
Те
Pb(S,Se)
InSb
PbTe
(Pb,Sn)Te
PbSe
(Pb,Sn)Se

Температура, К
77
77
295
90
300
90
77
295
77
300
300
300
90, 300
300
300
90
300
300
300
4,2—120
77
20
77
77
20
20—90
77
77
20
77
77—300
300
298
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
77
—
—
—
—
Номер
таблицы
12.2
13.1
12.2
13.1
12.2
13.1
12.2
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
12.2
13.1
13.1
12.2
13.1
13.1
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
12.2
13.1
12.2
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.1
13.]
13.1
13J
13.1
13.1
13.1
13.1
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
16.2
50Э

Справочник по лазерам. В 2-х томах. Т. I / Под
С74 ред. акад. А. М. Прохорова. — М.: Сов. радио,
1978. — 504 с, ил.
В пер.: 3 р. 20 к.
В первом томе приведены данные о свойствах активных сред всех
известных лазеров, имеющих прикладное значение.
Книга представляет интерес для широкого круга инженеров и
научных работников, занимающихся квантовой электроникой и
работающих в смежных областях. Справочник окажет большую помощь
разработчикам аппаратуры и приборов применяемых в лазерной технике,
а также студентам старших курсов вузов физических и технических
специальностей.
- 30407-064
046@1)-78
ББК 32.86
6Ф4
ИБ № 360
СПРАВОЧНИК ПО ЛАЗЕРАМ
6 2-х томах. Том I
Под редакцией акад. А. М. Прохорова
Редактор М. М. Лисина
Художественный редактор А. Н. Алтунин
Обложка художника Ю. П. Трапакова
Технический редактор Г. 3. Кузнецова
Корректор О. В. Щербакова
«Сдано в набор 09.08.77 Подписано в печать 30.08.78 Т-13268
Формат 70X108/16 I Бумага типографская № 2. Гарнитура литературная. Печать высокая.
Объем 44,1 усл. п. л., 52,302 уч.-изд. л., Тираж 30.000 экз. Зак. 1956. Цена 3 р. 20 к.
Издательство «Советское радио», Москва, Главпочтамт а/я 693
Московская типография № 4 Союзполиграфпрома
•при Государственном Комитете Совета Министров СССР
<по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
-Москва И-41, Б. Переяславская, 46.