Некоторые параметры стекол, используемых для светофильтров

При работе с лазерами персонал должен быть одет в халаты, пользоваться защитными перчатками, специ­альными экранами для защиты кожи и защитными оч­ками. В первую очередь следует обеспечить надежную защиту от прямого излучения.

Таковы общие и индивидуальные меры по обеспече­нию требований по технике безопасности.

Порядок выполнения работы

1. Включить твердотельный лазер согласно инструкции по эксплуатации.Получить устойчивую генерацию излучения лазера.

2. Провести измерения энергии излучения с помощью измерителя ИКТ-1Н.

3. Определить предельно допустимые уровни облучения сетчатки глаза для расстояний до источника излучения от 0, 5-3 (м) и диаметров зрачка адаптированного к темноте и дневному освещениюю.

4. Составить отчёт о проделанной работе.

22

Контрольные вопросы.

1. Основные, опасные и вредные производственные факторы при эксплуатации лазерного оборудования.

2. Особенности воздействия лазерного излучения на биологические структуры.

3. Воздействие лазерного излучения на глаза.

4. Воздействие лазерного излучения на кожу и внутренние органы человеческого организма.

5. Патологические изменения в организме человека при воздействии лазерного излучения.

6. Общие правила безопасности при работе с лазерным излучением.

Литература.

1. Средства и методы квантовой электроники в медицине. Саратов: Изд-во Саратовского университета,1976.

2. Б. Н.Рахманов, Е. Д Чистов. Безопасность при эксплуатации лазерных установок. М.: Машиностроение, 1981.

3. Лазерное излучение/ Под редакцией В. Я. Гранкина. М.: Изд. Министерства обороны СССР, 1977.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2.

Устройство и основные элементы окг.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение устройства и назначения основных элементов твердотельного лазера, сборка излучателя на рубине, юстировка и определение порогового значения энергии накачки рубинового лазера в режиме свободной генерации.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: кристалл синтетического рубина Al₂O₃ c примесью 3-х валентных ионов

23

Cr⁺ (активный элемент), отражатель, лампа накачки, зеркала резонатора, корпус излучателя, блок питания лампы накачки, система охлаждения, измеритель энергии ИКТ–1Н.

Теоретическое введение.

Для получения генерации света в твердотельных ОКГ используются переходы между энергетическими уровнями примесных ионов редкоземельных элементов, металлов и актинидов, вводимых в небольших количествах в кристаллы и аморфные тела (корунд, стекло и др.). Примесные ионы в этих веществах выполняют роль активного вещества (активатора), в котором при воздействии на него энергии накачки создается инверсная населенность, приводящая в определенных условиях к появлению стимулированного излучения.

Из большого количества твердых тел, обладающих способностью к излучению с различными длинами волн, практическое применение в квантовых генераторах нашли рубин (λ=0,69 мкм), стекло, активированное неодимом (λ=1,06 мкм) и иттрий-алюминиевый гранат (ИАГ).

Квантовые генераторы на указанных выше активных элементах работают, как правило, с оптической накачкой, в качестве которой используется световая энергия импульсных или

Рис. 1 Схема устройства твердотельного ОКГ.

24

непрерывных ламп со спектром излучения, перекрывающим спектр поглощения активных элементов. Сравнительные характеристики некоторых типов лазерных материалов, приведены в таблице 1. ОКГ, в котором в качестве активного (излучающего) вещества используется твердое тело, состоит из активного элемента 1 (рис. 1), источника накачки 2, отражателя 3, зеркал резонатора 4, блока питания 5, системы охлаждения 6,7 и элементов управления излучением 8.

В оптических квантовых генераторах на твердом теле широкое применение в качестве активных элементов нашли кристаллы синтетического рубина Al₂O₃ с примесью 3–х валентных ионов хрома Cr³⁺ , иттрий-алюминиевого граната Y₃Al₅O₁₂ , активированного неодимом, и различные сорта стекл с примесью неодима. Из теории лазерного излучения известно, что генерационные возможности материалов, используемых в качестве активных тел, в большей степени зависят от способности этих материалов поглощать подводимую энергию накачки. Чем больше поглощается энергия накачки в нужной полосе спектра, тем большую энергию излучения можно получить, и тем более высоким будет и к.п.д. активного тела.

Анализ спектров поглощения рубина, граната и стекла показывает, что введение в гранат ионов хрома существенно расширяет спектр поглощения этого материала. Бариевое стекло с неодимом имеет более широкие полосы поглощения, чем рубин и гранат с неодимом Это обстоятельство дает возможность при одинаковых источниках накачки получить со стекла большую энергию излучения и более высокий к.п.д. генераторов на стекле.

В качестве источников возбуждения (накачки) в твердотельных ОКГ используются, в основном, ксеноновые лампы. Спектр излучения ксеноновых ламп накач­ки существенно зависит от энергии, выделяющейся за время вспышки. Чем больше энергия (зависящая от температуры плазмы в лампе), выделяемая за время импульса (вспышки), тем выше доля световой энергии, приходящейся на более коротковолновую часть спектра. Если графики спектров поглощения активных тел сравнить с графиком

25

Таблица 1.