Молекулярные ИК лазеры и их применения
Молекулярные ИК лазеры и их применения
Хотя в лаборатории и проводятся эксперименты с привлечением СО2 лазеров, наибольше внимание уделяется лазерам на окиси углерода (не путать с СО2 лазерами), которые представляют интерес, как с точки зрения создания мощных источников когерентного излучения в средней ИК-области спектра, так и с точки зрения молекулярной кинетики, поскольку создание инверсной населенности между колебательно-вращательными уровнями молекулы СО обусловлено колебательно-колебательным обменом между молекулами СО, являющимися ярко выраженными ангармоническими осцилляторами. СО лазер может действовать на ~ 103 колебательно-вращательных спектральных линиях в основных колебательных полосах с изменением колебательного квантового числа на единицу в диапазоне длин волн 4,6 – 8,2 мкм и на первых обертонах в диапазоне 2,5 – 4,2 мкм. С историей создания и развития, и физическими принципами работы СО лазеров (например, зачем надо охлаждать активную среду этого лазера) можно познакомиться в обзоре [Ionin A A Electric discharge CO lasers in M. Endo and R. Walter (eds.) Gas Lasers CRC Press - Taylor and Francis Group Boca Raton Florida USA 201 (2007)]. Спектральная область генерации обертонного СО лазера перекрывает «окно прозрачности» атмосферы ~3,3 – 4.0 мкм, поэтому его можно использовать для транспортировки мощного излучения в атмосфере. Поскольку громадное число спектральных линий СО лазера лежит в спектральных областях, где находятся линии поглощения многих взрывчатых и токсичных веществ, эти лазеры, не обязательно мощные, можно использовать для многокомпонентного газового анализа этих и др. веществ. В последние годы усилия ЛГЛ по исследованию СО лазеров были направлены на следующие направления: разработка перестраиваемого по частоте в 5-микронном диапазоне и генерирующего на обертонных переходах (2,5 –4,0 мкм) компактного СО лазера с накачкой высокочастотным (ВЧ) щелевым разрядом; разработка СО лазерной системы, генерирующей наносекундные импульсы; преобразование частоты излучения СО лазеров в нелинейных кристаллах в целях освоения новых спектральных диапазонов.
1. A.Ionin, Advanced Carbon Monoxide Laser Systems // Proc. SPIE, 8677, 86770F (2013).