ЛАЗЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ЛАЗЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, в-ва, используемые в качестве активных сред лазеров. Осн. лазерные материалы - диэлектрич. кристаллы и стекла, полупроводниковые кристаллы, газы, неорг. жидкости и р-ры красителей. Диэлектрич. кристаллы и стекла - активные среды твердотельных лазеров. Излучение в них генерируется в результате переходов между энергетич. уровнями, как правило, примесных активных ионов (ионы РЗЭ и переходных металлов; чаще всего Nd3+ ) и т. наз. центров окраски (напр., F - центры в кристаллах нек-рых фторидов). Среди наиб. известных лазерных кристаллов Y3Al5O12-Nd3+, Y3Al5O12-Еr3+, YAlO3-Nd3+, KGd(WO4)2-Nd3+, LiYF4-Nd3+, ВeАl2O4-Сr3+, Аl2O3-Сr3+, Cd3Se2Ga3O12-Cr3+-Nd3+. Кристаллы Y3Al5O12-Nd3+ по совокупности эксплуатац. св-в превосходят др. неодимовые лазерные материалы. Среди стекол широкое практич. применение нашли многокомпонентные стекла на силикатной и фосфатной основе, содержащие ионы Nd3+ . Концентрация активных ионов в кристаллах и стеклах обычно составляет 1-2% по массе, что соответствует наличию 1020 частиц в 1 см3; в нек-рых матрицах (напр., кристаллы NdxLa1-xР5О14, неодимовые фосфатные стекла) концентрация активных ионов может достигать 10-15% по массе, т.е. более 1021 частиц в 1 см3. Столь высокая плотность активных частиц позволяет получать значит. мощность генерации с единичного объема лазерного материала. Кристаллы для лазеров выращивают преим. путем направленной кристаллизации из расплавов (напр., по методу Чохральского); стекла варят в керамич. и платиновых сосудах. Кол-во посторонних примесей в исходных в-вах не должно превышать 10-3-10-4 % по массе. На диэлектрич. кристаллах и стеклах созданы лазеры, работающие в разл. режимах и излучающие преим. в диапазоне длин волн 1-3 мкм. Их мощности генерации достигают 1 кВт в непрерывном режиме (кристаллы Y3Al5O12-Nd3+), 1013 Вт в импульсном режиме при длительности импульса 1 нc (стекло с Nd3+ ); кпд 1-5%. Осн. недостатки этого типа лазерных материалов - сложность выращивания кристаллов больших размеров и высокого оптич. качества, низкая теплопроводность и невысокие мех. св-ва стекол, что препятствует созданию лазеров на стекле, работающих в непрерывном или периодич. режиме при большой средней мощности накачки.