Субміліметровий газовий лазер

Реферат: UA 110438 U UA 110438 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до квантової електроніки і може використовуватися при розробці квантових генераторів субміліметрового діапазону, які використовуються, наприклад, для спектроскопії мікроконтактів на основі металооксидних надпровідників. Відомий субміліметровий газовий лазер з оптичним накачуванням випромінюванням СО 2лазера [Фесенко Л.Д., Шевырев А.С., Ярцев В.И. Субмиллиметровый газовый лазер. Авторское свидетельство СССР №1344180, заявл. 02.01.1986 г., зарегистр.08.07.1987 г.], який генерує дві частоти з довжиною хвиль λ1=620 мкм та λ2=863 мкм. Недоліком даного аналогу є вузький частотний діапазон лазерного випромінювання. Відомий також субміліметровий газовий лазер [Овчаренко А.Я.,Токарев Г.В., Фесенко Л.Д., Ярцев В.И., Бакуменко В.М. Субмиллиметровый газовый лазер. Авторское свидетельство СССР №1720456, заявл. 09.07.1990 г., зарегистр. 15.11.1991 г.], який генерує три частоти з довжиною хвиль λ1=87 мкм, λ2=371 мкм та λ3=973 мкм. Недоліком даного аналогу також є вузький частотний діапазон лазерного випромінювання, який він перекриває. Діапазон перебудови лазера на кожній з генерованих ліній випромінювання в субміліметровому діапазоні визначається однорідним розширенням контуру лінії і складає одиниці мегагерц при середній відстані між сусідніми лініями генерації десятки тисяч мегагерц. Загальний діапазон, який перекривають субміліметрові лазери на всіх раніше досліджених молекулах, складає лише 0,001 % частотного інтервалу, в якому вони працюють. Найближчим аналогом до об'єкта, який заявляється, є субміліметровий газовий лазер [Овчаренко А.Я., Токарев Г.В., Фесенко Л.Д., Ярцев В.И., Бакуменко В.М. Субмиллиметровый газовый лазер. Авторское свидетельство СССР №1837730, заявл. 09.07.1990 г., зарегистр.13.10.1992 г.], який містить СО2-лазер накачування, систему уведення випромінювання накачування, субміліметрову кювету з дзеркалами та робочим середовищем з молекул ацетаміда C2H5ON, які забезпечують генерацію на чотирьох лініях субміліметрового випромінювання з довжиною хвиль λ1=329 мкм, λ2=456 мкм, λ3=522 мкм та λ4=545 мкм. Недоліком субміліметрового лазера з вказаними робочими молекулами є також вузький частотний діапазон лазерного випромінювання, який він перекриває. В основу запропонованої корисної моделі поставлена задача збільшення частотного діапазону і одержання нових ліній випромінювання субміліметрових газових лазерів за рахунок розширення класу молекул, які використовуються як робочі речовини субміліметрових лазерів з оптичним накачуванням. Поставлена задача досягається тим, що в субміліметровому газовому лазері, який містить СО2-лазер накачування, субміліметровий резонатор, кювету з робочою речовиною та систему уведення випромінювання накачування, в якості робочої речовини використовуються пари піридину C5H5N. На кресленні зображена схема субміліметрового лазера з оптичним накачуванням. Субміліметровий газовий лазер складається з СО 2-лазера накачування 1, який за допомогою дифракційної ґратки 2 настроюється на одну зі 100 ліній генерації в діапазоні 9-11 мкм, плоских поворотних дзеркал 3,4, фокусуючого дзеркала 5, субміліметрового резонатора з дзеркалами 6,7, кювети 8, яка заповнюється робочою речовиною - парами піридину C5H5N, та вхідного 9 і вихідного 10 вікон. Дифракційну ґратку 2 встановлюють на одній поворотній платформі з дзеркалом 3 таким чином, щоб вісь обертання проходила через лінію перетинання площин дифракційної ґратки та дзеркала З для отримання незмінного у просторі положення вихідного випромінювання СО2-лазера. Субміліметровий газовий лазер працює наступним чином. Вихідне випромінювання СО2лазера, який налаштовується на одну із ліній генерації P - чи R - віток переходів молекули СО2, поступає на поворотні дзеркала 3 та 4, а після них - на фокусуюче дзеркало 5, яке через вхідне вікно 9 і малий отвір у дзеркалі 6 уводить його в кювету 8 з парами молекул піридину. Поперемінно відбиваючись від дзеркал 6 і 7, випромінювання СО 2-лазера збуджує робочу речовину (молекули піридину), яка міститься в кюветі 8. Резонатор субміліметрового лазера, який утворений дзеркалами 6 і 7, дозволяє одержати субміліметрове випромінювання, яке відповідає коливально-обертальному спектру молекули піридину. Через отвір у дзеркалі 7 та вихідне вікно 10, яке відсікає випромінювання накачування, субміліметрове випромінювання виходить з резонатора лазера. Настроювання субміліметрового лазера на лінію випромінювання здійснюється шляхом зміни довжини хвилі випромінювання накачування СО 2-лазера та поступального переміщення дзеркала 7 відносно дзеркала 6 до появи субміліметрового випромінювання. Спектр випромінювання, одержаний при експериментальному дослідженні субміліметрового лазера на парах молекул піридину, наведено в таблиці. 1 UA 110438 U Таблиця Довжина хвилі субмм випромін. λ, мкм Відносна поляризація 407 624 740 848 1096 1623 5 Вихідна потужність мВт 2 1,2 3 0,8 0,4 0,3 ║ ┴ ║ ┴ ┴ ║ Лінія накачування СО2-лазера 9Р22 9Р34 9Р22 9Р34 9Р30 9R36 Оптимальний тиск парів мм рт. ст. -2 4,6·10 -2 5,2·10 -2 4,3·10 -2 5,2·10 -2 4,2·10 -2 4,2·10 Таким чином, використання молекул піридину C5H5N як робочої речовини субміліметрового газового лазера дозволило розширити частотний діапазон ліній лазерного випромінювання та підвищити ефективність використання субміліметрових лазерів для спектроскопії мікроконтактів на основі металооксидних надпровідників. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Субміліметровий газовий лазер, який містить СО 2-лазер накачування, субміліметровий резонатор, кювету з робочою речовиною та систему уведення випромінювання накачування, який відрізняється тим, що як робочу речовину кювета містить пари піридину C5H5N. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2