Статьи 10 150

Ла­зер с ак­тив­ной сре­дой в твёр­дом со­стоя­нии. В отдельный класс вы­де­ля­ют по­лу­про­вод­ни­ко­вые ла­зе­ры вслед­ст­вие ря­да их осо­бен­но­стей (пре­ж­де все­го ме­то­дов на­кач­ки). Ак­тив­ная сре­да твердотельного лазера со­сто­ит из кри­стал­лической или аморф­ной (стек­ло, ке­ра­ми­ка) мат­ри­цы, в ко­то­рую вне­дря­ют при­ме­си — ак­ти­ва­то­ры. В ка­че­ст­ве ак­ти­ва­то­ров обыч­но ис­поль­зу­ют­ся РЗЭ (Nd, Er, Yb и др.), у ко­то­рых воз­бу­ж­дён­ные со­стоя­ния ионов не слиш­ком силь­но свя­за­ны с те­п­ло­вы­ми ко­ле­ба­ния­ми кри­стал­лической ре­шёт­ки (фо­но­на­ми). Это су­жа­ет по­ло­су уси­ле­ния ла­зе­ра до 5−10 см-1 и по­зво­ля­ет ис­поль­зо­вать ма­ло­мощ­ные ис­точ­ни­ки на­кач­ки. При­ме­ня­ют­ся так­же ак­тив­ные сре­ды с силь­ной свя­зью ак­ти­ва­то­ра с мат­ри­цей (ла­зе­ры на ти­тан-сап­фи­ре с Cr и др.). Роль ак­ти­ва­то­ра при этом мо­гут иг­рать де­фек­ты (ла­зе­ры на цен­трах ок­ра­ски), воз­ни­каю­щие при об­лу­че­нии мат­ри­цы пуч­ка­ми час­тиц вы­со­кой энер­гии. При ма­лых кон­цен­тра­ци­ях (до 4−5 ат %) ио­ны ак­ти­ва­то­ра за­ме­ща­ют оп­ре­де­лён­ные ио­ны кри­стал­лич. мат­ри­цы и ли­ния уси­ле­ния од­но­род­но уши­ре­на. Даль­ней­ший рост их кон­цен­тра­ции сни­жа­ет ко­эф. уси­ле­ния за счёт из­ме­не­ния ло­каль­но­го по­ля в мес­тах рас­по­ло­же­ния при­ме­си. В аморф­ных мат­ри­цах в ре­зуль­та­те это­го эф­фек­та по­ло­са уси­ле­ния ак­тив­ной сре­ды уши­ре­на не­од­но­род­но до 100 см-1. При силь­ной свя­зи ак­ти­ва­то­ра с мат­ри­цей по­ло­са уси­ле­ния столь ши­ро­ка (до 1000 см-1), что по­зво­ля­ет реа­ли­зо­вать пе­ре­страи­вае­мые по час­то­те ла­зе­ры. Дос­то­ин­ст­во твердотельного лазера — вы­со­кая кон­цен­тра­ция ио­нов ак­ти­ва­то­ра (1020-1021 см3) за счёт плот­ной упа­ков­ки ато­мов в мат­ри­це.