Читать «Проклятые вопросы» онлайн - страница 138

Преимущество полупроводникового лазера состоит в его способности преобразовывать энергию электрического тока непосредственно в энергию лазерного излучения. Вспомним, что в лазерах на рубине и стекле энергия электрического тока предварительно преобразовывается лампой-вспышкой в нелазерный свет. В газовом лазере электрическая энергия предварительно возбуждает газовый разряд. Полупроводниковые лазеры не нуждаются в подобных предварительных преобразованиях, и поэтому они работают более эффективно.

Второе преимущество полупроводникового лазера — простота управления величиной интенсивности его излучения.

Она меняется в зависимости от силы электрического тока, питающего лазер.

Наконец, третье преимущество полупроводниковых лазеров — их малые габариты и вес, а также, конечно, малый расход электрической энергии.

Однако полупроводниковые лазеры не могут конкурировать с другими по энергии и мощности излучения. Причина — быстрое ухудшение их лазерных характеристик при повышении температуры в рабочем элементе.

Выделение тепловой энергии в активном веществе во всех лазерах — неизбежный вредный спутник процессов, приводящих к возбуждению лазерных свойств. Поэтому перед физиками стоит задача уменьшить тепловыделение приборов, улучшить теплоотвод от лазерного элемента.

Все типы лазеров, о которых мы говорили, в большей или меньшей степени характеризуются одноцветностью излучения. Наиболее монохроматично излучение газовых лазеров, наименее — полупроводниковых. Степень одноцветности зависит от вида оптического спектра рабочего вещества. Спектр газов имеет вид очень узких спектральных линий. Спектры твёрдых тел характеризуются более широкими спектральными полосами. Они образуются от слияния близко расположенных спектральных линий.

В результате каждый тип лазера даёт излучение вполне определённого цвета: рубиновый — тёмно-красное; гелий-неоновый — красное; более алого оттенка; стеклянный «неодимовый» лазер — невидимое излучение с длиной волны около одного микрона. Цвет излучения каждого полупроводникового лазера зависит от его состава, и, меняя состав, можно варьировать длину волны лазерного излучения в широких пределах.

Получить лазер, дающий свет одного тона — большая победа учёных. Однако имеются области применения лазеров, в которых жёсткая монохроматичность является не достоинством, а недостатком.

Поэтому учёные начали поиск веществ для лазеров, которые позволили бы перестраивать рабочую частоту световой волны. Лучшими из них оказались растворы органических красителей. Их оптические спектры содержат широкие линии и полосы. Конечно, создание монохроматических перестраиваемых лазеров на основе таких красителей потребовало усовершенствования систем обратной связи: пары зеркал, применявшихся ранее, оказалось недостаточным.