ЖИ́ДКОСТНЫЙ ЛА́ЗЕР

ЖИ́ДКОСТНЫЙ ЛА́ЗЕР, ла­зер, в ко­то­ром ак­тив­ной сре­дой яв­ля­ет­ся жид­кость. Пер­вые Ж. л. по­яви­лись в 1960-х гг. Прак­тич. при­ме­не­ние име­ют два ти­па Ж. л., су­ще­ст­вен­но раз­ли­чаю­щие­ся по свой­ст­вам из­лу­че­ния.

В Ж. л. на кра­си­те­лях ис­поль­зу­ют­ся пе­ре­хо­ды в спек­трах ор­га­нич. мо­ле­кул. Их ши­ро­кие элек­трон­но-ко­ле­ба­тель­ные по­ло­сы обес­пе­чи­ва­ют воз­мож­ность не­пре­рыв­ной пе­ре­строй­ки дли­ны вол­ны λ из­лу­че­ния. При сме­не кра­си­те­лей Ж. л. мо­гут ге­не­ри­ро­вать из­лу­че­ние в диа­па­зо­не 300–1300 нм в не­пре­рыв­ном и в им­пульс­ном ре­жи­мах (см. Ла­зер на кра­си­те­лях).

В Ж. л. др. ти­па ис­поль­зу­ют­ся пе­ре­хо­ды в спек­трах ио­нов ред­ко­зе­мель­ных эле­мен­тов (РЗЭ). Ла­зе­ры, в ко­то­рых ак­тив­ный ион на­хо­дит­ся в ок­ру­же­нии ор­га­нич. мо­ле­кул из клас­са хе­ла­тов, прак­тич. при­ме­не­ния не на­шли. В су­ще­ст­вую­щих Ж. л. на не­ор­га­нич. жид­ко­стях ио­ны РЗЭ (гл. обр. $\ce{Nd^{3+}}$) вхо­дят в со­став жид­ко­го лю­ми­но­фо­ра, пред­став­ляю­ще­го со­бой смесь ок­си­хло­ри­да ($\ce{POCl3, SOCl2, SeOCl2}$) с ки­сло­той Льюи­са ($\ce{SnСl4, ZrСl4}$ и др.). Их воз­бу­ж­де­ние про­из­во­дят ксе­но­но­вы­ми лам­па­ми. Та­кие Ж. л. ра­бо­та­ют в им­пульс­ном и не­пре­рыв­ном ре­жи­мах. По удель­ной мощ­но­сти и энер­гии oни пре­вос­хо­дят твер­до­тель­ный ла­зер, т. к. при той же кон­цен­тра­ции ак­тив­ных ио­нов до­пус­ка­ют эф­фек­тив­ное ох­ла­ж­де­ние ак­тив­но­го ве­ще­ст­ва пу­тём его про­кач­ки че­рез ра­бо­чую кю­ве­ту в ре­зо­на­то­ре и те­п­ло­об­мен­ник.

Свой­ст­ва Ж. л. с ио­на­ми $\ce{Nd^{3+}}$ яв­ля­ют­ся про­ме­жу­точ­ны­ми ме­ж­ду свой­ст­ва­ми твер­до­тель­ных не­оди­мо­вых ла­зе­ров на стек­ле и на кри­стал­лах. Осо­бен­но­сти этих Ж. л. оп­ре­де­ля­ют­ся свой­ст­ва­ми ио­нов $\ce{Nd^{3+}}$, ра­бо­таю­щих по че­ты­рёх­уров­не­вой схе­ме. Ио­ны $\ce{Nd^{3+}}$ при на­кач­ке из осн. со­стоя­ния (уро­вень $\ce{^4I9_{/2}}$) в их ин­тен­сив­ные по­ло­сы по­гло­ще­ния (в об­лас­тях длин волн 0,58; 0,74; 0,8 и 0,9 мкм) бы­ст­ро пе­ре­хо­дят на ме­та­ста­биль­ный уро­вень $\ce{^4F3_{/2}}$ вслед­ст­вие бе­зыз­лу­ча­тель­ной ре­лак­са­ции. Боль­шие вре­ме­на жиз­ни ме­та­ста­биль­ных уров­ней $\ce{Nd^{3+}}$ по­зво­ля­ют дос­тичь по­ро­га ге­не­ра­ции. Ге­не­ра­ция обыч­но про­ис­хо­дит при пе­ре­хо­дах с уров­ня $\ce{^4F3_{/2}}$ на уро­вень $\ce{^4I11_{/2}}$ с энерги­ей при­мер­но на 2000 см^–1 боль­шей энер­гии осн. уров­ня и по­это­му прак­ти­че­ски не на­се­лён­ный, что обес­пе­чи­ва­ет ма­лый по­рог ге­не­ра­ции и от­но­си­тель­но боль­шие эф­фек­тив­но­сти пре­об­ра­зо­ва­ния (3–5%). Энер­гия ге­не­ра­ции ⩾1 кДж, мощ­ность в не­пре­рыв­ном ре­жи­ме и в ре­жи­ме по­вто­ряю­щих­ся им­пуль­сов >1 кВт.

Ж. л. при­ме­ня­ют­ся в ла­зер­ной тех­но­ло­гии, ме­ди­ци­не, для на­кач­ки др. ла­зе­ров и т. п. Осн. не­дос­та­ток Ж. л. – от­но­си­тель­но ма­лая на­прав­лен­ность из­луче­ния (боль­шая рас­хо­ди­мость). Этот не­дос­та­ток уст­ра­ня­ют, при­ме­няя ак­тив­ную кор­рек­цию или ме­то­ды об­ра­ще­ния вол­но­во­го фрон­та.