НЕОДИ́МОВЫЙ ЛА́ЗЕР

НЕОДИ́МОВЫЙ ЛА́ЗЕР, твер­до­тель­ный ла­зер, ге­не­ри­рую­щий оп­тич. из­лу­че­ние за счёт кван­то­вых пе­ре­хо­дов ме­ж­ду уров­ня­ми энер­гии трёх­ва­лент­но­го ио­на не­оди­ма $\ce{Nd^3+}$, по­ме­щён­но­го в мат­ри­цу. Кон­цен­тра­ция ио­нов в мат­ри­це, в ка­че­ст­ве ко­то­рой ис­поль­зу­ют стек­ло или спе­ци­аль­но по­доб­ран­ные кри­стал­лы, со­став­ля­ет ок. 1%. Наи­бо­лее час­то ис­поль­зу­ют­ся Н. л. с кри­стал­лич. мат­ри­цей на ос­но­ве алю­ми­ний-итт­рие­во­го гра­на­та ($\ce{Y3Al5O12}$), где часть ио­нов итт­рия за­ме­не­на на ио­ны не­оди­ма, т. н. $\ce{Nd}$:YAG-ла­зе­ры. Для ра­бо­ты Н. л. не­об­хо­ди­ма оп­тич. на­кач­ка: мат­ри­цу с ио­на­ми не­оди­ма об­лу­ча­ют из­лу­че­нием с дли­ной вол­ны в крас­ной об­лас­ти спек­тра с по­мо­щью лам­пы или др. ла­зе­ров (напр., ла­зер­ных дио­дов). На­кач­ка мо­жет пе­ре­во­дить ио­ны $\ce{Nd^3+}$ с осн. уров­ня на не­сколько верх­них уров­ней, по­это­му Н. л. мо­гут ге­не­ри­ро­вать из­лу­че­ние на не­сколь­ких дли­нах волн ближ­него ИК-диа­па­зо­на. Са­мая эф­фек­тив­ная ге­не­ра­ция $\ce{Nd}$:YAG-ла­зе­ра дос­ти­га­ет­ся на дли­не вол­ны 1,06 мкм. Час­то­ту из­лу­че­ния Н. л. мож­но пре­об­ра­зо­вать с по­мо­щью не­ли­ней­ных кри­стал­лич. ум­но­жи­те­лей час­то­ты и по­лу­чить из­лу­че­ние в ви­ди­мом диа­па­зо­не на дли­не вол­ны 532 нм или в УФ-диа­па­зо­не на дли­нах волн 355 и 266 нм.

Н. л. мо­гут ра­бо­тать как в не­пре­рыв­ном, так и в им­пульс­ном ре­жи­ме. Мощ­ность из­лу­че­ния про­мыш­лен­ных Н. л. в не­пре­рыв­ном ре­жи­ме дос­ти­га­ет не­сколь­ких кВт, в им­пульс­ном ре­жи­ме с ис­поль­зо­ва­ни­ем мо­ду­ля­ции доб­рот­но­сти со­став­ля­ет де­сят­ки МВт при дли­тель­но­сти им­пуль­сов ок. 10 нс. Дли­тель­ность наи­бо­лее ко­рот­ких им­пуль­сов ла­зе­ров на не­оди­мо­вом стек­ле (< 1 пс) дос­ти­гает­ся в ре­жи­ме син­хро­ни­за­ции мод. Са­мые мощ­ные Н. л. раз­ра­бо­та­ны для ис­сле­до­ва­ний ла­зер­но­го тер­мо­ядер­но­го син­те­за; энер­гия им­пуль­сов та­ких ла­зе­ров пре­вы­ша­ет 10 кДж при по­пе­реч­ном раз­ме­ре ла­зер­но­го пуч­ка в де­сят­ки сан­ти­мет­ров.

Н. л. при­ме­ня­ют для тех­но­ло­гич. об­ра­бот­ки ма­те­риа­лов (свар­ка, рез­ка, гра­ви­ров­ка, свер­ле­ние и т. д.), в во­ен. де­ле (даль­но­ме­ры, це­ле­ука­за­те­ли), ме­ди­ци­не, кос­ме­то­ло­гии, в ка­че­ст­ве ука­зок.