Рассмотрим схему газового лазера

Есть резонатор. Этот резонатор является основой для создания потока фотонов. Газовые лазеры могут быть проточные. В одну полость газового резонатора входит газ, а в другую выходит. Могут быть газовые резонаторы и запаянные, т.е. они не имеют полостей для входа и выхода. Газ в этом случае находится внутри.

Одна сторона газового резонатора посеребрена полностью. В этом случае поток фотонов не может пробить эту стенку. Другая сторона газового резонатора полупосеребрена, и через нее может проходить поток фотонов.

Далее создается система накачки. Эти системы накачки могут быть разные (электрические, оптические и т.д.). Сделаем эту систему электрической. В этом случае есть источник питания. Под действием мощного напряжения, которое прикладывается к источнику питания, происходит возбуждение атомов активного вещества (например, азота) и начинает формироваться поток фотонов. Фотоны отражаются от левого края, возбуждают другие атомы азота. Так идет формирование потока фотонов. Через какой-то промежуток времени этот поток фотонов пробивает правую сторону резонатора и выходит в виде когерентного, монохроматического потока. Так как коэффициент полезного действия таких ОКГ составляет порядка 30%, то остальная энергия затрачивается на тепло. Следовательно, необходимо создавать мощную систему охлаждения. Вот такая самая простейшая схема работы газового ОКГ.

Далее отметим, что ОКГ могут работать в импульсном и непрерывном режиме. В импульсном режиме достигается большая плотность мощности, так как происходит накопление энергии (до 10¹⁶ВТ/м²).

Если:

· Длительность импульса =10^-3 – 10^-6 с – их называют длительными импульсами

· Длительность импульса =10^-7 – 10^-9 с - их называют гигантскими

· Длительность импульса =10^-9 – 10^-12 с -это работа в системе синхронизации мод.

Что такое мода?

Если идет поток фотонов, то в результате воздействия на заготовку плотность потока фотонов в поперечном сечении неодинакова. В поперечном сечении могут появляться различные фигуры. Такое распределение называется модой.

Фокусирующие линзы и зеркала. С целью повышения плотности мощности лазерного излучения осуществляют его фокусировку. Для фокусировки применяется как прозрачная оптика проходного типа (линзы), так и отражательная металлооптика (зеркала).

Фокусирующие прозрачные линзы используются при малых мощностях лазерного излучения (до 1...3 кВт). При повышенных мощностях лазерного излучения все шире начинают использоваться зеркальные фокусирующие системы из металлооптики, обеспечивающие значительно больший срок службы. Зеркальные фокусирующие системы используются в виде одиночного фокусирующего зеркала или какого-либо варианта двухзеркального объектива Кассегрена.