8.4.1.  Оптическая накачка

Твердотельными называют лазеры, активная среда которых представляет собой диэлектрический кристалл или стекло, в которые введены (в виде примеси) специальные ионы, играющие роль активных центров. В твердотельных лазерах применяется только оптическая накачка.

При оптической накачке происходит возбуждение активных центров за счет поглощения излучения от специального источника света (источника излучения накачки). В качестве таких источников используются газоразрядные импульсные лампы, лампы непрерывного горения (газоразрядные и накаливания), искровые разрядники, пламя и т.д. Источником накачивающего излучения может служить также вспомогательный лазер.

Чтобы оптическая накачка была эффективной, необходимо выполнить два условия:

· во-первых, уровень возбуждения активного центра должен иметь достаточно большую ширину. Иначе говоря, линии поглощения накачивающего излучения должен соответствовать относительно широкий участок на шкале часто (шкале длин волн);

· во-вторых, необходимо, чтобы максимум линии поглощения активного центра попадал в область спектра частот накачивающего излучения, характеризующуюся высокой интенсивностью.

Только при выполнении этих условий оптическая накачка может стать достаточно эффективной; в противном случае доля полезно расходуемой мощности накачивающего излучения будет незначительной. В твердотельных лазерах оба указанных условия выполняются. Для твердотельных активных сред ширина линии (полосы) поглощения порядка 0,1 мкм. Подбирая для каждого конкретной лазера излучение накачки с соответствующим спектром часто удается добиться того, чтобы возбуждался практически лишь уровень возбуждения активного центра (или определенная групп уровней, играющая роль «уровня возбуждения»).