КПД лазера

Nick_Crak>Даже в лабораторных разерах, как уже написал k_gornik, используется оптический лазер(я, вообще то, слышал о сверхмощных электронных пучках), накачивающий плазму десятки минут для одного короткого импульса(кстати, по моему, могу ошибатся -главная там трудность -сохранить устойчивость плазмы на этот длинный период), а потом очень долгое охлаждение..и снова.

Он ОХЛАЖДАЕТСЯ десятки минут. А накачка - нано- или даже пикосекунды, сверкороткий импульс лазера.

ab>Речь идет о том, что источник накачки в принципе у нас есть. Насчет мощности, ну что же будем делать маленькую активную среду, там ведь не высокая энергия как таковая, а высокая плотность энергии нужна, будем пока физику изучать, ПРО потом займемся. Вообще лазер устроен просто (это уж я в отместку) – источник энергии накачки, активная среда, в которой создается инверсия населенностей, т.е. запас возбужденных атомов или чего там излучать будет, для чего время жизни на верхнем энергетическом уровне должно быть велико, резонатор - куда это все помещается и все, спасибо Эйнштейну с его вынужденным излучением, очень скоро это наружу и вылетит.

Без резонатора можно обойтись, а вот без чего нельзя, так это без инверсной заселенности. А ее проблематично создать, если просто жахнуть рентгеном - ничего не получится. Потом, для работы лазера (как и любого усилителя) нужно, чтобы мощность генерации была больше потерь энергии, а потери для рентгена велики, сама же активная среда и поглощает (с нагревом, а не с "правильным" возбуждением атомов, причем).

ab>Источник накачки должен иметь длину волны, несколько меньше (то есть энергию кванта больше), чем длина волны излучения

Не обязательно.

ab> (поэтому разер оптическим лазером в прямом смысле слова, как рубин лампочкой, накачать нельзя, энергии квантов не хватит, которая ашню, там лазер просто селен в плазму жуткой температуры возгоняет, а уж потом за счет столкновений ионов с электронами в плазме эти ионы селена еще довозбуждаются)

Именно так. И другие способы есть, где вообще источник света не нужен. Нужен источник энергии, а какая форма, это уже другой вопрос.

>>Есть ведь и разеры с НЕ ВЗРЫВНОЙ накачкой, но там тоже используются реакторы деления, как источник энергии накачки.

ab>Честно говоря первый раз слышу. А что в атомном реакторе где-то такая уж жуткая плотность энергии есть? Как же там металл, из которого он сделан, выдерживает? Использование реактора деления, как источника энергии накачки, я представляю себе только в смысле, что он на электростанции стоит.

Я тоже в первый раз слышу. Не знаю про реакторы. Сомневаюсь. Энергии там много, но не в той форме, так сказать.

ab>Тут еще стоит заметить, что k_gornik упоминает разеры на свободных электронах. А вот мне в глубине души всегда казалось, что ЛСЭ это родственник магнетрона и клистрона, они ведь тоже когерентные колебания генерируют (и транзистор кстати тоже может). В ЛСЭ просто пучок от электронной пушки мимо магнитов пролетает, электроны болтает, заряды, движущиеся с ускорением, излучают, чаще болтает - выше частота. Я видимо неправ, но вот где тут квантовые эффекты?

Именно так. Только если мы разгоним пучок электронов не в электронной пушке, а в хорошем ускорителе, то и излучаться будут не радиоволны, а рентген. А квантовые эффекты при таких частотах сами собой проявятся.

k_gornik>Без резонатора можно обойтись, а вот без чего нельзя, так это без инверсной заселенности. А ее проблематично создать, если просто жахнуть рентгеном - ничего не получится.

Как раз просто жахнуть и нужно. Важно только соответствующую среду сделать.

ab>>Источник накачки должен иметь длину волны, несколько меньше (то есть энергию кванта больше), чем длина волны излучения

k_gornik>Не обязательно.

Заколебетесь накачивать. Если вообще сможете. А про какой-то КПД тогда вообще забудьте.
Для эффективной накачки надо большую энергию кванта. На сколько большую зависит от конкретного случая.

k_gornik>Именно так. Только если мы разгоним пучок электронов не в электронной пушке, а в хорошем ускорителе, то и излучаться будут не радиоволны, а рентген. А квантовые эффекты при таких частотах сами собой проявятся.

Скорее уж релятивистские.
Есть такая штука, как синхротронное излучение. Там рентген, но совсем некогерентный. Зато хорошо направленный, по законам так-нелюбимой-некоторыми СТО + классической ЭД.

>>>Есть ведь и разеры с НЕ ВЗРЫВНОЙ накачкой, но там тоже используются реакторы деления, как источник энергии накачки.

ab>>Честно говоря первый раз слышу....
k_gornik>Я тоже в первый раз слышу. Не знаю про реакторы. Сомневаюсь. Энергии там много, но не в той форме, так сказать.

Вот вам всем ОКУЯН! Нет, я не ругаюсь Это -Оптический Квантовый Усилитель с Ядерной Накачкой (ОКУЯН)на основе импульсного реактора БАРС-6. Вот ссылочка
Так как именно этот прибор предназначен для опытов по термояду он - оптический, но это вопрос не источника накачки, а конструкции и среды резонатора.

k_gornik>Именно так. Только если мы разгоним пучок электронов не в электронной пушке, а в хорошем ускорителе, то и излучаться будут не радиоволны, а рентген. А квантовые эффекты при таких частотах сами собой проявятся.

А ведь Вы говорили, что НИЧЕГО не слышали о накачке пучком электронов Хотя конечно ПРЯМО это накачкой не назовешь. Но именно об этом я и читал.

Ник

>>>>Есть ведь и разеры с НЕ ВЗРЫВНОЙ накачкой, но там тоже используются реакторы деления, как источник энергии накачки.

ab>>>Честно говоря первый раз слышу....
k_gornik>>Я тоже в первый раз слышу. Не знаю про реакторы. Сомневаюсь. Энергии там много, но не в той форме, так сказать.

Вот еще ОТЛИЧНАЯ СТАТЬЯ и выдержка из нее:
Возможные применения ЯОП.

Преимущества реакторов-лазеров и иных ядерно-оптических преобразователей перед другими типами лазерных систем обусловлены высокой удельной и абсолютной энергоемкостью, практически недостижимой в других типах лазеров, реализацией эффективного преобразования в широком оптическом диапазоне, отсутствием промежуточных ступеней преобразования энергии, гибкостью управления. Следствием этого является относительная простота конструкции, ее компактность и надежность, высокая (или полная) автономность системы, возможность создания мобильных устройств с минимальными массогабаритными параметрами при заданной энергетике, особенно в диапазоне высоких мощностей лазерного излучения и длительных пусков. При этом многократные повторные пуски не требуют дополнительного расхода топлива, лазерных сред и иных материалов.

Отсутствие химически агрессивных сред и малое количество урана делают РЛ безопасным с точки зрения хранения, эксплуатации и экологии. Недостаток, связанный с наличием радиационных полей при работе реактора-лазера, нейтрализуется достаточно простыми средствами биологической защиты.

В связи с отмеченным множество возможных применений лазерной энергии непосредственно относится и к реакторам-лазерам. Мощные реакторы-лазеры могут применяться как в военном деле, так и в научных исследованиях, промышленности, медицине и др. областях народного хозяйства. Диапазон (не полный) примеров применения лазеров простирается от уничтожения саранчи для защиты урожаев до воздействия на космические объекты (как в программах "звездных войн", так и в мирном освоении космоса).

Ник

Nick_Crak>Вот еще ОТЛИЧНАЯ СТАТЬЯ и выдержка из нее:
Nick_Crak>Возможные применения ЯОП.

К сожалению это для оптических диапазонов (как я понял).
Для гамма, похоже, сколь-нибудь стоящего КПД без зеркал не добиться...

>>Есть такая штука, как синхротронное излучение. Там рентген, но совсем некогерентный.

ab>Вот мой вопрос то и почему у лазера на свободных электронах
ab>когерентный, а синхротронное излучение нет, принцип то похож,
ab>электроны движутся с ускорением и зизлучают.

Атомы обычно излучают некогерентно, но в лазере когерентно. Так же и синхротронное излучение - обычно некогерентное, но в лазере на свободных электронах, хоть рентгеновском, хоть нерентгеновском, электроны излучают когерентно. Потому он и лазер.

k_gornik>>Я тоже в первый раз слышу. Не знаю про реакторы. Сомневаюсь. Энергии там много, но не в той форме, так сказать.

Nick_Crak>Вот вам всем ОКУЯН! Нет, я не ругаюсь Это -Оптический Квантовый Усилитель с Ядерной Накачкой (ОКУЯН)на основе импульсного реактора БАРС-6.

Он не рентгеновский. Я имел в виду рентгеновские. Для рентгеновских лазеров проблема именно в создании активной среды, а не в мощном источнике энергии.

k_gornik>>Именно так. Только если мы разгоним пучок электронов не в электронной пушке, а в хорошем ускорителе, то и излучаться будут не радиоволны, а рентген. А квантовые эффекты при таких частотах сами собой проявятся.

Nick_Crak>А ведь Вы говорили, что НИЧЕГО не слышали о накачке пучком электронов Хотя конечно ПРЯМО это накачкой не назовешь. Но именно об этом я и читал.

Там электроны скорее среда, чем накачка.

Nick_Crak>Вот еще ОТЛИЧНАЯ СТАТЬЯ и выдержка из нее:
Nick_Crak>Возможные применения ЯОП.

Опять оптические. Мы про рентгеновские лазеры говорим, или про любые, лишь бы хоть каким-то боком к радиации относятся?

ab>Восхищен ответом. А как электроны узнают что их лазером ab>назвали?
ab>IMHO Лень отвечать по существу, лучше промолчать.

Ну а как электроны в оптическом лазере узнают, что они в лазере?

В ЛСЭ электроны находятся в поле как магнитов, так и самой генерируемой волны излучения, эта волна действует как и волна в лазере, то есть вынуждает вынужденное излучение. Когерентное с самой волной, конечно, то есть волна усиливается. Должны удовлетворяться определенные требования, достаточно большая плотность электронов, достаточно малый их разброс по энергиям, кое-что еще.

ab>Ну а где же инверсия населенностей? Между какими
ab>энергетическими уровнями излучающий переход?
ab>Странный лазер какой то. А то вы мне лампу
ab>бегущей волны описываете, взаимодействие
ab>пучка электронов с электромагнитной волной.
ab>ЛБВ хорошо работает, не лазер вот только.

Видишь ли, если электроны свободные, то тут уже никаких уровней нет Чисто математически, это может быть описано как переход между некими псевдоуровнями, но это чисто математически. Да, лазер на свободных электронах - это не совсем лазер. Но он дает когерентное, монохроматическое излучение, в этом смысле он лазер. Причем длина волны почти любая, и микроволны, и оптический диапазон, и ИК, и УФ, и даже рентген. И плавно настраивается в довольно широких пределах! И высокая мощность! Так что тебе еще надо? Название нетакое? Ну и фиг с ним, лишь бы работало.

А лампа бегущей волны тоже дает когерентное, монохроматическое излучение. Лазером ее не называют, потому что для большой длины волны такое излучение легко получить. А чем короче, тем труднее, нужны "более особые" методы. К ним прилипло "более особое" слово лазер.