Зеркала резонатора лазера

Все изложенные на сайте лазерные системы имеют высокий коэффициент усиления, так что к лазерным зеркалам не предъявляются особые требования. Некоторые лазеры работают в режиме сверхизлучения и не нуждаются в зеркалах. К примеру, >>>лазер на парах свинца<<< на длине волны 729 нм. имеет усиление 600 Дб/м. Для многих систем достаточно металлического зеркала ( преимущественно алюминий с коэффициентом отражения ~92% ). В качестве выходного зеркала часто достаточно использовать стеклянную пластинку ( коэффициент отражения ~4% ). К юстировке зеркал также часто не предъявляется особых требований.

МЕТАЛЛИЧЕСКОЕ ЗЕРКАЛО

Обычное металлическое зеркало, полученное методом напыления или осаждения металла, вполне подходит для некоторых лазерных систем. В качестве зеркала нужно использовать исключительно зеркало с внешним отражающим слоем. Такие зеркала вполне можно купить или демонтировать с оптических приборов. Для видимого спектра излучения подходит отражающий слой из серебра или алюминия. Серебряные покрытия, которые имели бы преимущество в коэффициенте отражения, к сожалению, подвергаются воздействию атмосферного воздуха и быстро тускнеют, сильно уменьшая отражающую способность зеркала.

На рисунке показана зависимость коэффициентов отражения и пропускания зеркала от толщины серебряного слоя. Обе кривые пересекаются при толщине слоя ~10 нм. Таким образом, при толщине слоя серебра в 10 нм. коэффициент отражения и коэффициент пропускания зеркала равны 30%, а остальные 40% падающей на зеркало энергии поглощаются в слое серебра. При значительной плотности лучевой энергии такие потери на поглощение могут привести к повреждению зеркального слоя. Приведенные на рисунке кривые были измерены на длине волны 1000 нм. В видимой области спектра ( 400÷700 нм ) соотношения еще хуже.

Для толстых слоев, начиная с 50 нм, результаты несколько получше. Поглощение в серебре и алюминии в видимой части спектра менее 10%.

ДИХРОИЧНЫЕ СВЕТОФИЛЬТРЫ

В виде дисков дихроичных светофильтров для галогеновых ламп в продаже имеется отличный и недорогой вариант диэлектрического зеркала на широкий диапазон длин волн. Дихроичные светофильтры галогеновых ламп являются дешевой альтернативой хорошим лазерным зеркалам для всего спектра светового излучения. Поскольку поглощение энергии в таких светофильтрах крайне мало, коэффициент отражения можно легко вычислить, зная коэффициент пропускания светофильтра ( от 100 вычитаем коэффициент пропускания и получаем коэффициент отражения ).

Спектральная характеристика некоторых светофильтров приведена ниже.

Синий светофильтр имеет высокий коэффициент отражения в диапазоне 550-650 нм.

Зеленый светофильтр подходит для лазеров, генерирующих синий 450 нм и красный 600 нм свет.

Желтый светофильтр подходит для ,,синих,, лазеров.

Красный светофильтр подходит для лазеров, генерирующих в диапазоне 425-550 нм.

Это зеркало представляет собой инфракрасный светофильтр, который устанавливается на некоторых цифровых фотокамерах.

СПЕКТРЫ ЛАЗЕРНЫХ ЗЕРКАЛ

Зеркала, снятые с бывших в употреблении лазеров, подходят не только для работы в том диапазоне, на который они рассчитаны. Часто их можно использовать в более широком диапазоне длин волн. Примеры спектральных характеристик различных зеркал можно увидеть на рисунках ниже.

Кривая коэффициента отражения зеркала, снятого с аргонового лазера

Кривая коэффициента отражения зеркала, снятого с He-Ne лазера. Как видно это зеркало имеет высокий коэффициент отражения в очень широкой полосе спектра.

Рабочая область зеркала рубинового лазера простирается от красного до ближнего инфракрасного спектра.