Granatas itrio skandžio ir aliuminio pagrindu. Sintetinės granatos
Yra keletas susintetintų akmenų rūšių, kurių gamtoje nėra. Šie kristalai buvo išauginti atsitiktinai atliekant tyrimus kietojo kūno fizikos srityje. Kai kurie iš šių kristalų, po pjaustymo, buvo pradėti naudoti papuošaluose.
Stroncio titanatas
Vienas iš jų yra sintetinis stroncio titanatas, kuris buvo auginamas Verneuil degiklyje. Stroncio titanatas turi cheminę sudėtį SrTiO3. Stroncio titanatas ir mineralinis perovskitas (CaTiO3) yra labai panašūs savo kubine struktūra ir kristalų forma. Stroncio titanatas yra izotropinis, beveik bespalvis, jo lūžio rodiklis natrio šviesoje yra 2,410, dispersija – 0,19 intervale nuo B iki G, savitasis sunkis – 5,1, kietumas – 6. Stroncio titanatas turi ir kitus pavadinimus, pvz. starilian, fabulite, diagem. Briliantinio pjovimo stroncio titanatas yra labai panašus į deimantą, nors jį galima lengvai atpažinti net pagal jo kietumą ar savitąjį svorį 3,52, be to, jis nefluorescuoja ultravioletinėje šviesoje. Dėl to, kad stroncio titanatą lengva atskirti nuo deimantų, jis nebuvo naudojamas papuošaluose.
Ličio niobatas
Kita gamtoje neaptinkama, bet dirbtinai auginama medžiaga yra ličio niobatas. Natrio niobatas pateko į Amerikos papuošalų rinką pavadinimu Linobat. Ličio niobatas dažniausiai auginamas bespalvis, tačiau pridėjus specialių priedų jis gali įgauti spalvą nuo raudonos iki violetinės. Ličio niobato cheminė sudėtis yra LiNbO3. Pagal savo chemines savybes jis labai artimas stroncio titanato savybėms. Tačiau skirtingai nei stroncio titanatas, ši dirbtinai išauginta medžiaga yra ne izotropinė, o vienaašė ar kitaip trigoninė. Ličio niobato įprastas pluošto lūžio rodiklis natrio šviesoje yra 2,30, o neįprastas pluošto lūžio rodiklis yra 2,21. Ličio niobato kietumas yra 5,5, savitasis sunkis 4,64, dispersija 0,120 intervale nuo B iki G, o tai yra 3 kartus didesnė nei deimanto dispersija.
Fizikai susintetino keletą medžiagų, kurių struktūra labai panaši į granatus. Gamtoje tokių mineralų nėra. Šios į granatą panašios medžiagos turi cheminę formulę X3AL3O12. Šios medžiagos sukuriamos Verneuil degikliu arba Czochralski metodu, kai virš lydalo kaip sėkla pakibęs natūralus mineralas nuleidžiamas, kol paliečia lydalo paviršių, o tada pakeliamas ir pasukamas. Dėl šios priežasties kristalas pasirodo didelis ir cilindro formos. Šis procesas taip pat vadinamas lydalo piešimu. Labiausiai ieškoma iš šių medžiagų yra itrio aliuminio granatas ir Daimonair. Įprastai itrio aliuminio granatas ir „Daimonair“ gaminami bespalviai, tačiau jiems galima suteikti kitokią spalvą, pridedant specialios priemaišos. Pavyzdžiui, jei pridėsite chromo, medžiaga įgaus žalią spalvą ir taps panaši į demantoidą. Galite atskirti sintetinę medžiagą nuo demantoido pagal jos savitąjį svorį, nes medžiagos savitasis svoris yra 4,6, o demantoido yra daug mažesnis.
Cheminė YAG formulė: : . Šis lazeris veikia keturių lygių grandinėje. Pirmasis lygis, vadinamas žemės lygiu, atitinka minimalią galimą jonų energijos vertę.
Daugiausia yra jonų, turinčių mažiausią energiją. Aukštesniuose energijos lygiuose esančių jonų skaičius yra pastebimai mažesnis ir paklūsta Boltzmanno pusiausvyros pasiskirstymui. Neodimio granato lazeriuose žemesni veikimo lygiai yra silpnai apgyvendinti, todėl didžioji siurblio galios dalis išleidžiama ne populiacijos inversijai sukurti (), o ertmės nuostoliams įveikti ir naudingai išėjimo spinduliuotei. Šiuo atveju, kad susidarytų generacija, pakanka perkelti į 3 lygį tik nedidelę dalį jonų, esančių žemės lygyje. Tai išskiria tokio tipo lazerius nuo lazerių, veikiančių pagal trijų lygių schemą. Pastarajame žemesnis veikimo lygis yra pagrindinis lygis, o norint sukurti populiacijos inversiją (), reikia bent pusę jonų perkelti iš pagrindinio lygio į metastabilų 2 lygį, o atsižvelgiant į nuostolius rezonatoriuje ir naudingosios spinduliuotės, daugiau nei pusė. Todėl trijų lygių lazeriuose (pavyzdžiui, rubinuose) siurblio galia sunaudojama neproduktyviai ir jų efektyvumas gerokai mažesnis. Terpės būsena, kai N3>N2 vadinama energijos lygių populiacijos inversija. Itrio-aliuminio granatas su neodimio mišiniu yra unikali medžiaga, pasižyminti geru šilumos laidumu, dideliu kietumu ir patenkinamomis optinėmis savybėmis. Tinka generuoti sinchronizuotu režimu. Ilgas viršutinio lazerio lygio eksploatavimo laikas (t = 0,23 ms) leidžia YAG labai gerai veikti Q perjungimo režimu. YAG lazeriai gali veikti tiek nuolatiniu, tiek impulsiniu režimu. Abiem atvejais linijinės lempos dažniausiai naudojamos grandinėse su vienos elipsės šviestuvu, su artimu lempos ir kristalo išdėstymu arba su kelių elipsių šviestuvu. Darbui impulsiniu ir nepertraukiamu režimu atitinkamai naudojamos vidutinio slėgio ksenono lempos (500-1500 mmHg) ir aukšto slėgio kriptoninės lempos (4-6 atm). Strypų dydžiai paprastai yra tokie patys kaip rubino lazerio. YAG lazerio išėjimo parametrai yra tokie: nepertraukiamo daugiamodio režimo išėjimo galia iki 200 W; impulsiniame lazeryje su dideliu impulsų pasikartojimo dažniu (50 Hz) vidutinė išėjimo galia yra apie 500 W; Q perjungimo režimu maksimali išėjimo galia yra iki 50 MW; režimo sinchronizavimo režimu impulso trukmė yra iki 20 ps. Tiek impulsiniu, tiek nuolatiniu režimu diferencinis efektyvumas yra apie 1-3%.
24. Puslaidininkiniai lazeriai. Puslaidininkinių lazerių veikimo principas, tipai. Spektrinės ir generacinės charakteristikos.
Puslaidininkiniai lazeriai (SSL) skleidžia 0,32-32 mikronų bangos ilgio spinduliuotę. Puslaidininkiniai kristalai naudojami kaip aktyvioji terpė. Juose naudojami optiniai perėjimai, kuriuose dalyvauja laisvieji srovės nešikliai kristaluose, t.y. įtraukiant valstybes į elektronines juostas.
Puslaidininkiniai lazeriai turi šias savybes:
Labai mažas spinduliavimo plotas,
Labai didelis efektyvumas (50-60%),
Mažai energijos.
Palyginti su kietojo kūno ir dujiniais puslaidininkiniais lazeriais, jie turi:
Mažiau darnos
Kryptis (1-6°) ir
Spindulio monochromatiškumas (maždaug 5 nm).
Pagal siurbimo metodą puslaidininkiniai lazeriai skirstomi į:
Injekcija,
Su siurbimo gedimu elektriniame lauke,
Pumpuojamas greitų elektronų pluošto,
Optiškai pumpuojamas
Puslaidininkiniai lazeriai pirmiausia veikia impulsiniu režimu ir žemoje temperatūroje, o tai lemia būtinybė užtikrinti šilumos pašalinimą, taip pat dėl to, kad mažėjant temperatūrai lazeravimas vyksta esant mažesniam srovės tankiui. Plačiausiai naudojama aktyvioji terpė yra galio arsenidas su p-n jungtimi, generuojančia 0,84 μm bangos ilgio spinduliuotę, ir arsenido ir galio fosfido lydinys. Pn sandūra sužadinama elektronų įpurškimu.
Savo savybėmis, sandara ir veikimo principais puslaidininkiniai lazeriai skiriasi nuo kitų lazerių. Energijos lygius, susijusius su lazerio perėjimu, lemia visa kristalinė gardelė. Šios būsenos nėra atskiros, o sujungtos į energetines zonas, kurios reprezentuoja 
energetinių būsenų grupės, esančios labai arti. Lazeriui svarbios dvi energijos juostos: valentingumas ir laidumas.
Valentinė juosta yra aukščiausia būsena, užpildyta elektronais. Laidumo juosta yra aukščiau ir yra atskirta energijos sritimi, vadinama juostos tarpu, kurioje nėra elektroninių būsenų. Kai energija absorbuojama, elektronai pereina iš valentinės juostos į laidumo juostą. Skylės lieka valentinėje juostoje. Panašiai elektronas gali judėti iš laidumo juostos ir rekombinuotis su skyle valentinėje juostoje. Rekombinacijos metu energijos skirtumas išsiskiria kaip spinduliuotė. Elektronai įšvirkščiami iš n tipo pusės ir rekombinuojasi jungties srityje. Dėl to atsiranda srovė. Tokie lazeriai vadinami injekciniais lazeriais. Pratekėjus srovei turi susidaryti pakankamai skylių ir elektronų, kad jų rekombinacijos generuojama spinduliuotė viršytų nuostolius, susijusius su šviesos difrakcija iš aktyviosios srities, šviesos perdavimu ties pereinamojo laikotarpio riba ir sugertimi. šviesos laisvųjų nešėjų pereinamojoje srityje. Todėl lazerio veikimui reikalingas slenkstinis srovės tankis.
Puslaidininkiniai lazeriai neturi mažo pluošto divergencijos, nes jų spinduliuotė skleidžiama per diafragmą, kurią riboja mažas pereinamasis plotis. Difrakcija siauroje pereinamojoje juostoje lemia spinduliuotės išėjimą platesniu kampu nei kitų tipų lazeriuose. Todėl, pavyzdžiui, galio arsenido lazerio spinduliuotė yra elipsinio skerspjūvio pluošto, kurio sklaidos kampas yra 0,5, lygus keliems laipsniams lygiagrečia perėjimui kryptimi, ir didelių matmenų statmena kryptimi. į perėjimą.
Stroncio titanatas (fabulitas)
Palyginti su rutilu, šis sintetinis akmuo labiau tinka kaip deimantų pakaitalas papuošaluose. Jis yra visiškai bespalvis, optiškai izotropinis, o lūžio rodiklis (2,41) panašus į deimantą. Fabulito dispersija (0,1 - 0,2) yra didesnė, o tai užtikrina gražų žaidimą, kai keičiasi šviesos spindulių ar apšvietimo kritimo kampas. Fabulito kietumas yra 5,5 - 6,5, todėl patartina jį naudoti gaminant auskarus ar pakabukus, o ne į žiedus, kur greičiau susidėvės.
Stroncio titanato sintezė atliekama pagal gerai žinomą M. A. Verneuil metodą.
Išaugę kristalai turi būti atkaitinti deguonies srove žemoje temperatūroje. Užsienyje pramoninę fabulito gamybą vykdo bendrovė National Ice and Co (JAV). Fabulitas SSRS negaminamas.
Itrio aliuminio granatas (YAG)
Itrio aliuminio oksidas (Y 3 A1 5 O 12) turi granato struktūrą ir dažniau vadinamas itrio aliuminio granatu – YAG arba granatu. YAG dažniausiai auginamas Czochralski metodu, tačiau geri rezultatai gaunami ir kristalizuojant iš lydalo su srautu. YAG sintezės sąlygos labai panašios į korundo auginimo sąlygas.
Iš pradžių itrio aliuminio granatas buvo naudojamas tik technologijoje; pridedant kai kurių lantanidų (ypač neodimio), buvo išauginti lazerinėje technologijoje naudojami kristalai: be to, YAG kristalai yra substratas ferimagnetinių granatų, naudojamų lazerių technologijose ir radijo elektronikoje, sintezėje.
Pastaraisiais metais YAG buvo plačiai naudojamas papuošaluose. Pridėjus lantanidų, atsirado galimybė gauti gamtoje neaptinkamų skirtingų spalvų kristalų – raudonų, žalių, geltonų, rudų ir kt. Užsienyje YAG gamina nemažai įmonių, populiariausios yra granatos iš Linda (JAV).
SSRS YAG gaminamas kryptinės kristalizacijos metodu, leidžiančiu išauginti visiškai taisyklingus ir grynus kristalus.
Dirbtinis granatas susidaro aukštoje temperatūroje giliame vakuume specialiuose aparatuose. Augalas gamina šviesius, rausvus, geltonus ir žalius granatus. Sintezės laikas yra apie 4 dienas. Atliekami tyrimai, kuriais siekiama gauti bet kokios spalvos YAG kristalus – nuo violetinės ir citrininės iki grynos mėlynos ir alyvinės.
Ličio niobatas
Ličio niobatas – LiNbO 3 – yra gana minkštas sintetinis akmuo (kietumas apie 5,5 pagal Moso skalę). Jis pirmiausia įdomus dėl savo optinių savybių, kurios leido jį naudoti lazerinėje technologijoje. Jo lūžio rodiklis 2,2 -2,3, dispersija didelė 0,12, kas užtikrina gražų akmens žaismą.
Kristalai auginami Czochralski metodu. Į lydalą įdėjus pereinamųjų grupių metalų oksidų, galima gauti skirtingų spalvų kristalus: pridedant chromo oksido – žalią, geležies oksidą – raudoną, kobalto oksidą – mėlyną arba mėlyną. SSRS ličio niobatas nėra sintetinamas.
Itrio aliuminio granatas (YAG) yra optinė medžiaga, tinkama naudoti UV ir IR optikoje. YAG produktai gali būti naudojami kaip optiniai elementai plačiame spektro diapazone nuo 250 iki 5000 nm. YAG mechaninės ir cheminės savybės yra artimos safyro savybėms, tačiau YAG nėra dvigubai laužiantis ir jo apdorojimas yra šiek tiek paprastesnis nei safyro. YAG neturi absorbcijos linijų 2–3 µm srityje, kur stiklai paprastai yra linkę stipriai sugerti dėl stiprių vandens molekulių ryšių. Dėl didelio stiprumo, lūžio slenksčio, lūžio rodiklio ir šilumos laidumo YAG galima naudoti aukštoje temperatūroje ir didelės galios lazeriuose.
Optikai naudojame aukštos kokybės kristalus, užaugintus Czochralski metodu ir horizontaliuoju kliento pasirinkimu. Mūsų įmonė atlieka YAG lazerinį poliravimą, gamina šviesos kreipiklius, prizmes ir veidrodžius.
|
Optinės savybės |
|
| Perdavimo sritis, µm | nuo 0,21 iki 5,3 |
| Lūžio rodiklis, esant 1,064 µm | 1.82 |
| Atspindžio nuostoliai, % dviem paviršiams 1,064 µm | 16.7% |
| Termooptinis koeficientas (dT), 633 nm | 7,3 * 10 -6 * K -1 |
|
Fizinės savybės |
|
| Tankis, g/cm3 (20°C) | 4.56 |
| Tirpumas | Netirpus vandenyje |
| Medžiagos tipas | Sintetinis monokristalas |
| Kristalinė struktūra | kub |
| Lydymosi temperatūra °C | 1940 |
| Šilumos laidumas W * cm -1 * °K -1 | 0.14 |
| Temperatūros tiesinio plėtimosi koeficientas 1/°C | 7,8 x 10 -6 |
| Savitoji šiluma J /(kg * K) esant 0 °C | 590 |
| Dielektrinė konstanta | 11.7 |
| Youngo modulis (E), GPa | 300 |
| Elastingumo koeficientai | C11 = 333 C12 = 111 C 44 = 115 |
| tamprumo riba MPa | 280 |
| Moho kietumas | ~8,5 |
Itrio aliuminio granatas, legiruotas neodimiu (Y 3 A 15 O 12: Nd 3+)
Itrio aliuminio granatasneodimiu legiruotas ( Y 3 A 15 O 12:Nd 3+) yra lazerio kristalas, plačiai naudojamas pramonės, medicinos ir mokslo reikmėms. Pagrindiniai jo privalumai: žemas generavimo slenkstis, didelis efektyvumas, maži nuostoliai 1,064 µm, taip pat aukšta optinė kokybė, geras šilumos laidumas ir atsparumas temperatūros pokyčiams, stabilios cheminės ir mechaninės savybės, leidžiančios naudoti Nd:YAG visų tipų kietojo kūno lazeriuose.
| Savybės | |
| Cheminė formulė | Nd 3+ :Y 3 Al 5 O 12 |
| Kristalinė struktūra | Kubinis |
| Lydinio koncentracija, % | 0.5 - 1.2 |
| Grotelės konstanta, A | 12.01 |
| Tankis g/cm3 | 4.56 |
| Lydymosi temperatūra, °C | 1950 |
| Dielektrinė konstanta | 11.7 |
| Samanų kietumas | 8.5 |
| 7,8 x 10 -6 x °K -1,<111> 8,2 x 10 -6 x °K -1,<100> |
|
| Šilumos laidumas 25°C, P x cm -1 x °K -1 | 0.14 |
| Praradimo koeficientas esant 1064 nm, cm -1 | 0.003 |
| Lūžio rodiklis, esant 1 µm | 1.82 |
Nd:YAG lazerinių strypų specifikacija
| Medžiaga | Itrio aliuminio granatas, legiruotas neodimiu |
| Lydinio lygis | 0.5 - 2.3 % |
| Lydinio plitimas | +/- 0.1 % |
| Orientacija | <111> |
| Orientacijos tolerancija | +/-5º |
| Skersmens tolerancija | +/- 0,05 mm |
| Ilgio tolerancija | +/- 0,5 mm arba pagal poreikį |
| Lygiagretumas | |
| Statmenumas | |
| Bangos fronto iškraipymas | Lambda/8 colyje esant 633 nm |
| Plokštumas | Lambda/10 esant 633 nm arba pagal kliento pageidavimą |
| Įbrėžimų taškai | 10-5 MIL – 13830B |
| Šoninis paviršius | Šlifuotas arba poliruotas |
| Šviesos diafragma | 90% centrinė dalis |
| Nuožulniai | <0.15 мм x 45º |
| Dangos | AR danga R<0.2% с поверхности на1064 nm или по требованию заказчика |
Be to, ARD-OPTIX siūlo remonto paslaugas
(perpoliravimas ir dengimas) klientų lazerinių elementų
Itrio aliuminio granatas, legiruotas erbiu (Er:Y 3 Al 5 O 12 arba Er:YAG)
Itrio aliuminio granatas, legiruotas erbiu ( Er:Y 3 Al 5 O 12 arba Er:YAG) yra lazerio kristalas, kuris turi daug privalumų, kai naudojamas esant bangos ilgiui. 2,94 µ . Er: YAG turi aukštą optinę kokybę, didelį efektyvumą, geras šilumos laidumas, stabilios cheminės ir mechaninės savybės. Er:YAG pumpuojamas dideliame plote 600 - 800 nm. Visos šios savybės sukuria Er: YAG Puiki medžiaga stomatologiniams ir kitiems medicininiams lazeriams.
| Pagrindinės savybės | |
| Cheminė formulė | Er:Y 3 Al 5 O 12 |
| Kristalinė struktūra | Kubinis |
| Lydinio koncentracija, % | 1 - 50% |
| Grotelės konstanta, A | 12.00 |
| Tankis, g/cm3 | 5.35 |
| Lydymosi temperatūra, ºC | 1970 |
| Dielektrinė konstanta | 11.7 |
| Samanų kietumas | 8.5 |
| .Šiluminio plėtimosi koeficientas | 7,7 x 10–6 x ºK-1,<111>8,2 x 10–6 x ºK-1,<100> |
| Šilumos laidumas esant 25ºC, P x cm-1 x ºK-1 | 0.12 |
| Praradimo koeficientas esant 1064 nm, cm-1 | 0.003 |
| Spinduliuotės bangos ilgis, nm | 2940 |
| Lūžio rodiklis, esant 2940 nm | 1.79 |
Er:YAG lazerinių strypų specifikacija
| Medžiaga | Itrio aliuminio granatas, legiruotas erbiu |
| Lydinio lygis | 1 - 50 % |
| Orientacija | <111> |
| Orientacijos tolerancija | +/-5º |
| Skersmens tolerancija | +/- 0,05 mm |
| Ilgio tolerancija | +/- 0,5 mm arba pagal kliento reikalavimą |
| Lygiagretumas | |
| Statmenumas | |
| Bangos fronto iškraipymas | Lambda/8 colyje esant 633 nm |
| Plokštumas | Lambda/10 esant 633nm arba pagal kliento pageidavimą |
| Įbrėžimų taškai | 10-5 |
| Šoninis paviršius | Šlifuotas arba poliruotas |
| Šviesos diafragma | 90% |
| Nuožulniai | <0.15 mm x 45º |
| Dangos | AR danga su R<0.25 % на 2940 нм или по требованию заказчика |
Be to, ARD-OPTIX siūlo remonto paslaugas
(perpoliravimas ir dengimas) klientų lazerinių elementų
Itrio aliuminio granatas, legiruotas iterbiu (Yb: Y 3 Al 5 O 12 arba Yb:YAG)
Itriu legiruotas itrio aliuminio granatas (Yb: Y 3 Al 5 O 12 arba Yb:YAG) yra viena iš perspektyvių lazeriu aktyvių medžiagų ir yra patogesnė diodų siurbimui, palyginti su tradicinėmis. Nd granatai. Jis gali generuoti 1,03 µ bangos ilgį, kai siurbiamas 940 nm. Pagrindiniai Yb:YAG privalumai: plati sugerties juosta, didelis efektyvumas ir puiki emisija. Yb: YAG lazerinė medžiaga plačiai naudojama pramoniniuose lazeriuose metalo pjovimui ir suvirinimui. Šis kristalas taip pat naudojamas elektronikoje, optikoje ir lazerinėse technologijose.
| Pagrindinės savybės | |
| Cheminė formulė | Yb 3+ :Y 3 Al 5 O 12 |
| Kristalinė struktūra | kub |
| Dopingo koncentracija, %. | 5 - 30 % |
| Grotelės konstanta, A | 12.01 |
| Tankis g/cm3 | 4.56 |
| Lydymosi temperatūra, °C | 1970 |
| Samanų kietumas | 8.5 |
| Šiluminio plėtimosi koeficientas | 7,8 x 10 -6 x °K -1,<111> |
| Šilumos laidumas25°C, P x cm -1 x °K -1 | 0.14 |
| Praradimo koeficientas esant 1064 nm, cm -1 | 0.003 |
| Lazavimo bangos ilgis, nm | 1030 |
| Lūžio rodiklis, 1 µ | 1.82 |
Yb:YAG lazerinių strypų specifikacija
| Medžiaga | Itrio aliuminio granatas, legiruotas iterbiu |
| Lydinio lygis | 5 - 30 % |
| Orientacija | <100> |
| Orientacijos tolerancija | +/-5º |
| Skersmens tolerancija | +/- 0,05 mm |
| Ilgio tolerancija | +/- 0,5 mm arba pagal kliento reikalavimą |
| Lygiagretumas | |
| Statmenumas | |
| Bangos fronto iškraipymas | Lambda/8 colyje esant 633 nm |
| Plokštumas | Lambda/10 esant 633 nm arba pagal kliento pageidavimą |
| Įbrėžimų taškai | 10-5 |
| Šoninis paviršius | Šlifuotas arba poliruotas |
| Šviesos diafragma | 90% centrinis regionas |
| Nuožulniai | <0.15 мм x 45º |
| Dangos | AR danga su R<0.25% с поверхности на требуемой длине волны |
Be to, ARD-OPTIX siūlo remonto paslaugas
(perpoliravimas ir dengimas) klientų lazerinių elementų
Vienas iš plačiausiai šiandien naudojamų kietojo kūno lazerių yra lazeris, kuriame itrio aliuminio granatas yra matrica, o jonai – aktyvatorius. Priimtas šio lazerio pavadinimas yra
Lazeris turi santykinai žemą sužadinimo slenkstį ir aukštą šilumos laidumą, todėl galima generuoti lazeravimą dideliu impulsų pasikartojimo dažniu, taip pat lazeruoti nepertraukiamu režimu. Lazerio efektyvumas yra gana didelis; jis siekia kelis procentus.
Pagrindiniai neodimio jonų perėjimai granate parodyti Fig. 1.16. Perėjimai vyksta tarp tam tikrų atominių dalelių, kurios paveiksle pavaizduotos kaip „energijos juostos“. Kiekviena „juosta“ (kiekvienas terminas) atitinka santykinai siaurų energijos lygių grupę, atsirandančią dėl tam tikro termino padalijimo granato kristalinės gardelės elektriniame lauke (Starko skilimas).
Siurbimo proceso metu neodimio jonai pereina iš pagrindinės būsenos, atitinkančios terminą, į tris būsenų grupes: A, B, C. Grupė A atitinka terminus ir grupę B – terminas atitinka tris granato neodimio sugerties spektro juostas,
parodyta pav. 1.17, a (atitinkamai A, B ir C juostos). Puiki absorbcijos juostų struktūra, aiškiai matoma paveikslėlyje, atspindi Starko terminų padalijimo efektą.
Terminas yra viršutinis darbinis „lygis“. Neodimio jonai yra apšviesti, pereinant nuo šio „lygio“ į lygius, atitinkančius termos. Pagrindinė energijos dalis (60%) išryškinama perėjimuose, įprasta atsižvelgti į lygius, atitinkančius terminą Fig. pateiktas perėjimų neodimio liuminescencijos spektras. intensyviausios linijos yra 1,0615 ir 1,0642 µm. Lentelėje 1.1 rodo bangos ilgius 18 liuminescencinių linijų, atsižvelgiant į įvairius perėjimus 114]; duomenys gauti esant 300 K temperatūrai. Supaprastintame lazerio vaizde galima naudoti keturių lygių darbo schemą; pagrindinis "lygis" - terminas 4/9/2, apatinis darbinis "lygis" - terminas viršutinis darbinis "lygis" - terminas "lygis" sužadinimo - terminai ir Atkreipkite dėmesį, kad perėjimai yra draudžiami dipolio aproksimacija (optiškai draudžiama), nes su per tokius perėjimus neodimio jono orbitinis kvantinis skaičius pasikeičia į 3; todėl -terminus atitinkančios būsenos yra metastabilios.
