Первую генерацию на самоограниченных ЛПМет получили в 1965 г. американские ученые Г. Р. Фоулес и В. Т. Сильфаст на парах свинца в красной области видимого спектра — на длине волны А = 722,9 нм. В том же году М. Пильтч, В.Т. Вальтер, Н. Солимен, Г. Гоулд и В. Р. Беннет получили генерацию на парах марганца, в 1966 г. — на парах меди и золота. На переходах атомов меди (А = 510,6 и 578,2 нм) были достигнуты наилучшие результаты. На исследования и разработку эффективного Л П М были затрачены большие финансовые и материальные ресурсы. Первая конструкция лазеров на парах меди и золота (ЛПМ и ЛПЗ) представляла собой керамическую трубку из окиси алюминия (А^Оз) с внешней электрической печкой, разогреваемой до 1500°С и наполняемой буферным газом гелием. Пиковая мощность на зеленой линии (А = 510,6 нм) при длительности импульса 20 не (на полувысоте) достигала 1,2 кВт при КПД лишь 0,1%. Коэффициент усиления на зеленой линии составил 58 дБ/м, на желтой — 42 дБ/м. При использовании в источнике питания тиратронного коммутатора (вместо искрового разрядника) и газоразрядной трубки, диаметр которой равен 10 мм и длина 800 мм, средняя мощность выходного излучения ЛПМ возрастала до 20 мВт на ЧПИ 660 Гц. В ЛПМ с большим диаметром канала (50 мм) были получены невиданные до того пиковая мощность и КПД: 40 кВт и 1,2% соответственно [45, 46]. При ЧПИ 1 кГц средняя мощность излучения достигла 0,5 Вт. Первый теоретический анализ ЛПМ был опубликован в 1967 г. [47].Малые значения мощности генерации объясняли принципиальным ограничением повышения ЧПИ. Считалось, что релаксация нижних лазерных (метастабильных) уровней атомов металлов происходит толь ко на стенках разрядной трубки, куда они попадают за счет диффузии. И уже при диаметрах канала 20-40 мм даже в случае низких давлений буферного газа (10-30 ммрт. ст.) ЧПИ не может превышать 1 кГц. Наличие в конструкции лазера внешней высокотемпературной нагре вательной печки также снижало КПД и обесценивало преимущества высокоэффективной генерации на КМ-переходах атомов металлов. В самом начале ЛПМ использовался как усилитель яркости изоб ражения [48]. В целях расширения диапазона применения требовалось улучшение качества его выходного излучения. С 1971 г. велись поиски оптических систем, формирующих в ЛПМ пучки излучения с малой расходимостью [49], в результате расходимость излучения была сни жена примерно в 30 раз. Эти пионерские основополагающие работы американских ученых явились толчком к интенсивному исследованию ЛПМет во многих странах (США, Россия (СССР), Англия, Франция, Австралия, Из раиль, Болгария, Япония, Китай, Индия и др.). |
