Cтраница 1
![]() |
Схема возбуждения тонких полупроводниковых пластин с помощью иижекционного лазера. [1] |
Объем активной среды и мощность генерации полупроводниковых лазеров с оптической накачкой может быть на два-три порядка больше, чем в инжекционных лазерах. [2]
![]() |
Примеры ватт-амперных характеристик непрерывных полосковых гетеролазеров. [3] |
Объем активной среды лазера, накачиваемого электронным пучком или светом, в 104 - 106 раз больше, чем у инжекционного лазера, что позволяет поднять мощность выходного излучения на несколько порядков. [4]
В качестве примера рассмотрим рубиновый лазер, объем активной среды которого равен 1 см3, а мощность накачки достигает такой величины, что Ne2. Если предположить, что дифракционные потери и потери на рассеяние в резонаторе равны потерям, обусловленным прохождением через зеркала, то Tc / tm Va - Используя характеристики для рубинового лазера, приведенные в § 3, получаем, что выходная мощность составляет приблизительно 3 вт. [5]
В выражении (3.18) объемный интеграл вычисляется по всему объему активной среды, а интеграл по длине волны - по полезному диапазону излучения лампы. [6]
Одним из путей повышения мощности излучения ЛПМ является увеличение объема активной среды за счет увеличения диаметра разрядного канала. С этой целью были использованы трубки из керамики марки А-995 с внутренним диаметром 32 мм и крупногабаритные вольфрам-бариевые кольцевые катоды и катодные блоки. [7]
![]() |
Зависимость эффективности преобразования энергии в лазерной среде от отношения ky c / a0. [8] |
Если мощность накачки и плотность лазерного излучения распределены по объему активной среды не слишком неравномерно, формула (3.17) дает оценку тах всего устройства в целом. Отметим, что достижимая эффективность преобразования энергии определяется только характеристиками возбужденной среды ( а именно отношением fcyc / a0) и не за-висит даже от того, в генераторной или усилительной схеме эта среда используется. Необходимо только при любой схеме лазерного устройства обеспечить оптимальную плотность генерируемого или усиливаемого излучения. [9]
![]() |
Зависимость усредненной по объему температуры элемента от времени в импульсном ( /, импульсно-периодическом ( 2 и непрерывном ( 3 режимах. [10] |
Преобразование части поглощенной световой энергии накачки в тепловую в объеме активной среды происходит практически мгновенно по сравнению с процессами теплопроводности между соседними участками среды и теплообмена с другими элементами излучателя. Время установления стационарного теплового режима активного элемента и время тепловой релаксации к исходному состоянию может изменяться в широких пределах в зависимости от геометрии элемента, теплофизи-ческих свойств его материала и эффективности охлаждения, но даже для такого хорошо проводящего материала, как кристалл граната, при эффективном охлаждении эти времена составляют несколько секунд и более. [11]
Здесь п - количество ионов второй примеси, распределенных в объеме активной среды лазера с плотностью ту ( г); u ( r) - нормированная модовая функция резонатора; Ды - величина отстройки частоты лазерного поля от резонанса безфононного перехода ионов второй примеси; константа g характеризует величину взаимодействия каждого иона с полем, которое длится в течение времени жизни Т, R - скорость, с которой ионы оказываются в основном состоянии. [12]
Однако вследствие того что длина резонатора L должна быть малой, объем активной среды оказывается также небольшим, а это приводит к низкой выходной мощности. В твердотельных и жидкостных лазерах ширина линий лазерных переходов существенно больше ( 100 ГГц или более) и описанный выше метод, как правило, неприменим. [13]
В газовых лазерах в качестве такого селектирующего элемента очень часто используются ограничивающие объем активной среды пластины, расположенные под углом Брюстера к оптической оси резонатора. Эти пластины вводят дополнительные потери на отражение для s - составляющей поляризации и не вносят никаких потерь для р-составляющей. [14]
Однако существует ряд причин, которые могут вызвать неравномерность распределения генерируемого излучения по объему активной среды даже при совершенно равномерном ее возбуждении. Одной из них является само существование модовой структуры; оценим, к каким последствиям может привести, скажем, то, что приняты меры для спектральной селекции излучения ( § 43) и генерация является оцночастотной. [15]