Объем - активная среда
Cтраница 3
 |
Схема многопроходного трехзеркального эффективного молекулярного усилителя наносекундных импульсов. [31] |
Эту схему можно рекомендовать для усиления не слишком больших мощностей, так как акустооптический дефлектор не выдерживает большую мощность импульсов излучения. В ней отсутствуют какие-либо переключающие элементы, но число отражающих элементов больше, чем в предыдущей схеме. Кроме того, объем активной среды при каждом проходе используется не полностью, а лишь на величину УЭФФ V, где Уэфф - эффективно используемый объем; V - объем активной среды; а - параметр эффективности. [32]
 |
Схематическое изображение отпаянного АЭ. / - вакуумноплотная оболочка. 2 - электродные узлы. 3 - концевые секции. 4 - выходные окна. [33] |
Основные параметры АЭ, приведенные в табл. 8.1 и 8.2, получены и оптимизированы при использовании модулятора, выполненного по схеме емкостного удвоения напряжения с магнитным звеном сжатия. АЭ Кристалл, объем активной среды которых на 1 - 2 порядка больше, чем у АЭ Кулон, при использовании схемы удвоения напряжения имеют почти в два раза большую мощность излучения, чем в случае прямой схемы. [34]
Если в газовой смеси Не - Ne нет примесей, например, атомов Ar ( Ne ( lS) Ar - - Аг Ne), то практически единственным способом перехода атома Ne с ме-тастабильного уровня IS являются столкновения со стенками газоразрядной трубки, и поэтому усиление оказывается обратно пропорциональным ее диаметру. С одной стороны, увеличение диаметра ведет к росту объема активной среды, а с другой, это приводит к понижению электронной температуры и к заполнению уровня IS. Эти два конкурирующих процесса имеют оптимум, который зависит от длины трубки. [35]
Из (17.12) следует, что вследствие стоячего характера волны каждой моды существуют области активной среды в районе узлов моды, где инверсная населенность не снимается при генерации этой моды. Следовательно, если в генерацию вышла какая-то мода, то она не стабилизирует инверсную населенность на пороговом уровне во всем объеме активной среды. Другая мода, чьи пучности приходят на узлы генерирующей моды, может иметь коэффициент усиления выше порогового (17.15) и тоже выйти в генерацию. Следовательно, если активный элемент достаточно малого размера поместить вблизи зеркала, то пространственная неоднородность поля сказывается мало и генерация будет одночасто-тной. В реальных лазерах из-за того, что коэффициенты отражения зеркал различаются между собой и отличаются от 1, всегда наблюдается бегучесть, что способствует сглаживанию пространственной неоднородности и некоторому сужению спектра генерации. Другим механизмом сглаживания является пространственная миграция энергии, но этот механизм в обычных твердотельных лазерах слаб и проявляется лишь в полупроводниковых лазерах. [36]
 |
Схема четырехпроходного усилителя с плоскими зеркалами. [37] |
Примерно во столько же раз увеличивается в этом случае и величина № пр. На рис. 2.14 и 2.15 представлены две хорошо известные схемы МГУ для усиления излучения СО2 - лазера: с плоскими зеркалами и телескопическая. Однако для коротких импульсов эти схемы не дадут большой энергетической эффективности, так как в них, во-первых, в усилении используется не весь объем активной среды и, во-вторых, время взаимодействия излучения с веществом усилителя возрастает незначительно. [38]
Эту схему можно рекомендовать для усиления не слишком больших мощностей, так как акустооптический дефлектор не выдерживает большую мощность импульсов излучения. В ней отсутствуют какие-либо переключающие элементы, но число отражающих элементов больше, чем в предыдущей схеме. Кроме того, объем активной среды при каждом проходе используется не полностью, а лишь на величину УЭФФ V, где Уэфф - эффективно используемый объем; V - объем активной среды; а - параметр эффективности. [39]
Если в АЭ Кулон с Va c - 4 2 см3 удельный съем мощности составляет 0 36 Вт / см3, то в АЭ Кристалл с Уа. Вт / см3, что примерно в четыре раза меньше. Для подтверждения этой возможности были дополнительно построены кривые зависимости температуры стенки разрядного канала, где располагаются генераторы паров меди ( кривая 3 на рис. 8.19), и концентрации атомов меди ( кривая 4) от объема активной среды АЭ. Но, с другой стороны, столь высокий уровень удельной мощности для АЭ с большими объемами является избыточным, так как уже при удельной мощности выше 3 - 4 Вт / см3 происходит снижение мощности излучения из-за перегрева активной среды. [41]
С учетом проделанного анализа для решения поставленной задачи мы предполагаем две различные схемы многопроходного усиления с временной задержкой между проходами. Обе схемы в теоретическом плане эквивалентны, но отличаются способами реализации. На рис. 2.16 приведена схема первого варианта многопроходного усилителя. Эта схема характеризуется относительной простотой и 100 % использованием всего объема активной среды усилителя при каждом проходе. Однако для реализации этой, схемы необходим дефлектор со временем переключения тп 100 не, требующий сложной схемы синхронизации. В качестве такого дефлектора можно рекомендовать акустооптический. Принцип работы схемы основан на ждущем режиме работы усилителя. [42]
Определим КПД накачки т ] р непрерывного лазера как отношение минимальной мощности накачки Рт, необходимой для создания определенной скорости накачки, к электрической мощности накачки Р, фактически подведенной к лампе. Заметим, что в соответствии с выражением (1.10) минимальная мощность накачки может быть записана в виде Рт ( df f2 / dt) pVhvp WpNsVh p, где V - объем активной среды, vp - разность частот между основным и верхним лазерным уровнями. Действительно, как мы покажем более подробно в разд. Поэтому более правильно определять среднюю минимальную мощность накачки ( РтУ ( Wp) NgVhvp, где усреднение производится по объему активной среды. [43]
Устойчивый резонатор сравнительно прост в эксплуатации. Он легко юстируется, достаточно устойчив по отношению к разъюстировке. Его сферические зеркала сравнительно легко поддаются изготовлению и контролю радиуса кривизны. Поэтому они находят широкое применение в лазерной технике, особенно в технике маломощных ( 1 кВт) лазеров. К числу недостатков устойчивых резонаторов следует отнести несовпадение объема каустики с объемом активной среды, что приводит к уменьшению КПД и увеличению размеров лазера, а также повышенные значения плотности мощности в перетяжке, что в случае ее малых размеров может привести к оптическому пробою. Однако самым серьезным недостатком устойчивых резонаторов является невысокая лучевая стойкость используемых в качестве выходных окон диэлектрических оптических материалов. Именно это обстоятельство ограничивает использование устойчивых резонаторов при больших плотностях излучения. [44]
С уровня 2р частицы возвращаются на основной уровень в два этапа. Сначала за короткий промежуток времени происходит спонтанный переход 2p - - ls, сопровождающийся обычным некогерентным свечением неона. С долгоживущего уровня Is частицы удаляются в основном за счет диффузии на стенки газоразрядной трубки, которым они отдают избыток своей энергии. Чтобы поддерживать требуемую инверсию на рабочих переходах, уровень Is должен опустошаться достаточно быстро, а потому диаметр газоразрядной трубки должен быть относительно небольшим. Действительно, замедление процесса диффузии ограничивает мощность генерации, хотя увеличение диаметра трубки и соответственно объема активной среды должно вести к возрастанию мощности. [45]
Страницы: 1 2 3 4