Cтраница 1
Термооптические искажения в активных элементах были обнаружены вскоре после создания первого лазера. [1]
Термооптические искажения в активных элементах связаны как с температурными и фотоупругими изменениями показателя преломления материала, так и ( в значительно меньшей степени) с изменениями его формы. [2]
Появление термооптических искажений изменяет характеристики лазера, приводя, как правило, к их ухудшению. [3]
Исследования влияния термооптических искажений на характеристики лазерного излучения развивались в общем русле работ, направленных на совершенствование лазерных оптических резонаторов как устройств преобразования запасаемой в активном элементе энергии в излучение с заданными характеристиками, и в значительной мере стимулировали эти работы: практически неизбежное наличие термооптических искажений в резонаторе едва ли не в большей степени, чем другие источники аберраций, приводит к значительному ухудшению лазерных характеристик. [4]
Характерной особенностью термооптических искажений АЭ в этом случае является малость наведенного двулучепреломления по сравнению с двулучепреломлением, обусловленным собственной анизотропией материала. Вследствие этого направления главных оптических осей элемента во всех точках одинаковы и определяются собственной анизотропией материала. [5]
![]() |
Схема измерения величины оптической силы термической линзы АЭ. [6] |
Анализируя характер термооптических искажений АЭ под действием накачки, мы пришли к выводу, что в первом приближении их можно представить в виде идеальной термической линзы, оптическая сила которой меняется при изменении накачки. В этом параграфе исследуем, как меняются свойства резонатора, содержащего ТЛ, при изменении мощности накачки, что эквивалентно исследованию резонатора, содержащего линзу с изменяющейся оптической силой. [7]
Результатом изучения связи термооптических искажений с характеристиками лазерного излучения явилось понимание необходимости создания конструкций систем накачки, позволяющих создавать равномерное поле оптической накачки в сечении активного элемента; при этом компенсация проявлений термооптических искажений в характеристиках излучения в значительной мере облегчается. Важную роль при создании успешно работающих лазеров играют оптимизация параметров лазерного резонатора и конструктивные приемы обеспечения теплового режима активного элемента. Указанные вопросы рассматриваются в гл. [8]
Изложенная картина характера термооптических искажений твердотельных АЭ в реальной ситуации может значительно усложняться, так как многие предположения, сделанные в процессе анализа, выполняются не всегда. Например, АЭ изначально может быть оптически неоднородным, возможно влияние напряжений, возникающих в процессе крепления АЭ в осветителе, краевых эффектов, нестационарности температурного поля и проч. Однако, в первую очередь, это относится к предположению об однородности нагрева и охлаждения АЭ. В реальной ситуации распределение мощности накачки по сечению АЭ всегда в той или иной степени неравномерно. [9]
Значительно большую роль играют термооптические искажения в составе генератора: помещение такой детали в оптический резонатор радикально изменяет всю структуру его собственных типов колебаний и оказывает существенное влияние не только на состояние поляризации и расходимость, но и ( через изменение потерь в резонаторе) на энергию и мощность лазерного излучения. [10]
Через 1 1 мкс термооптические искажения достигают значения, при котором генерация аксиальных мод прекращается, а волно-водные типы колебаний продолжают возбуждаться еще в течение примерно 2 мкс. [11]
В осветителях эллиптического типа термооптические искажения АЭ в первом приближении обладают осевой симметрией. Однако из-за сильной фокусировки излучения лампы накачки в центральную область АЭ возможно наличие достаточно сильных сферических аберраций. При этом особенно сильные аберрации возникают тогда, когда радиус АЭ больше радиуса светящейся области лампы накачки. Например, в работе [92] описана ситуация, когда оптическая сила ТЛ в центре АЭ в 1 8 раза больше, чем ТЛ периферийной области. [12]
Дать общий анализ влияния термооптических искажений на характеристики лазерного излучения для режима одиночных вспышек затруднительно; температурное распределение в активных элементах, а вместе с ним и термооптические искажения весьма разнообразны. Они определяются неоднородностью распределения тепловыделения, которое зависит от конкретного вида системы накачки, спектра поглощения активной среды, состояния боковой поверхности активного элемента ( полированная или матовая) и других конструктивных особенностей. [13]
ОВФ служило и обусловленное термооптическими искажениями увеличение угловой расходимости усиливаемого излучения на первом проходе, которое способствовало лучшему перекрытию и перемешиванию излучения отдельных фрагментов активного элемента вблизи каустики. Разведение зон фокусировки пучков в ВРМБ-кювете сразу же приводило к нарушению фазировки, проявлявшемуся во флуктуацияЯ дальнепольного распределения интенсивности и уменьшении доли энергии в дифракционном угле. [14]
Большой прогресс в разъяснении сущности термооптических искажений был достигнут в работе [148], в которой впервые отмечена значительная роль фотоупругих эффектов и дано феноменологическое описание термооптических искажений в стеклянном активном элементе с учетом этих эффектов. [15]