Разделы сайта

Расчет оптического квантового генератора на лазерном кристалле

кристалл лазер спектр квантовый

Потери в лазере складываются из вредных потерь, обусловленных дифракцией на краях элементов, переотражением, рассеянием и поглощением, и из полезных потерь на вывод излучения из резонатора. Генерация будет возникать в том спектральном диапазоне, где выполняется условие превышения усиления над потерями. Для определения данного диапазона необходимо рассчитать коэффициент потерь в схеме резонатора. Кроме того, необходимо рассчитать практически достижимый в нашей схеме параметр накачки.

Рассмотрим лазер с резонатором Фабри - Перо (Рис. 4.1) Поместим лазерную среду длиной l, обладающую усилением , между двумя плоскими параллельными зеркалами (интерферометр (резонатор) Фабри - Перо) с коэффициентами отражения по интенсивности R1 = Rглух, R2 = Rвых и пропускания T1 = Tк (Tк - пропускание торцов кристалла), T2 = Tвых. Будем считать, что поглощение в зеркалах отсутствует, т.е. R + T = 1.

Рис. 4.1. Схема резонатора

Запишем условия для интенсивности излучения:

(4.1), отсюда:

(4.2) - выражение для порогового условия генерации. Правая часть уравнения состоит из суммы вредных потерь , обусловленных поглощением излучения на лазерном переходе, рассеянием на неоднородностях, дифракцией на внутрирезонаторных апертурах, спонтанным излучением. Второе слагаемое учитывает полезные потери, связанные с выводом лазерного излучения из резонатора через выходное зеркало [10-13].

Достижимый параметр накачки P=N2 / N0 напрямую зависит от мощности накачки и диаметра пучка накачки:

(4.3), здесь - мощность накачки, - время жизни верхнего уровня, - энергия накачки.

(4.4), величина 1,8 - квантовый выход.

, (4.5), - радиус пучка накачки.

Таким образом, используя данные формулы, удалось получить следующие значения коэффициента инверсии P для двух образцов в зависимости от мощности накачки и радиуса пучка r:

Pнак, Вт	P=N2/N0
	3% Tm		4,8% Tm
	r=0.15 мм	r=0.25 мм	r=0.15 мм	r=0.25 мм
30	0,222	0,089	0,148	0,053
50	0,387	0,148	0,231	0,089
80	0,658	0,237	0,379	0,142
100	0,823	0,296	0,492	0,177

Перейти на страницу: 1 2

Самое читаемое:

Измерение спектральных характеристик волоконных световодов с органическими красителями
Измерение температуры является одной из важнейших и неотъемлемых составляющих многих технологических процессов. Однако в областях техники с воздействием сильных электромагнитных полей, например, в силовой энергетике [1-3] (силовые электрические машины, мощные трансформаторы, усилители и т.д.), в системах с СВЧ-излучением (мощная р ...