ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термооптичёские характеристики промышленных лазерных стекол из "Термооптика твердотельных лазеров " О возможности создания лазерных стекол с малыми термооптическими искажениями впервые было сообщено в работах [148, 152]. Независимо от этого проводились исследования возможности минимизации величины термооптической характеристики W оптических стекол путем вариации их состава [134, 135]. Накопленный в этих работах опыт позволил создать ряд лазерных активированных стекол с уменьшенной величиной термооптических искажений. [c.55] Из выражения (1.23) для характеристики Q следует, что она пропорциональна произведению коэффициента линейного расширения а на оптический коэффициент напряжений, равный разности фотоупругих постоянных, т. е. Вф = i — Сг. [c.56] Стекла, имеющие весьма малую величину Вф, известны давно. Примером могут служить так называемое стекло Поккельса [148], а также другие стекла, содержащие большое количество окиси свинца [65, 135]. [c.56] Другой принципиальной возможностью уменьшения Q является поиск составов стекол, обладающих малой величиной коэффициента линейного расширения а. Таким стеклом является кварцевое. Однако при малом а невозможно получить малые значения W и Р [см. формулы (1.21) и (1.22)]. Действительно, в работе [54] показано, что величины W п Р для созданного активированного неодимом кварцевого стекла весьма велики ( 10 -К ) и имеют отрицательный знак. [c.56] Учитывая, что в выражения для AL всегда входит произведение перепада температуры АТ на ту или иную комбинацию термооптических характеристик, можно поставить вопрос об уменьшении величины термооптических искажений AL путем увеличения теплопроводности материала. [c.56] Исследования показали, что достичь этого для стекол пока не удается при переходе к составам стекол с повышенной теплопроводностью (такими являются разработанные в последнее время Li — La — Nd-фосфатные стекла [61]) Хт возрастает слабее, чем ухудшаются термооптические характеристики, поэтому минимизировать таким образом AL не удается. Вместе с тем поиск составов стекол с повышенной теплопроводностью интересен с точки зрения термопрочности активных элементов. [c.56] Результаты исследований зависимости характеристик лазерных стекол от их химического состава обобщены в работе [65], в которой сделан вывод о том, что поиск сред, обладающих малыми значениями W, Р и Q целесообразно проводить в классе фосфатных стекол. Стеклообразующими компонентами их являются окислы, обладающие широким диапазоном как положительных, так и отрицательных парциальных значений термооптических характеристик, что и обеспечивает возможность успешного комбинирования их для получения малых результирующих значений. [c.56] Следует отметить, что в настоящее время стекла с уменьшенной характеристикой Q (многосвинцовые и кварцевые) не получили распространения, так как их генерационные характеристики неудовлетворительны. При разработке лазерных стекол с улучшенными генерационными и термооптическими характеристиками приходится ограничиваться требованием малости термооптических характеристик Ц7 и Р. [c.57] Значения термооптических характеристик промышленных стекол для длины волны 1,06 мкм приведены в табл. 7. [c.57] Температурные зависимости термооптических характеристик. [c.57] 2 упоминалось, что ряд физических характеристик материала, входящих в выражения для Р и Q, зависят от температуры это обстоятельство приводит к температурной зависимости и этих величин. Первые достоверные сведения об этих зависимостях приведены в работе [38]. [c.57] Исследование температурных зависимостей коэффициента линейного расширения а и температурного коэффициента показателя преломления р [135] показывает, что для большинства стекол при температуре от —100°С до нижней границы зоны отжига (500—800 °С) величины аир увеличиваются линейно Значения dafdT и d /dT довольно хорошо воспроизводятся для стекол определенных областей химического состава и для промышленных стекол находятся в пределах da/dr = (0,04-f-- 0,11) 10-7 К-2 и dp/dr = (0,16- 0,28) 10-7 К . [c.57] Поэтому величину температурной производной термооптической характеристики dQ/dT можно считать равной нулю, а величины dP/dT и dW/dT — равными друг другу, т. е. [c.58] Действительно, экспериментальные измерения пятидесяти трех марок стекол показали, что dP/dT = (0,8ч- , Q)dW/dT [65]. [c.58] Измерения температурной зависимости всех трех термооптических характеристик были сделаны в работе [38]. В работах [43, 122] измерен температурный коэффициент термооптической характеристики W и указано [122] на возможность получения стекол с уменьшенной зависимостью W от температуры. [c.58] Результаты экспериментального определения температурных зависимостей термооптических характеристик промышленных стекол приведены в табл. 7. [c.58] Обсудим теперь те неприятные с точки зрения компенсации термооптических искажений последствия, к которым приводит температурный ход термооптических характеристик. [c.58] Волновые аберрации /iv( , Т) пропорциональны произведению перепада температуры 6Г( ) в данной точке поперечного сечения активного элемента относительно его поверхности на ту или иную комбинацию термооптических характеристик / v, значение которой определяется величиной температуры в этой же точке /iv( , Т) = К (Т(1))8Т(1)1. Из изложенного выше следует, что зависимость / v от температуры линейна, т. е. /С = /С + Р Т, где —значение коэффициента в начальной точке температурной шкалы, например при 0°С. [c.58] Кф = 0, построены значения Кг( = Ро — Q/2- -P T (прямая I)] там же показан ход волновых аберраций ftr, ф( ) для различных значений Та. [c.59] Исследуем поведение волновых аберраций /г( ) на интервале О i 1 в зависимости от пг как параметра, что для стекла определенного состава отвечает изменению температуры боковой поверхности Т . [c.60] Вернуться к основной статье