ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термомеханическая прочность и разрушение активных элементов из "Лазеры на неодимовом стекле " Вероятность термомеханического разрушения активных элементов растет при увеличении времени их термического нагружения, что может быть причиной ограничения срока службы частотно-импульсных лазеров на неодимовом стекле 18]. [c.124] Для повышения допустимых мощностей накачки можно, во-первых, повышать термомеханическую прочность элементов и, во-вторых, снижать температурные перепады, величина которых пропорциональна возникающим напряжениям (см. формулы (3.1), (3.2)). [c.124] Приемы, связанные с уменьшением числа поверхностных дефек- ов, могут привести к увеличению термомеханической прочности жтивных элементов в 2—5 раз по сравнению с элементами со шли вованной боковой поверхностью. [c.125] Можно подобрать такие условия закалки, при которых наведенные напряжения будут компенсироваться возникающими в квази-стационарном режиме работы термомеханическими напряжениями. Подводимая мощность и разрушающий перепад температуры этим методом могут быть подняты в 3—4 раза, например, допустимая мощность накачки элементов из силикатных стекол (10x130 мм) доведена примерно до 2 КВт 117, 21]. Для фосфатных неодимовых стекол возможна частичная компенсация термооптических искажений вмороженными при закалке активного элемента изменениями показателя преломления. [c.126] Упрочнение активных элементов достижимо также путем ионного обмена, приводящего к из.менению структуры поверхностного слоя [20]. [c.126] Большие надежды на повышение значений разрушающего перепада температуры возлагались на активированное кварцевое стекло, в котором из-за малого коэффициента линейного расширения температурные напряжения также весьма малы (см. формулы (3.1), 3.2)). Такое стекло было разработано [231 и действительно обладало способностью выдерживать значительные мощности накачки. К со-. жалению, термооптические искажения в этих стеклах велики. В последнее время в связи с развитием ОВФ-методов компенсации искажений интерес к такому стеклу возрождается. [c.126] Температурные перепады в активном элементе могут быть снижены несколькими способами. [c.126] Один из них — уже упоминавшаяся теплоизоляция или искусственный нагрев поверхности элемента для уменьшения теплоотвода, (так называемый охранный нагрев). Таким путем можно увеличить частоту следования импульсов (среднюю мощность) при работе лазера короткими циклами — сериями импульсов (длительность цикла определяется допустимой максимальной температурой активной среды). [c.126] Второй путь — модификация состава стекла таким образом, чтобы повысить его теплопроводность. К сожалению, варьирование состава стекла (метод, успешно применяемый для управления в широких пределах термооптическими характеристиками стекла, см. гл. 1) приводит к не очень заметному улучшению теплопроводности материала Л , а также и множителя — — г)/(а,г г), входящего в выражение для параметра термопрочности (см. (1.2)). Для всех известных стекол эти параметры меняются в 2—3 раза и максимальны для силикатиых неодимовых стекол. [c.126] Третий путь — это изменение спектрального состава излучения накачки таким образом, чтобы накачка производилась в длинноволновые полосы спектра, имеющие наименьший стоксов сдвиг и вносящие минимальный вклад в тепловыделение. Если такое изменение производить путем фильтрации части широкого спектра излучения ламп иакачки, то неизбежны потери в КПД. Попытки создания светофильтров, перекрывающих коротковолновые полосы поглощения N(1 + и переизлучающих в области длинноволновых полос, не увенчались особым успехом, в частности, вследствие довольно низкой фотохимической стойкости красителей, входящих в состав этих светофильтров. Более радикальным и перспективным является использование полупроводниковых источников накачки, излучающих в длинноволновой области поглощения ионов N(1 . [c.127] Вернуться к основной статье