Параметры лазеров на гранате с неодимом

ПАРАМЕТРЫ ЛАЗЕРОВ НА ГРАНАТЕ С НЕОДИМОМ [c.50]

Исходные уравнения и конечные выражения изложены в максимально простой форме. По основным этапам методик расчета приведены численные примеры для типичных лазерных параметров накачки, потерь резонатора, эффективности накачки и т. п. В последней главе изложен материал по основным типам серийно выпускаемых отечественной промышленностью лазеров на гранате с неодимом, включая описание их конструкции и характеристик излучения. [c.3]

Параметры разрядного контура системы электропитания импульсных лазеров на гранате с неодимом. Электрический импульс напряжения (тока i) на [c.122]

Таким уникальным сочетанием выходных параметров, как у ЛПМ, сегодня не обладает ни один из известных коммерческих лазеров [8-10, 37]. КПД промышленных ЛПМ обычно составляет 0,5-1%, что на порядок больше, чем КПД непрерывного аргонового лазера (Аг+) с близкой по уровню мощностью. Однако ЛПМ в той же мере (на порядок) уступает по КПД мощным инфракрасным СОг-лазерам (Л = 10600 нм), но из-за более коротковолнового излучения его энергия может быть сфокусирована в области, имеющей на два порядка меньшую площадь [38]. Поэтому для ряда применений, например для прецизионной обработки материалов, высокие плотности мощности излучения с использованием ЛПМ достигаются при относительно небольших средних мощностях. Такие теплопроводные металлы, как Си, А1, Аи, Ag, обрабатывать излучением СО2- и других ИК-лазеров практически невозможно (коэффициент отражения превышает 95%). Близкий по спектру, мощности и КПД распространенный твердотельный лазер на основе иттрий-алюминиевого граната с неодимом (YAG Nd) (Л = 1064 нм) и с удвоением частоты (Л = 532 нм) из-за тепловых искажений имеет относительно большие расходимости. [c.6]

В простейшем случае (одинаковая мощность всех мод и синфазная модуляция потерь) в каждой из мод имеются лишь два резонанса основной Qo и (k—1) —кратно вырожденный резонанс на более низкой частоте около Qo/2, где k — полное число продольных мод. В суммарном излучении всех мод остается лишь один высокочастотный резонанс, низкочастотный отсутствует. Этот факт является следствием эффективной противофазности колебаний мощности излучения в модах на низкочастотном резонансе. Складываясь, эти колебания компенсируют друг друга. Такие скомпенсированные колебания мод в низкочастотных резонансах наблюдаются практически во всех случаях модуляции параметров лазеров на гранате с неодимом. Поэтому многомодовые лазеры в суммарном излучении ведут себя практически так же, (как и одномодовые. Наблюдающееся некоторое отличие заключается только в том, что за счет неравенства мощностей излучения различных мод низкочастотные резонансы компенсируются не полностью и проявляются в суммарном излучении, нарушая регулярность пульсаций мощности. Наряду с компенсацией низкочастотных резонансов, при противофазной модуляции потерь в модах наблюдается также компенсация и высокочастотного резонанса, т. е. в суммарном излучении могут пропасть все резонансы. Все эти закономерности в АЧХ. многомодовых лазеров, полученные при теоретическом анализе уравнений генерации лазера, наблюдаются на практике в ваде пульсаций выходного излучения. На рис. 3.8 и 3.9 приведены картины характерных АЧХ многомодовых непрерывных лазеров на гранате с неодимом, полученные расчетным путем и Э1КСпер Иментально. [c.81]

Отсюда легко найти, что в диапазоне превышений лорога генерации (10 —10 ) (а—1) (10 —10 ) выполняется искомое неравенство б<йо. Следовательно, с огромным запасом для всех реальных лазеров на гранате с неодимом изменение мощности излучения и инверсии населенности активной среды от флуктуации параметров имеет вид затухающих гармонических колебаний [c.75]

График этих колебаний для мощности излучения Pwx w изображен на рис. 3.4. Колебания инверсии населенности активной среды имеют аналогичный вид, с той лишь разницей, что они oinepe-жают по фазе на 90° колебания мощности излучения (3.10) и имеют другую относительную амплитуду за счет множителя Qoxp. Таким образом, стационарная генерация лазеров на гранате с неодимом устойчива к флуктуациям параметров. Возникающие откло-ления энергетических характеристик приводят к гармоническим, всегда затухающим переходным колебаниям на частоте йо с временем затухания б = 2Г]/а (3.7). Эти колебания принято называть релаксационными колебаниями лазера, а частоту Qo частотой релаксационных колебаний. [c.75]

Наличие у лазеров на гранате с неодимом релаксационных гармонических колебаний мощности излучения приводит к тому, чта в амплитудно-частотной характеристике лазеров (АЧХ) (появляются резонансы. В данном случае (под АЧХ понимают зависимость амплитуды колебаний мощности излучения лазера, вызываемых гармонической модуляцией его параметров, от частоты модуляци (например, модуляции мощности накачки или потерь резонатора). Используя приближение малой глубины модуляции и малых колебаний мощности излучения, легко получить выражения для АЧХ лазера. Предположим, что модулируются потери излучения в резонаторе. Для удобства введем новое обоз начение 7р=Тр = /Сп , которое обычно называют обратным временем затухания поля в ре-зонаторе [c.76]

Для анализа динамики генерации многочастотного лйзера могут быть использованы нормированные балансные уравнения (2.8), позволяющие выявить практически все основные закономерности энергетических параметров лазера. Применительно к лазерам на гранате с неодимом многочастотная одномодовая генерация была исследована в работах [41, 42, 55, 58]. Достаточно подробный анализ удается провести лишь для малых (линейных) колебаний двухчастотного лазера и получить выражения для АЧХ такого лазера и относительных пороговых мощностей на кач1ки для каждой из двух мод [58]. Общие закономерности поведения многочастотного лазера в некоторых случаях удается аналитически проследить для случая большого числа продольных мод. [c.79]

Отметим в заключение, что введение отрицательной обратной связи может способствовать стабилизации параметров лазера. Еще в 1962 г. электрооптическая обратная связь использовалась для сглаживания пичковой структуры излучения рубинового лазера [66]. Для этих же целей применяются нелинейные поглотители, потери в которых растут с увеличением интенсивности излучения (см., например, [67]). Исследования внутрирезонаторной генерации второй гармоники в лазерах на гранате с неодимом показывают, что введение отрицательной обратной связи за счет преобразования во вторую гармонику приводит к резкому уменьшению степени чувствительности выходного излучения к малой модуляции потерь при этом может наблюдаться сглаживание фазочастотной характеристики лазера [68]. [c.285]

Параметры систем О. л. зависят от характеристик осн. используемых узлов лазера, фотоприёмника, сканирующего устройства, модулятора и т. д. Наиб, широко в О. л. применяются лазеры, генерирующие в ИК-области спектра,— полупроводниковые, твердотельные, газовые. Полупроводниковые лазеры обеспечивают как непрерывный режим (до сотен мВт), так и импульсный (до сотен Вт) в ближней ИК-области спектра (X X 0,8—0,9 мкм). Модуляция полупроводниковых лазеров, как правило, осуществляется током накачки. Иа твердотельных лазеров в О. л. используются лазеры на разл. матрицах, активированных ионами неодима, в частности на основе алюмоиттриевого граната (A, = 1,06 мкм). Лазер на гранате, обладающий низким порогом возбуждения и хорошей теплопроводностью, может работать при больших частотах повторения импульсов, а также и в непрерывном режиме излучения при кпд до 3%. Предпочтительны в О. л. лазеры на двуокиси углерода (СО,-лазеры) с X 10,6 мкм, имеющие большой кпд (- 10%), мощность излучения от единиц Вт до кВт в непрерывном и МВт в импульсном режимах, узкую линию излучения (неск. кГц). [c.433]

Отечественными непрерывными лазерами с удвоением частоты являются лазеры ЛТН-401 и ЛТН-402. Лазер ЛТН-401 состоит из двух блоков излучателя и стойки питания — охлаждения СПО-1. Оптическая схема излучателя создана на основе активного элемента граната с неодимом размером 5x100 мм, лам пы накачки ДНП-6/90 А и нелинейного элемента иодата лития размером 10Х X 10x20 мм, расположенного в месте фо кусиров ки основного излучения (рис. 4.15). Используемая угловая трехзеркальная схема резонатора, кроме фокусировки основного излучения внутрь нелинейного элемента сферическим зеркалом 5, позволяет легко выводить из резонатора оба луча второй гармоники в одну и ту же сторону и тем самым повысить реальный КПД преобразования. Лазер ЛТН-401 характеризуется следующими основными параметрами средняя мощность излучения второй гармоники не менее 2 Вт энергетическая расходимость пучка излучения второй гармоники не более 2 мрад электрическая мощность, потребляемая от сети, не более 10 кВт. [c.105]

Более совершенными твердотельными лазерами являются устройства на алюмоиттриевом гранате, легированном неодимом. Благодаря высокой теплопроводности активной среды такие лазеры могут работать как в импульсном, так и в непрерывном режимах, причем при работе в импульсном режиме частота следования импульсов может изменяться практически в неограниченных пределах. Однако по сравнению с лазерами на рубине и неодимовом стекле при разработке лазеров на алюмоиттриевом гранате достигнут значительно более низкий уровень энергетических параметров излучения. В табл. 4 приведены характеристики некоторых лазеров на алюмоиттриевом гранате. [c.35]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...