Файл: Разработка системы оптической накачки твердотельного лазера.doc
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 43
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
По данным таблицы 1 , построим область значений α,β, в которой G(α,β) = 1.
Рисунок 12- Область значений α,β, в которой G(α,β) = 1
Найдем эффективность передачи энергии η, которая показывает, какая часть излученного источником света передается в активный образец. Для этого вначале вычислим величину S, характеризующую экранировку лучей источником накачки, по формуле:
(6)
Следовательно, S = 0,917. Так как S
(7)
Таким образом, η = 0,464.
2.3.Распределение энергии накачки внутри активного образца
В большинстве оптических генераторов на твердом теле накачка активного элемента осуществляется через его боковую поверхность. При таком способе возбуждения имеет место заметная неравномерность распределения энергии в поперечном сечении образца. Эта неравномерность оказывает существенное влияние на энергетические, а также пространственные характеристики излучения. Рассмотрим диэлектрический цилиндр радиусом R, на который падает излучение накачки. Показатель преломления цилиндра обозначим через n (в нашем случае n = 1,76) . Ход лучей внутри такого диэлектрического цилиндра изображен на рисунок 13
Рисунок 13- Ход световых лучей внутри диэлектрического цилиндра
Формула, описывающая распределение энергии накачки внутри активного образца, в случае, когда затухание отсутствует, имеет вид:
(8)где
плотность энергии вне цилиндра
плотность энергии внутри цилиндра
радиус активного элемента.Если a находится в интервале 0≤a≤2,273 (т.к.
), то 
, данные расчета занесем в таблицу 2.Таблица 2
| a | 0 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,273 |
 | 3,098 | 3,098 | 3,098 | 3,098 | 3,098 | 3,098 |
 | 0 | 0,125 | 0,25 | 0,375 | 0,5 | 2,273 |
Если a находится в интервале(2,273≤a≤4), то
. Данные расчета занесем в таблицу 3.Таблица 3
| a | 2,273 | 2,473 | 2,673 | 2,873 | 3,073 | 3,273 | 3,473 | 3,673 | 3,873 | 4,000 |
| | 3,098 | 2,299 | 2,005 | 1,800 | 1,642 | 1,514 | 1,407 | 1,316 | 1,237 | 1,192 |
 | 0,568 | 0,618 | 0,668 | 0,718 | 0,768 | 0,818 | 0,868 | 0,918 | 0,968 | 1,000 |
По данным таблиц 2 и 3построим график распределения световой энергии в активном образце:
Рисунок 14- Радиальное распределение плотности световой энергии в активном образце
Заключение
Разработка системы оптической накачки твердотельного лазера имеет большое значение для различных областей, в которых лазеры играют важную роль. Система оптической накачки позволяет передавать световые импульсы с определенной длиной волны в активный элемент лазера, чтобы увеличить его энергетический заряд и возбудить основной энергетический уровень.
Проект предлагает использование волоконно-оптических мостов для передачи импульсов света и модификацию этих мостов для улучшения точности передачи оптической мощности. Также в проекте предусмотрены схемы обратной связи, которые позволяют автоматически регулировать частоту и мощность лазерного излучения, обеспечивая более стабильную работу лазера.
Ожидается, что результаты проекта позволят получить более эффективную систему оптической накачки твердотельного лазера с повышенной точностью и устойчивостью работы на большом диапазоне частот.
Данный проект может быть использован во многих отраслях, где лазеры являются важными инструментами для различных видов анализа и обработки материалов. Результаты проекта также могут иметь значительное значение для науки и медицины, где лазеры используются для исследований и лечения пациентов.
Список используемых источников
1. Пихтин А.Н. Квантовая и оптическая электроника. Учебник для вузов./ А.Н. Пихтин / М. Абрис, 2012.
2. Физические основы оптоэлектроники. Учебное пособие/ Давыдов В.Н.- ТУСУР
3. Малышев В.А. Основы квантовой электрои лазерной техники: Учебное пособие для вузов./ В.А. Малышев. – М.: Высшая школа, 2005
4. Борисенко В.Е. Наноэлектроника: Учебное пособие для вузов/ В.Е. Борисенко, А.И. Воробьев, Е.А. Уткин.
5. Игнатов А.Н. Оптоэлектроника и нанофотоника: Учебное пособие для вузов/ Специальная литература.