an> до загального числа активних центрів N 0 . Результати розрахунків представлені на графіках (рис. 3.6, рис. 3.7).
В
Рис. 3.6. Залежність підсилення для різних значень коефіцієнта інверсії P кристала Tm: CaF2 допированного 3% Tm3 +. Від довжини хвилі
В
Рис. 3.7. Залежність підсилення для різних значень коефіцієнта інверсії P кристала Tm: CaF2 допированного 3% Tm3 +. Від довжини хвилі
3. Розрахунок оптичного квантового генератора на лазерному кристалі
кристал лазер спектр квантовий
Втрати в лазері складаються з шкідливих втрат, зумовлених дифракцією на краях елементів, перевідбиттів, розсіюванням і поглинанням, і з корисних втрат на висновок випромінювання та з резонатора. Генерація буде виникати в тому спектральному діапазоні, де виконується умова перевищення посилення над втратами. Для визначення даного діапазону необхідно розрахувати коефіцієнт втрат у схемі резонатора. Крім того, необхідно розрахувати практично досяжний у нашій схемі параметр накачування. p> Розглянемо лазер з резонатором Фабрі - Перо (Мал. 4.1) Помістимо лазерну середу довжиною l , що володіє посиленням, між двома плоскими паралельними дзеркалами (інтерферометр (резонатор) Фабрі - Перо) з коефіцієнтами відображення по інтенсивності R 1 = R глухий , R 2 = R вих і пропускання T 1 = Tк ( Tк - пропускання торців кристала), T 2 = T вих . Будемо вважати, що поглинання в дзеркалах відсутній, тобто R + T = 1.
В
Рис. 4.1. Схема резонатора
Запишемо умови для інтенсивності випромінювання:
(4.1), звідси:
(4.2) - вираз для порогового умови генерації. Права частина рівняння складається з суми шкідливих втрат, зумовлених поглинанням випромінювання на лазерному переході, розсіюванням на неоднорідностях, дифракцією на внутрірезонаторними апертурах, спонтанним випромінюванням. Другий доданок враховує корисні втрати, пов'язані з виведенням лазерного випромінювання з резонатора через вихідний дзеркало [10-13]. p> Досяжний параметр накачування P = N 2 /N 0 безпосередньо залежить від потужності накачування і діаметра пучка накачування :
(4.3), тут - потужність накачування, - час життя верхнього рівня, - енергія накачування.
(4.4), величина 1,8 - квантовий вихід.
, (4.5), - радіус пучка накачування.
Таким чином, використовуючи дані формули, вдалося отримати наступні значення коефіцієнта інверсії P для двох зразків залежно від потужності накачування і радіуса пучка r :
P нак , Вт P = N
