і точки спостереження в центр протилежного дзеркала. Цифрами у кривих позначена величина g-фактора резонатора.
Малюнок 17 - Відносний розподіл поля моди ТЕМ00
Малюнок 18 - Відносні втрати моди ТЕМ00 на прохід
Видно, що розмір дзеркал призводить до помітної деформації форми моди по відношенню до розрахованої в рамках моделі нескінченної апертури. При цьому має місце швидке зростання дифракційних втрат моди з зменшенням числа Френеля. В області Nфр=10 втрати мають незначну величину. При цьому розподілу полів власних мод резонатора добре описуються Ерміта-гауссова або Лагера-гауссова функціями.
4. Дзеркала оптичного резонатора
Залежно від посилення активного середовища застосовуються дзеркала з металевою поверхнею, що відбиває або з діелектричним багатошаровим покриттям (інтерференційні дзеркала).
До основних недоліків металевих дзеркал відносяться: значні втрати на поглинання, що досягають 2-3%, і неселективних відображення, яка утрудняє придушення генерації на конкуруючих переходах. У зв'язку з цим у більшості лазерів, особливо з малим коефіцієнтом посилення, як правило, застосовують інтерференційні дзеркала. Відбиває поверхня таких дзеркал являє собою послідовність шарів, що чергуються з двох різнорідних матеріалів, прозорих для генерованого випромінювання, з високим (nв) і низьким (nн) значеннями показника заломлення. Оптична товщина шарів дорівнює чверті довжини хвилі робочого випромінювання: (nвЧhв=nнЧhн=l / 4), де hв, hн - товщина відповідних шарів.
Діелектричні шари наносяться методом термічного або катодного розпилення у вакуумі на масивну підкладку з високопрозрачного матеріалу. На підкладку наноситься оптично більш щільний шар.
Втрати, пов'язані з неточністю установки дзеркал:
?? =1-exp [- 16?? / (? D)]. (46)
Неточність установки дзеркал визначається технічними можливостями і нестабільністю положення дзеркал через теплових деформацій. В умовах сучасного виробництва можна прийняти?? ? 2,4? 10-5.
В CO2-лазерах завдяки високому коефіцієнту посилення в якості глухого можуть застосовуватися дзеркала на металевій основі або кварцові з металевим покриттям. Дані про коефіцієнт відображення таких дзеркал на довжині хвилі 10,6 мкм представлені в таблиці 1.
Як видно з таблиці, найбільшою відбиває здатність мають покриття з срібла, золота й алюмінію. Однак срібний шар механічно неміцний і хімічно малоустойчив. На повітрі срібло швидко тьмяніє, що призводить до зниження його коефіцієнта відбиття. Тому воно малопріменяемая. Вибір матеріалу дзеркал потужних лазерів в чому визначається теплопровідністю. Зазвичай для цього вибирають мідь або сталь.
Таблиця 1 - Коефіцієнт відображення металів
МатериалAlAuCuAgСтальКоэффициент відображення,? 0,970,980,980,990,94
Більш високий ніж у металів, коефіцієнт відбиття може бути забезпечений застосуванням інтерференційних покриттів, що наносяться вакуумним напиленням на підкладку з матеріалу з високою прозорістю на довжині хвилі 10,6 мкм. Кількість шарів з інтерференційних матеріалів для дзеркал CO2-лазерів може коливатися від 1 до 5. Використовувані матеріали для інтерференційних покритті...
