ному режимі диференційний ККД становить близько 1-3%.
Приклад чинного лазера
Розглянемо безперервний Nd: YAG-лазер. Активним середовищем тут є іони Nd3 + в кристалі Y3AI5O12. Іони Nd3 + заміщають в кристалі деякі іони Y3 +. Досить відзначити, що такий лазер працює за чотирирівневоїсхемою і його довжина хвилі випромінювання О» = 1,06 мкм (ближня ІЧ-область спектра). Припустимо, що концентрація іонів Nd3 + становить 1% (Тобто 1% іонів Y3 + заміщений іонами Nd3 +); це означає, що населеність основного стану дорівнює Ng = 6 • 1019 іонів Nd3 +/cм3. При цьому значенні концентрації час життя верхнього лазерного рівня (залежність часу життя від концентрації обумовлена ​​концентраційної залежністю швидкості релаксації безвипромінювального каналу) складає t = 0,23 * 10-3 с. У порівнянні з цим часом час життя нижнього лазерного рівня набагато менше. Для того щоб обчислити ефективний перетин, зауважимо, що верхній лазерний рівень в дійсності складається з двох сильно пов'язаних рівнів, розділених відстанню ДЕ = 88 см-1 (див. рис. 1).
В
Рис 2.Схема резонатора.
Генерація відбувається між подуровнем R2 верхнього рівня і подуровнем нижнього 4I11/2 лазерного рівня. Перетин цього переходу Пѓ = 8,8 * 10-19 см2. Розглянемо тепер лазерну систему, показану на рис. 2, і припустимо, що накачування стрижня здійснюється криптонової лампою високого тиску з еліптичною конфігурацією освітлювача. Типова крива залежності вихідної потужності Р (при багатомодовою генерації) від вхідної потужності Рр, підводиться до криптонової лампі, повинна мати лінійний вигляд Екстраполяція лінійної ділянки кривої дає для порогової потужності накачування значення Рпор = 2,2 кВт. Використовуючи наведені вище значення t і Пѓ21, отримуємо Is = hОЅ/tПѓ21 = 2,33 кВт/см2, таким чином знаходимо Р = 58 (Рр/Рпор - 1), що добре узгоджується з експериментом.
Щоб можна було порівняти значення порогової потужності (Рпор = 2,2 кВт) і диференціального ККД (n = 2,4%), отримані екстраполяцією експериментальних даних, з відповідними теоретичними значеннями, необхідно знати величину yi. Оскільки гарне багатошарове дзеркальне покриття має коефіцієнт поглинання менше 0,5%. ми знехтували тут поглинанням дзеркала а2. Якщо провести кілька вимірів порогової потужності накачування при різних коефіцієнтах відображення дзеркала R2, то повинна вийти лінійна залежність Рпор від-In R2. Саме така залежність і спостерігається в експерименті
Оскільки внутрішні втрати відомі, то можна знайти ККД накачування Якщо покласти диференційний ККД рівним 2,4%, то отримуємо ККД накачування рівне 4,2%, що цілком відповідає розглянутого типу системи накачування. Якщо відомі повні втрати, то можна також розрахувати порогову інверсію населеностей (Nc = 4,5 * 1016 Nd3 + іонов/см2).
Обчислимо тепер оптимальне пропускання вихідного дзеркала у разі, коли накачування в три рази перевищує порогову (х = 3), тобто коли вхідна потужність, ...
