Оптическая накачка

СИСТЕМЫ НАКАЧКИ

Значение функции

X
0,0	0,3989
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0	0,2420
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5							1182,
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0	0,0540					0488.
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
2,7
2,8
2,9
3,0	0,0044
3,1
3,2
3,3
3,4
3,5
3,6
3,7
3,8
3,9

Таблица 2

Значение функции

x	Ф (x)	x	Ф (x)	x	Ф (x)	x	Ф (x)
0,00	0,0000	0,40	0,1554	0,80	0,2881	1,20	0,3849
0,01	0,0040	0,41	0,1591	0,81	0,2910	1,21	0,3869
0,02	0,0080	0,42	0,1628	0,82	0,2939	1,22	0,3883
0,03	0,0120	0,43	0,1664	0,83	0,2967	1,23	0,3907
0,04	0,0160	0,44	0,1700	0,84	0,2995	1,24	0,3925
0,05	0,0199	0,45	0,1736	0,85	0,3023	1,25	0,3944
0,06	0,0239	0,46	0,1772	0,86	0,3051	1,26	0,3962
0,07	0,0279	0,47	0,1808	0,87	0,3078	1,27	0,3980
0,08	0,0319	0,48	0,1844	0,88	0,3106	1,28	0,3997
0,09	0,0359	0,49	0,1879	0,89	0,3133	1,29	0,4015
0,10	0,0398	0,50	0,1915'	0,90	0,3159	1,30	0,4032
0,11	0,0438	0,51	0,1950	0,91	0,3186	1,31	0,4049
0,12	0,0478	0,52	0,1985	0,92	0,3212	1,32	0,4066
0,13	0,0517	0,53	0,2019	0,93	0,3238	1,33	0,4082
0,14	0,0557	0,54	0,2054	0,94	0,3264	1,34	0,4099
0,15	0,0596	0,55	0,2088	0,95	0,3289	1,35	0,4115
0,16	0,0636	0,56	0,2123	0,96	0,3315	1,36	0,4131
0,17	0,0675	0,57	0,2157	0,97	0,3340	1,37	0,4147
0,18	0,0714	0,58	0,2190	0,98	0,3365	1,38	0,4162
0,19	0,0753	0,59	0,2224	0,99	0,3389	1,39	0,4177
0,20	0,0793	0,60	0,2257	1,00	0,3413	1,40	0,4192
0,21	0,0832	0,61	0,2291	1,01	0,3438	1,41	0,4207
0,22	0,0871	0,62	0,2324	1,02	0,3461	1,42	0,4222
0,23	0,0910	0,63	0,2357	1,03	0,3485	1,43	0,4236
0,24	0,0948	0,64	0,2389	1,04	0,3508	1,44	0,4251
0,25	0,0987	0,65	0,2422	1,05	0,3531	1,45	0,4265
0,26	0,1026	0,66	0,2454	1,06	0,3554	1,46	0,4279
0,27	0,1064	0,67	0,2486	1,07	0,3577	1,47	0,4292
0,28	0,1103	0,68	0,2517	1,08	0,3599	1,48	0,4306
0,29	0,1141	0,69	0,2549	1,09	0,3621	1,49	0,4319
0,30	0,1179	0,70	0,2580	1,10	0,3643	1,50	0,4332
0,31	0,1217	0,71	0,2611	1,11	0,3665	1,51	0,4345
0,32	0,1255	0,72	0,2642	1,12	0,3686	1,52	0,4357
0,33	0,1293	0,73	0,2673	1,13	0,3708	1,53	0,4370
0,34	0,1331	.0,74 '	0,2703	1,14	0,3729	1,54	0,4382
0,35	0,1368	0,75	0,2734	1,15	0,3749	1,55	0,4394
0,36	0,1406	0,76	0,2764	1,16	0,3770	1,56	0,4406
0,37	0,1443	0,77	0,2794	1,17	0,3790	1,57	0,4418
0,38	0,1480	0,78	0,2823	1,18	0,3810	1,58	0,4429
0,39	0,1517	0,79	0,2852	1,19	0,3830	1,59	0,4441

Продолжение табл. 2

x	Ф (x)	x	Ф (x)	x	Ф (x)	x	Ф (x)
1,60	0,4452	1,85	0,4678	2,20	0,4861	2,70	0,4965
1,61	0,4463	1,86	0,4686	2,22	0,4868	2,72	0,4967
1,62	0,4474	1,87	0,4693	2,24	0,4875	2,74	0,4969
1,63	0,4484	1,88	0,4699	2,26	0,4881	2,76	0,4971
1,64	0,4495	1,89	0,4706	2,28	0,4887	2,78	0,4973
1,65	0,4505	1,90	0,4713	2,30	0,4893	2,80	0,4974
1,66	0,4515	1,91	0,4719	2,32	0,4898	2,82	0,4976
1,67	0,4525	1,92	0,4726	2,34	0,4904	2,84	0,4977
1,68	0,4535	1,93	0,4732	2,36	0,4909	2,86	0,4979
1,69	0,4545	1,94	0,4738	2,38	0,4913	2,88	0,4980
1,70	0,4554	1,95	0,4744	2,40	8,4918	2,90	0,4981
1,71	0,4564	1,96	0,4750	2,42	0,4922	2,92	0,4982
1,72	0,4573	1,97	0,4756	2,44	0,4927	2,94	0,4984
1,73	0,4582	1,98	0,4761	2,46	0,4931	2,96	0,4985
1,74	0,4591	1,99	0,4767	2,48	0,4934	2,98	0,4986
1,75	0,4599	2,00	0,4772	2,50	0,4938	3,00	0,49865
1,76	0,4608	2,02	0,4783	2,52	0,4941	3,20	0,49931
1,77	0,4616	2,04	0,4793	2,54	0,4945	3,40	0,49966
1,78	0,4625	2,06	0,4803	2,56	0,4948	3,60	0,499841
1,79	0,4633	2,08	0,4812	2,58	0,4951	3,80	0,499928
1,80	0,4641	2,10	0,4821	2,60	0,4953	4,00	0,499968
1,81	0,4649	2,12	0,4830	2,62	0,4956	4,50	0,499997
1,82	0,4656	2,14	0,4838	2,64	0,4959	5,00	0,49999997
1,83	0,4664	2,16	0,4846	2,66	0,4961	¥	0,5
1,84	0,4671	2,18	0,4854	2,68	0,4963

Процесс изменения равновесного распределения элементарных частиц в активном веществе по его уровням энергии под действием внешнего электромагнитного поля, постоянного тока или химических реакций называется накачкой.

Интересным является стремление использовать солнечный свет в системах оптической накачки, обеспечивающих непрерывный режим работы. Лазерную генерацию от солнечного излучения используют в твердотельных лазерах на ионах неона, однако, заметные значения выходной мощности получают только при криостатном охлаждении активного стержня. Ожидется, что солнечная накачка будет эффективной в космическом пространстве, поскольку можно будет использовать коротковолновую часть солнечного спектра, поглащаемую атмосферой Земли.

Наиболее интенсивные полосы поглощения в энергетическом спектре большинства активних сред расположены в видимой области спектра и прилегающей к ней участках инфракрасного и ультрафиолетового диапазона. Основное требование к характеристикам излучения источника накачки - излучение в этих областях спектра. Соотношение между коэффициентами спонтанного и вынужденного излучения A/B=8πh/l³. С уменьшением длины волны резко возрастает роль спонтанного излучения, что обуславливает трудности создания коротковолновых лазеров с оптической накачкой. Кроме того, частота излучения накачки должна превышать частоту излучения лазера. Наиболее распространенный метод накачки для твердотельных лазеров - оптическая накачка газоразрядными лампами, наполненными инертными газами. При выборе лампы накачки исходный параметр - площадь поверхности разрядного промежутка, которая должна быть приблизительно равной площади кристалла активного вещества. Чаще всего применяют импульсную лампу, которая представляет собой заполненную инертным газом кварцевую трубку, имеющая вакуумсваренные с молибденовыми электродами окончания. Лампы накачки для работы в импульсных лазерах заполняют ксеноном (высокая светоотдача из-за низкого потенциала его ионизации и высокой атомной массы), ксеноновые лампы могут иметь различную конфигурацию. Потери энергии в таких устройствах на нагрев и поглощение кварцевой трубкой не превышают 25…30 %. Для эксплуатации расчитывают долговечность и надежность лампы через коэффициент нагрузки Кл=Е_л/(Е_л)max, где Е_л - рабочая энергия, (Е_л)max - предельная энергия, при которой возможна работа лампы: (Е_л)max=1,2_*10⁴d_лL_лt_л^0,5, где t_л - длительность импульса. В зависимости от режима питания лампы меняется спектральное распределение её излучения. С увеличением тока, протекающего через лампу, спектральное излучение смещается в область коротких длин волн. Длительность вспышки и энергия лампы растут с увеличением емкости конденсаторов блока питания (100…800 мкФ - 1_*10^-4 …7_*10^-4 с). При уменьшении крутизны нарастания импульса разрядного тока (достигается введеним индуктивности в разрядный контур) возрастает величина предельной энергии лампы.

Одна из характерных особенностей газоразрядных ламп - возможность использования в качестве коммутирующего устройства для импульсных лазеров. Для каждой лампы существует своя предельная частота вспышек, при превышении которой импульсная лампа переходит в стационарный режим горения. Для обеспечения условий коммутации импульсной лампой требуется введение деионизационного промежутка времени между разрядом накопителя и началом его повторной зарядки (обычно время деионизации сост. 15…20 мс) Максимальное напряжение источника не должно превышать напряжения самопробоя (самопроизвольного разряда).

Параметры разрядного контура, в который включена импульсная лампа, определяют, решая дифференциальное уравнение

dI_pk/dt+aI_pk^0,5+òI_pkdt=1

a=1,02_*L_л/d_л(U₀z₀)^0,5- параметр, определяющий колебательный процесс в разрядном контуре

Z₀=ÖL_pk/C - волновое сопротивление разрядного контура

I_pk=jz₀/U₀ - ток в разрядном контуре

t=t/t_зар - относительное время t_зар=(L_ркС)^0,5

В справочной литературе приводится графическое отображение решения уравнения для различных значений a. Для питания импульсных ламп накачки применяют емкостные накопители энергии.

Дата добавления: 2014-12-23