Квантовые и оптоэлектронные приборы и устройства, раздел 4, страница 4

Приемлемую для инженерных расчетов точность можно получить, если при расчете индивидуального энергетического вклада каждой из полос поглощения в возбуждение АС учитывать относительную интенсивность I_i полос в спектре редуцированной мощности

 ,                                             (4.4)

где i = 1, 2, 3... – номер полосы поглощения; n – число полос в спектре поглощения АС; q_i, λ_i – квантовый выход и центральная длина волны i-й полосы поглощения; λ_изл – длина волны лазерного излучения; I_i – амплитуда i-й полосы в спектре редуцированной мощности.

Применительно к случаю, изображенному на рис.4.3, I_i = Р_{λ ред} = ν_λI_λ для длин волн, в точках А и В. Выражение (4.4) является более общим и при n = 1 преобразуется в (4.3).

4.1.4. Расчет КПД оптического резонатора ТТЛ

Поток когерентных квантов, излучаемых активной средой и циркулирующих в оптическом резонаторе благодаря конечной прозрачности (τ₂) рабочего зеркала покидает резонатор, образуя выходное излучение лазера. Эту часть излучения можно назвать "полезными" потерями ОР. Другая часть потока теряется в ОР, ввиду наличия в нем каналов паразитных потерь излучения. Соотношение между "полезными" и общими потерями является мерой эффективности оптического резонатора и называется КПД ОР – η_ОР. Выражение для η_ОР может быть получено из уравнения стационарной генерации

    .                                     (4.5)

Правая часть (4.5) отражает все виды потерь в ОР, которые должны компенсироваться усилением АС, характеризуемым в стационарном режиме к_ст. Второе слагаемое в правой части зависит от ρ₂ = 1 – α₂ – τ2 и, следовательно, включает "полезные" потери, обусловленные выходом излучения через рабочее зеркало. Тогда в первом приближении

.                                         (4.5)

Выражением (4.6) можно пользоваться только в случае, когда τ₂  » α₂ и α₁, α₂, τ₁ « 1, т. е. при ρ₁ ~ 1 и ρ₂ = 1 – τ₂. Иными словами, тогда, когда числитель определяется только "полезными" потерями. При невыполнении указанных условий необходимо использовать уточненное выражение

.                     (4.7)

Выражение (4.7) используется при проведении машинного эксперимента по оптимизации параметров оптического резонатора (см.3.2) и расчете окончательного значения η_ОР для выбранных условий.

4.2. Расчет КПД газоразрядных лазеров

Преобразование мощности накачки в ГРЛ удобно проиллюстрировать структурной схемой (рис.4.4).

Энергия накачки ГРЛ

ηэл

Полная мощность положительного столба разряда

ηгеом

Мощность положительного столба разряда, приходящаяся на область активной среды

            η_изл