Квантовые и оптоэлектронные приборы и устройства, раздел 4, страница 6

В дуговом разряде с накаленным катодом U_К = (1…1,5)U_i, где U_i – потенциал ионизации газа (см. табл.3.2).

Геометрический КПД ГРЛ зависит от конструктивных особенностей разрядной трубки. В приборах коаксиальной конструкции, не имеющих электродных отростков, η_геом выше. Для повышения η_геом в трубках линейной конструкции необходимо уменьшить протяженность и увеличивать диаметр электродных отростков. Типичными являются значения η_геом = 80...95%.

Во многих лазерах (He-Ne, He-Cd, He-Se, СО₂-лазеры) возбуждение основного излучающего газа происходит через буферный газ, имеющий большое сечение возбуждения при столкновениях с электронами. В таких случаях КПД электронной накачки находится из отношения энергии электронов, участвующих в возбуждении атомов АС, к полной энергии электронов ПС. Для определенности распределение электронов по энергиям полагается максвелловским. Тогда

,                       (4.8)

где eU₁, eU₂ – энергии электронов, соответствующие нижней и верхней границам зоны возбуждения АС, Дж (табл.4.5); е = 1.6·10^-19 Кл – заряд электрона; k = 1,38·10^-23 Дж·К^-1 – постоянная Больцмана.

Параметры зон возбуждения газовых АС

                                                                                                          Таблица 4.5

При двухступенчатом возбуждении верхних лазерных уровней, характерном для ионных аргоновых и криптоновых лазеров дугового режима, электронный КПД можно рассчитать как

,                                     (9)

где eU₁ – энергия ионизации атома, Дж; eU₂ – энергия верхнего лазерного уровня, Дж.

В целях нахождения оптимальных режимов возбуждения АС ГРЛ необходимо знание вида функции η_e ≈ f (T_e). Электронная температура, в свою очередь, зависит от разрядных условий (см. 3.1), которые могут варьироваться в процессе расчета с помощью ПЭВМ по (4.8) и (4.9).