Квантовые и оптоэлектронные приборы и устройства, раздел 4

Страницы работы

15 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Энергия накачки

ТТЛ

ηЛН

Энергия оптического излучения лампы

накачки

ηосв

Энергия оптического излучения лампы накачки, сконцентрированная на поверхности активной среды

            ηизл

 


Энергия возбуждения активной среды

ηАС

Энергия

 излучения активной среды ТТЛ

ηОР

Энергия излучения ТТЛ

Пороговая энергия возбуждения активной среды

Рис.4.1. Трансформация энергий накачки в ТТЛ

На рис.4.1 отдельным блоком выделена пороговая энергия возбуждения WАС пор, которую необходимо передать активной среде, чтобы вывести лазер на порог генерации.

4.1.1. Расчет КПД накачки ТТЛ

Основываясь на схеме трансформации энергии накачки, для КПД накачки ТТЛ имеем

                                       (4.1)

где ηЛН – КПД лампы накачки (ЛН), характеризующий долю энергии накачки, преобразовываемой в энергию оптического излучения лампы накачки; ηосв – КПД осветителя, определяющий долю энергии оптического излучения ЛН, сконцентрированного на поверхности АС; ηизл – КПД излучения, зависящий от степени согласования спектров поглощения АС и излучения ЛН.

В качестве источников оптической накачки импульсных ТТЛ чаще всего используются трубчатые газоразрядные лампы с ксеноновым наполнением. Серийно выпускается большой ассортимент импульсных ксеноновых ламп, благодаря чему всегда удается подобрать излучатель с требуемыми параметрами: энергией вспышки, длительностью и частотой повторения импульсов, длиной светящейся части. Сильноточный импульсный разряд в ксеноне формирует близкое к белому интенсивное оптическое излучение. Выход излучения ксеноновых ламп, определяющий ηЛН, зависит от энергии разряда, его электрических параметров, геометрии и наполнения разрядного промежутка [17]. Типичными являются значения ηЛН = 0,4...0,6.

Накачка АС ТТЛ непрерывного режима производится, обычно, криптоновыми лампами дугового режима с электрической мощностью порядка 2...6 кВт. Иногда используются ртутные лампы высокого давления и линейные галогенные лампы накаливания (1...2 кВт). Достоинства ламп накаливания – простота и компактность схемы включения, недостаток – низкий выход полезного излучения. В газоразрядных лампах накачки излучающей частью является положительный столб (ПС) разряда, на долю которого, например, в криптоновых лампах, приходится порядка 90 % потребляемой лампой мощности. Эта доля называется электрическим КПД лампы накачки и обозначается ηэл. Мощность положительного столба РПС разряда расходуется на формирование резонансного (ηр) и нерезонансного (ηн.р) излучений, нагрев газа в объеме лампы (ηV) и стенок прибора (ηст). Величины ηр, ηн.рV и ηст зависят от давления, плотности тока и рода газа [8]. В первом приближении их можно определить с помощью диаграмм Клярфельда [8] (рис.4.2).

Похожие материалы

Информация о работе