Лазер для записи информации на CD, страница 3

Данные в таблице 1 получены путем решения уравнений, определяющих коэффициенты уравнения прямой y=kx+b и нахождения функции y по известному значению x, которому соответствует рассчитанное значение мощности лазера Pл = 47,096 Вт.

Пример – нахождение удельной мощности (графически):

Рис 2. Графическое определение удельной мощности p1

Длина активной среды L_АС:   L_АС = Pл/P1 = 0,062 м

Расчет параметров оптического резонатора.

Геометрическая длина резонатора складывается из длины активной среды и длины воздушного промежутка: L = L_АС + Lв В ИАГ лазерах эта длина равна 0,35..0,5 м. Примем L=0,35 м. Тогда длина воздушного промежутка: Lв = L - L_АС = 0,35 – 0,062 = 0,288 м.

Оптическая длина резонатора: L_опт = n_АС * LАС + n_в *Lв , где n_АС и n_в – коэффициенты преломления активной среды и воздуха. Для ИАГ n_АС = 1,82

Оптическая длина резонатора: L_опт = 0,40084 м

В качестве зеркальной системы выбираем 2 плоских зеркала, поскольку так достигается максимальная мощность при относительно небольшой расходимости пучка. Как видно,  условие устойчивости 0<=g1g2<=1 выполняется.

Расчет паразитных потерь.

Будем считать, что зеркала выполняются по одной технологии, тогда коэффициенты потерь a1=a2

Суммарные потери:  αS= 2(α_погл + α_рас + α₀  + α_Д ) + α_n + α_β

где α_погл, α_рас – потери на поглощение и рассеяние в отражающих покрытиях;

α₀ – потери на зеркалах, обусловленные запылением и загрязнением зеркал;

α_Д – дифракционные потери;

α_n – потери на границе сред;

      α_β – потери, обусловленные разъюстировкой зеркал

Для интерференционных отражающих покрытий  α_ПОГЛ ≈ α_рас = 0.5%

При нормальных условиях эксплуатации α₀ ≈ 0.1%

Потери, обусловленные разъюстировкой резонатора, выбираем из стандартного ряда:

α_β = 0,005

Расчет  α_Д

Величина дифракционных потерь является функцией числа Френеля:

a=0,6dac =  – диаметр лазерного пучка на зеркале.

Nф = 71,98

Расчет  α_n

При падении излучения на границу раздела, коэффициент отражения:

pf=0,0846

α_n = pf + α₀ = 0,0856

При оценке потерь излучения в оптическом резонаторе следует учитывать, что их основными составляющими являются собственное поглощение:

, где  для ИАГ лазера

В итоге получаем суммарные потери:

αS= 2(α_погл + α_рас + α₀  + α_Д)+ α_n + + α_β = 0,15

α1= α_погл + α_рас + α₀  + α_Д = 0,0115

Расчет оптимального коэффициента пропускания рабочего зеркала