Исследование гелий-кадмиевого лазера (лабораторная работа), страница 7

8. Зарегистрировать установившиеся значения разрядного тока Iуст, падения напряжения на лазерной трубке Uуст и мощности излучения Pуст.

9. При неизменном токе разряда I = Iуст = const (t) исследовать зависимость мощности излучения P и напряжения U на разрядной трубке от тока подогревателя Iпод испарителя кадмия в диапазоне 400...120 мА. При снятии зависимостей P = f (Iпод) и U = f (Iпод) рекомендуется двигаться от исходной точки Iпод = 300 мА сначала в сторону увеличения тока  подогревателя до 400 мА, а затем в сторону уменьшения до Iпод = 120 мА. Интервалы изменения Iпод можно выбирать в пределах 30…50 мА. Из-за тепловой инерционности процесса испарения кадмия при каждом значении тока подогревателя необходимо делать фиксированную выдержку не менее 5…7 мин. В процессе выдержки ток разряда I удерживать неизменным, регулируя его время от времени с помощью ЛАТРа. По снятой зависимости P = f (Iпод) определить оптимальный ток Iopt подогревателя испарителя, соответствующий максимуму мощности излучения Pmax .

10. Установить ток подогревателя Iпод = Iopt  и исследовать зависимости  P = f (I) и U = f (I) в диапазонах изменения тока разряда Iуст …90 мА и Iуст ... 40 мА в двух режимах. В первом режиме временные выдержки при каждом значении тока I должны составлять 5…7 с, во втором – 1,5 мин.

 Внимание! При случайном обрыве тока разряда немедленно выключить тумблер “Испаритель”!

1.4. Порядок выключения лабораторной установки

1. Установку можно  выключать  только  после  подписания протокола исследований с разрешения преподавателя и в его присутствии.

2. Регулятор тока подогревателя испарителя установить в крайнее левое положение и выключить тумблер “Испаритель”.

3. Не менее чем через 10 мин снять напряжение питания разрядной трубки. Для этого ручку регулятора ЛАТРа вращением против часовой стрелки установить в крайнее левое положение и выключить тумблер “Вы­сокое”.

1.5. Содержание отчета

1. Цель и содержание работы.

2. Эскиз He–Cd-лазера и схема лабораторной установки.

3. Таблицы  и  графики  экспериментальных зависимостей P = f (t),    P = f (Iпод),   U = f (Iпод), P = f (I) и U = f (I).

4. Расчет КПД He–Cd-лазера η = P/Pнак = f(I) в предположении, что мощность накачки Pнак = U I.

5. Расчет градиента потенциала Ez в положительном столбе разряда He–Cd-лазера для оптимальных разрядных условий, исходя из того,  что на активную зону положительного столба протяженностью 0,6 м приходится 80 % полного падения напряжения U на лазерной трубке.

6. Выводы по работе.

7. Протокол испытаний.

1.6. Контрольные вопросы

1. Каков механизм возбуждения активной среды He–Cd-лазера?

2. Какие функции выполняет гелий?

3. В чем причина низкого КПД He–Cd-лазера?

4. В чем причина тепловой инерционности лазера и как она проявляется при различных токах подогревателя?

5. В чем причина тепловой зависимости мощности излучения He–Cd-лазера?

6. В чем причина спада мощности излучения при повышенных токах разряда?

7. Если включен левый (правый) испаритель, то какую полярность должны  иметь электроды?