Конструирование оптических резонаторов, страница 10

Конструктивные выполнения излучателей многообразны и не ограничиваются рассмотренным примером.

При использовании многолампового осветителя охлаждается, как правило, только АВ, для чего вокруг него крепится  оптически прозрачная рубашка охлаждения. В некоторых случаях в качестве хладагента используется газ. При этом целесообразно создание замкнутого газового контура, состоящего из компрессора, фильтра очистки газа, теплообменника, охлаждаемых элементов и трубопроводов [17] . В камере осветителя газовые потоки могут быть направлены поперек охлаждаемого тела и вдоль его. Последний вариант применяется в мощных лазерах. Существуют смешанные системы, например, система, в которой лампы накачки охлаждаются водой, а АВ -воздухом и т.д.

Кожух осветителя изготавливается таким образом, чтобы он мог легко крепиться либо на основании резонатора, либо на распорных инваровых стержнях, служащих для жесткой фиксации юстировочиых устройств.

Торец АВ или пространство между торцом АВ и зеркалом резонатора герметизуются для предотвращения попадания на них пыли и конденсата. В АВ мощных лазеров в виду большого коэффициента усиления может возникнуть самовозбуждение паразитных типом колебаний из-за отражения от торцов АВ. Взаимодействие этих паразитных типов колебаний со стоячей волной, возникающей между зеркалами резонатора приведет к интерференции, уменьшающей выходную мощность и делающих работу лазера нестабильной. Для уменьшения отражения от торцевой поверхности можно либо нанести на нее просветляющее покрытие, либо расположить торцевую плоскость под углом Брюстера к оси АВ. Последний вариант более предпочтителен, так как просветляющие покрытия обладают ограниченной стойкостью и прогорают при плотностях энергии выше 100 Дж/см². В сверхмощных лазерах на неодимовом стекле отражение от торца, составляющее порядка 8... 10 %,оказывается достаточным для нормальной генерации. В этом случае отпадает необходимость в полупрозрачном зеркале.

3.4. Изготовление АВ и отражателя твердотельного лазера

Технология производства АВ твердотельного лазера направлена

на улучшение энергетических характеристик ОКГ (повышение КПД, снижение P_н^пор), обеспечение необходимого срока службы прибора, а также на улучшение пространственной однородности пучка когерентного излучения и уменьшение его расходимости. Решение этих задач сводится к получению оптически однородного АВ с минимальным поглощением когерентного излучения и с минимальным количеством дефектов. Последнее требование обусловлено тем, что дефект (микротрещина, скол) является той затравкой, на которой начинает формироваться трещина, разрушающая в конечном итоге АВ.

В настоящее время применяется несколько способов выращивания монокристаллов рубина и граната. Кристаллы рубина выращиваются, в основном, двумя способами: по методу Вернейля (метод кристаллизации на затравку из пламени) и по методу Чохральского - метод вытягивания кристалла из расплава. Основным методом получения кристаллов граната является метод выращивания из раствора в расплаве. Способы получения АВ для лазеров на неодимовом стекле мало отличаются от обычных способов получения оптически однородных стекол. Отличие состоит в более высоких требованиях к чистоте и однородности исходных материалов, а также в обеспечении такого режима варки и отливки стекла, при котором оно содержит минимальное количество пузырей и неметаллических включений. Описание методов получения кристаллов и стекол изложено в [I4].

После выращивания кристаллы обрабатываются с высокой точностью: шлифуются в пределах 10 класса чистоты, механически полируются до 12 класса чистоты, подвергаются химической или шероховатой полировке. Стеклянные АВ также обрабатываются шлифовкой и полировкой. Боковая поверхность стеклянных АВ, кроме посадочных поясков, стравливается смесью плавиковой и серной кислоты для удаления "трещиноватого" слоя, возникшего после шлифовки [15] . Затем поверхность АВ подвергается кислотно-восковой защите. Такая обработка обеспечивает большую прозрачность для накачки и способствует подавлению паразитных типов колебаний, возникающих при отражении от боковой поверхности АВ.