Квантовые и оптоэлектронные приборы и устройства, раздел 4, страница 5

Мощность возбуждения активной среды	ηАС	Мощность  излучения активной среды ГРЛ	ηОР	Мощность излучения ГРЛ
Пороговая мощность возбуждения активной среды

Рис.4.5.Трансформация мощности накачки в ГРЛ

Активной зоной газоразрядных лазеров (ГРЛ) является участок положительного столба, соосный с оптическим резонатором. В некоторых конструкциях ГРЛ приэлектродные зоны не участвуют в усилении излучения. Энергия возбуждения передается излучающим частицам при столкновениях с электронами ПС. Как и в случае ТТЛ, мощность, передаваемая от электронов ПС активной среде, делятся на две составляющие.

Первая - мощность возбуждения АС, трансформируемая далее в излучение когерентных квантов, вторая – пороговая мощность возбуждения АС, расходуемая на компенсацию всех видов потерь в оптическом резонаторе. Полный КПД газоразрядного лазера определяется как

4.2.1. Расчет КПД накачки ГРЛ

Из рис.4.5 следует, что КПД накачки ГРЛ может  быть представлен в виде                                            

                                     

где η_эл – электрический КПД ГРЛ, учитывающий потери мощности в приэлектродных областях разрядной трубки; η_геом – геометрический КПД, определяемый потерями мощности в зонах положительного столба разряда, не участвующих в процессе усиления АС, например в электродных отростках прибора; η_е – электронный КПД, отражающий долю энергии электронов ПС, расходуемую на возбуждение верхних лазерных уровней.

 Электрический КПД ГРЛ находится как

,

где U_ПС = E_z L_ПС – падение  напряжения на положительном  столбе  разряда; L_ПС – протяженность ПС, которую при расчетах ГРЛ часто можно полагать равной L_AC; U  U_К + U_ПС – полное падение напряжения на разрядной трубке лазера, превышающее U_ПС на величину U_К – прикатодное падение напряжения (прианодное падение напряжения U_A в ГРЛ близко к нулю).

         Тогда для газоразрядного лазера

.

Для приборов тлеющего разряда с холодным катодом значение U_К определяется родом материала катода и наполняющего газа (табл.4.4).

Нормальное катодное падение потенциала U_К в тлеющем разряде, В

Таблица 4.4