(3.5)
где Pj - парциальное давление газа сорта j; bi0j - единичная (при р = 1 Па) подвижность ионов газа сорта j в собственном газе.
Для вычисления электронной температуры Te выражение (3.4) трансформируется к виду
В X = f(Te) с ростом Te изменяется немонотонно. При малых значениях Te X > 0 и имеет малое абсолютное значение. С ростом Te Х увеличивается, достигает максимума и затем начинает падать, переходя через нулевое значение в область отрицательных значений. С учетом этого обстоятельства и требуемой точности расчета (ΔTe ≤ 100 K). Машинный расчет Te проводится с использованием циклического процесса, шаг которого изменяется в 10 раз при каждом переходе параметра Х через нулевое значение. Одновременно с этим изменяется и знак шага. Условием выхода из цикла являются условия: либо Х = 0, либо переход функции Х через 0 при шаге, равном 100 К.
продольный градиент Ez потенциала в положительном столбе может быть найден по формуле [8]
(3.6)
где e - коэффициент аккомодации электронов (см.табл.3.1); le - средняя длина свободного пробега электронов в смеси газов.
Для условий газоразрядных лазеров, когда вариации электронной температуры для каждого из типов лазеров незначительны, величина e может считаться константой. Средняя длина свободного пробега электронов le с достаточной для практики точностью может быть определена по выражению, аналогичному (3.5)
где λe0j - единичная (при р = 1 Па) длина свободного пробега электронов в газе сорта j (см. табл.3.2).
Величина электронной температуры влияет на эффективность передачи энергии электронов положительного столба разряда излучающим частицам АС, характеризуемого электронным КПД. Поскольку программы расчета Te, Ez и электронного КПД объединены в единый блок, то описание методики работы с программой и требования к широте проведения машинного эксперимента изложены в разд.4 настоящего пособия, посвященном расчету КПД лазера.
3.3. Расчет параметров оптического резонатора
Оптический резонатор (ОР), наряду с активным элементом (АЭ) и источником накачки, является важнейшей составной частью лазера. Основное назначение ОР, как и любого резонатора, состоит в аккумулировании энергии электромагнитных колебаний оптического диапазона и обеспечении положительной обратной связи между излучением и активной средой Наличие резонатора создает условия, при которых процесс усиления в активной среде может перейти в процесс генерации. Являясь частью общей колебательной системы, включающей и активную среду, оптический резонатор существенно влияет на свойства генерируемого лазером излучения, определяя при фиксированной накачке уровень мощности генерации, спектральный состав и диаграмму направленности излучения. Оптические резонаторы являются открытыми и образуются, как правило, двумя отражающими поверхностями - зеркалами. Геометрическая длина оптического резонатора L обычно превышает длину волны генерируемого излучения в сотни тысяч - миллионы раз. Этим ОР отличаются от объемных резонаторов, используемых в СВЧ-диапазоне, у которых L и λ одного порядка. Излучение в оптическом резонаторе распространяется вдоль его оси, проходящей через центры зеркал и активного элемента. За счет многократных отражений от зеркал обеспечивается эффективное взаимодействие излучения с возбужденной активной средой. Если создаваемое при этом усиление в активной среде достаточно для компенсации всех видов потерь в ОР, то возникает генерация. В итоге формируется лазерный пучок, обладающий малой расходимостью.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.