В обоих случаях, когда требуется обеспечить возможность генерации на нескольких длинах волн поочередно или создать благоприятные условия для "слабых" лазерных переходов, используются сложные комбинации слоев. Подбор необходимой комбинации слоев и расчет их спектральных характеристик возможен только с использованием ЭВМ. Таким путем в гелий-неоновом лазере была получена генерация на малоинтенсивных переходах с длинами волн 0,73; 0,64; 0,612; 0,593; 0,543 мкм [15].
Важным этапом в расчете параметров оптического резонатора является определение уровня паразитных потерь a∑ = a1 + a2. Этот параметр используется при нахождении τопт, добротности и КПД ОР. Если в ОР используются одинаковые зеркала, например два интерференционных зеркала, выполненные по единой технологии, то в расчетах полагают a1 = a2. При использовании покрытий различного типа, например интерференционного для рабочего зеркала и металлического для нерабочего, необходимо учитывать различия в уровне потерь. Уровень a∑ определяется не только потерями на зеркалах, но и потерями излучения на оптических элементах, имеющихся в ОР, и другими причинами. В общем случае для ОР с одинаковыми зеркалами и двумя окнами Брюстера можно записать
a∑ = a1 + a2 = 2(aпогл + aрасс + a0 + aБр + aд) + an + ab, (3.13)
где aпогл, aрасс - потери на поглощение и рассеяние в отражающих покрытиях; a0 - потери на зеркалах, обусловленные запылением и загрязнением зеркал; aБр - потери излучения при прохождении выходных окон Брюстера; aд - дифракционные потери; an - потери на границах сред; ab - потери, обусловленные разъюстировкой зеркал ОР.
Минимально достижимые уровни aпогл и apacc для интерференционных отражающих покрытий в видимом диапазоне составляют 0,1...0,2%. Реальные - в несколько раз выше и возрастают при переходе в УФ и ИК области спектра. Для металлических покрытий минимальный уровень поглощения составляет 2...5%. Загрязнения и запыление зеркал, а также торцов активных элементов ТТЛ и других оптических элементов, окон Брюстера ГРЛ приводят к снижению уровня генерации лазера, вплоть до ее срыва. При надлежащей эксплуатации лазера уровень a0 не превышает 0,1...0,3%.
В газоразрядных лазерах с внешними зеркалами для уменьшения потерь излучения выходные окна устанавливаются под углом Брюстера, для которого справедливо: tgΘБр = n1/n0 ≈ n1, где n1, n0 - показатели преломления материала окна, воздуха (n1 ≈ 1). Остаточный уровень потерь в окнах Брюстера aБр определяется величиной a0 на каждой из границ раздела сред и поглощением лазерного излучения в материале выходного окна толщиной
d = 2...4 мм
Поскольку окно Брюстера пропускает лишь волну, поляризованную в плоскости падения, то выходное излучение в этом случае будет линейно поляризовано.
Заметной составляющей являются дифракционные потери. В лазерах дифракция обусловлена ограниченными размерами пучка излучения, циркулирующего в резонаторе. Дифракция происходит на торцах активных элементов и на зеркалах ОР. Величина дифракционных потерь в ОР длиной L является монотонно убывающей функцией числа Френеля
Nф = a2/λL, (3.14)
где а - диаметр лазерного пучка на зеркале: а = (0,7...0,9)dAC для ГРЛ и
а = (0,4...0,8)dAC для ТТЛ. При расчете числа Френеля для лазеров, у которых длина резонатора L намного превышает протяженность активной среды LAC, например многих ТТЛ, в (3.14) вместо L следует подставлять LAC. При значениях Nф > 10 коэффициент дифракционных потерь для плоского зеркала можно оценить как [16]
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.