Практические занятия и курсовое проектирование по дисциплине "Квантовые и оптоэлектронные приборы и устройства", страница 9

          Исходя их рассчитанной протяженности АС, определяется геометрическая и оптическая длина оптического резонатора (ОР). Далее рассчитывается геометрия зеркал ОР, производится выбор типа зеркал и оценка уровня паразитных потерь излучения в ОР. С помощью ЭВМ определяется оптимальный коэффициент пропускания рабочего зеркала оптического резонатора, находится добротность ОР и рассчитывается необходимое количество слоев интерференционного покрытия зеркал ОР, обеспечивающее требуемое их пропускание.

          Определив характеристики АС и ОР, необходимо рассчитать частотные параметры излучения лазера: частотный интервал между соседними продольными модами Δνq и количества мод  Nм, генерируемых лазером; ширину линии излучения пассивного резонатора в масштабе частоты Δλор и длины волны Δλор; физическую ширину линии излучения Δνф; тепловую ширину линии излучения Δνт; частотный сдвиг Δνтем, вызываемый наличием поперечных мод.

          Следующим этапом является расчет полного КПД на основе вычисления с использованием ЭВМ частных КПД, определяющих эффективность преобразования энергии в системе накачки, в  активной среде и оптическом резонаторе газоразрядных и твердотельных лазеров.

          После нахождения полного КПД можно рассчитать необходимую для работы лазера мощность Рн ( энергию Wн) накачки, включая пороговую мощность Рнпор (энергию Wнпор) накачки. Мощность (энергия) накачки - это электрическая мощность (энергия), потребляемая лазером от источника питания. Для газоразрядных лазеров затем рассчитываются падение напряжения на активном элементе, разрядный ток и геометрия электродов. В курсовых работах, посвященных проектированию твердотельных лазеров, по рассчитанным значениям  Wн (Рн) и справочным данным настоящего пособия выбираются тип и количество газоразрядных ламп накачки, рассчитываются падение напряжения и разрядный ток ламп накачки.

          Знание мощности (энергии) накачки конструктивных особенностей проектируемого прибора и способа его охлаждения позволяет провести тепловой расчет лазера по методикам, изложенным в настоящем пособии. Для ТТЛ проводится расчет теплового режима и активного элемента и лампы (ламп) накачки.

          Исходя из особенностей режима работы лазера в каждом конкретном случае, выбирается схема включения и рассчитываются ее основные элементы. Варианты схем включения ГРЛ и ТТЛ и методика их расчета приведены в последнем разделе настоящего пособия.

2. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ ЛАЗЕРА

2.1. Структурные схемы лазерных установок и потери мощности в них

          В начале курсового расчета следует составить структурную схему конкретного применения лазера, определить потери когерентной мощности в ней и, исходя из них и минимальной мощности, необходимой для решения поставленной задачи Pmin, рассчитать требуемую мощность лазера Pл. При использовании лазеров в технологических установках, в медицине, в устройствах записи и воспроизведения информации, системах оптической связи и т.п. имеет место ситуация, изображенная на рис.2.1.