ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
21
С учетом (9) равенство (8) принимает вид
т
в
d
d D
λ
θ
≈
.
(12)
В соответствие с (10) параметр качества
ВРР
определяется по
формуле
т
в
4 4
D Dd
BPP
d
θ
λ
= =
.
(13)
Например, для
d
т
= 100 мкм,
d
в
= 10 мкм,
λ
= 10
–4
см имеем
ВРР
= 2,5 мм
⋅
мрад. Далее с учетом (3) находим
т
2
в
4
d
М BPP
d
π
π
λ
=
=
.
(14)
Поэтому для тех же значений параметров
d
в
и
d
т
получаем
М
2
≈
8.
Отметим, что у современных технологических СО
2
-
лазеров мощ-
ностью 2…3 кВт при
D
= 2 см угол расходимости
θ
= 0,5 мм
⋅
мрад,
следовательно, значение
ВРР
очень близко к значению 2,5, при этом
качество излучения по более важному параметру
М
2
≈
1
значительно
выше.
Для мощных волоконных лазеров, как и для многоканальных СО
2
-
лазеров, существует принципиальная возможность повысить качество
излучения до дифракционного предела с помощью фазировки излуче-
ния отдельных каналов (излучателей). Однако опыт реализации различ-
ных методов (фазировка по методу Тальбо и пространственного филь-
тра) для многоканальных СО
2
-
лазеров показал, что, давая прекрасный
экспериментальный результат (угол расходимости менее 0,3 мрад), не
обеспечивают необходимой простоты в технологических применениях.
Наиболее эффективна и технологична фазировка каналов излучателей в
усилительной схеме, когда во всех каналах усиливается излучение од-
ного задающего лазера. В этом случае она ограничена возникающими в
каждом канале оптическими неоднородностями, в том числе нелиней-
ными. Полной фазировки всех лазерных пучков можно достичь только
методом компенсации фазовых искажений в двухпроходовом усилителе
с обращением волнового фронта. Наиболее эффективный способ обра-
щения волнового фронта — четырехволновое смешение с обратной свя-
зью [17]. Пример успешной реализации этого метода приведен в работе
[18]:
угол расходимости непрерывного твердотельного лазера мощно-
стью 2 кВт с ламповой накачкой был уменьшен почти в 20 раз и до-
стигнут дифракционный предел качества излучения (
М
2
≈
1)
без значи-
тельной потери мощности.