22
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
Существующие мощные волоконные лазеры не имеют систем фа-
зировки, поэтому параметры качества излучения оцениваются по фор-
мулам (10)—(14). Поскольку расходимость излучения мощных воло-
конных лазеров почти на порядок превышает дифракционный предел,
то для оценки параметров сфокусированного пучка излучения исполь-
зуем формулы (6) и (7). В результате для
F
= 30 см,
D
= 2 см и
ВРР
= 2,5 мм
⋅
мрад получаем радиус пучка в фокальной плоскости
r
0
≈
9,8
⋅
10
–2
см и глубину фокусировки
l
0
≈
0,2
см. Для СО
2
-
лазера с
параметрами
F
= 20 cм,
D
= 2 см и
М
2
≈
1,
применяя формулы для
гауссова пучка, из (8) и (9) имеем
r
0
≈
0,7·10
–2
см и
l
0
≈
0,2
см. В рас-
смотренных случаях расчетные ширина сфокусированного пучка из-
лучения и глубина фокусировки оказываются близкими по значению.
Однако для лазерного пучка с невысоким качеством излучения по па-
раметру
2
1
M
этот параметр и
ВРР
не дают конкретной информа-
ции о реальном распределении интенсивности по сечению пучка в фо-
кальной плоскости и близких к ней плоскостях. Другими словами, за-
дание одиночных параметров качества излучения
ВРР
и
2
M
не явля-
ется полной характеристикой пространственных свойств лазерных
пучков с параметром
2
1.
M
Измерение пространственных характеристик мощных волно-
водных и волоконных лазеров.
По стандартной методике с помо-
щью анализатора Lasercope UFF-100 (таблица) были проведены ис-
следования пространственной структуры сфокусированного излуче-
ния и параметров качества излучения
ВРР
,
2
,
M
полуширины
r
0
пуч-
ка в фокальной плоскости и глубины фокусировки
l
0
.
Значения основных характеристик анализатора Lasercope UFF-100
Диаметр измерения пучка:
несфокусированного, мм ............................................. 6…60
сфокусированного, мкм ............................................... 500…4 000
Средняя мощность излучения, кВт............................... 1·10
–3
…25
Плотность мощности излучения, Вт/см
2
...................... 2·10
7
Точность измерений по оси, мкм:
Х
...................................................................................
± 50
Y
...................................................................................
± 2
Схемы измерения пространственных характеристик излучения
волноводного лазера ТЛ-1200 и волоконного лазера модели СР-3.5
приведены на рис. 6.
Распределение плотности мощности излучения лазеров ТЛ-1200
и СР-3.5 приведены на рис. 7 [19]. Из рисунка ясно, что генерируется
практически одна первая волноводная мода.