10
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
пределения интенсивности по сечению пучка излучения в фокальной
плоскости и близких к ней плоскостях в пределах глубины фокуси-
ровки. В этом проявляется ограниченность способа описания каче-
ства излучения одним параметром.
Основные свойства твердотельных дисковых лазеров
.
В
настоящее время мощные дисковые лазеры составляют основную
конкуренцию мощным волоконным лазерам в области лазерных тех-
нологий. Они обладают той же длиной волны излучения, одинаковым
КПД, но отличаются существенно более качественным излучением
по параметру
2
.
M
В связи с этим целесообразно перечислить основ-
ные свойства дисковых лазеров.
Дисковые лазеры относятся к типу слэб-лазеров, в которых ак-
тивный твердотельный элемент выполнен в виде тонкой пластины.
Достаточно малая толщина такого элемента позволяет эффективно
охлаждать его. Особенностью дискового лазера является то, что ак-
тивный элемент в форме тонкого диска расположен перпендикулярно
оптической оси резонатора. Подобный выбор пространственного по-
ложения диска позволяет избежать радиальных неоднородностей
температуры в активном элементе и соответствующих оптических
неоднородностей в нем [7]. При этом проявляются продольные неод-
нородности температуры, вызывающие термическую деформацию
дисков, в основном, в виде изгиба [8, 9].
Малый объем активной среды по сравнению с объемом в обыч-
ных стержневых лазерах позволяет создавать эффективные оптиче-
ские системы накачки дисковых лазеров с использованием излучения
полупроводниковых лазеров. Активный элемент с толщиной
150…350
мкм при диаметре до нескольких десятков миллиметров
активирован иттербием. Усиление генерируемого излучения проис-
ходит на малой длине
,
a
l
h
=
но оно достаточно вследствие очень вы-
сокой концентрации иттербия в кристалле граната, которая в не-
сколько десятков раз превышает предельную концентрацию неодима
в тех же кристаллах. Это обусловлено тем, что атомы иттербия лучше
согласуются с решеткой кристалла граната, чем атомы неодима.
Конструкция дисковых лазеров позволяет в зависимости от мощно-
сти излучения и технических требований их применения использовать
для лазеров разные традиционные оптические формирующие системы,
создаваемые на базе известных и хорошо разработанных резонаторов и
оптических элементов. На рис. 1 приведены принципиальная оптиче-
ская и пояснительная схемы дискового лазера [8, 9]. Оптическая схема
обеспечивает многократное прохождение излучения накачки через ак-
тивный элемент и отражение излучения от задней поверхности диска и
зеркал системы накачки. Тем самым создается высокая однородность
инверсии в объеме активного элемента.