Стр. 5 - В.Е. Карасик, И.М. Кириллов, Р.П. Краснов, В.И. Юдин - Применение квантово-кинетической модели активной среды при расчетах оптических резонаторов СО2-лазеров методом интегральных уравнений

ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2012 21
При указанных допущениях полученная зависимость коэффици-
ента усиления g среды от интенсивности I оптического поля с по-
грешностью не выше 5 % аппроксимируется формулой Ригрода:
0 ( ) .
1 s
g
g I I I =
+
(11)
На рис. 1 приведены рассчитанная зависимость (кружки) и ре-
зультат аппроксимации (сплошная линия).
Рис. 1. Зависимость усиления среды от интенсивности оптического
поля (сплошная линия — аппроксимация)
Выражение (11) использовалось для расчетов индуцированного
излучения в оптическом резонаторе СО 2-лазера. Для исследований
численными методами был выбран плоскопараллельный резонатор с
числом Френеля, равным единице.
Значение относительных потерь за полный обход пустого резона-
тора составило 0,31964. При этом критическое погонное усиление сре-
ды g0п, необходимое для развития генерации, равнялось 0,07267 м–1.
Для верификации предложенной модели расчет внутрирезона-
торного поля проводили для двух значений коэффициента усиления
среды g0, равных соответственно 0,072 и 0,073 м–1, т. е. меньше и
больше порогового усиления среды соответственно. Интенсивность
насыщения Is в обоих случаях составляла 1 Вт/см2. Использовали
следующие значения начальной интенсивности: 1,000 и 0,001 Вт/см 2.
При g0 = 0,072 м–1 установившееся значение потерь составило
3,533·10 –3, т. е. усиления активной среды недостаточно для установ-
ления стационарного режима генерации. На рис. 2 приведена зависи-
мость интенсивности I0 оптического поля в центре выходного зеркала
от номера N итерации при g0 = 0,073 м–1 и начальной интенсивности
0,001 Вт/см 2. Расчеты показали, что установившееся значение интен-
сивности оптического поля не зависит от его начальной интенсивно-
сти. Установившееся относительное распределение амплитуд и фаз