2 Расчёт параметров активной среды

2.1 Выбор типа лазера и режим его работы

Для осуществления лазеропунктуры, нам необходимо использовать маломощный лазер, генерирующий излучение в красной и ближней инфракрасной областях оптического спектра. Для чрескожного воздействия на более поверхностно расположенные точки следует использовать излучение красного спектра. Одним из требований к аппаратуре для лазерной рефлексотерапии является возможность ограниченного по площади воздействия (до 1 см2). При чрескожной лазеропунктуре наиболее эффективно контактное с компрессией воздействие, что существенно уменьшает потери лазерного излучения. Лазеропунктура может осуществляться как в непрерывном, так и в импульсном режимах генерации излучения. 

Для осуществления данного рода процесса мною был выбран He-Ne лазер,работающий в непрерывном режиме генерации ,который удовлетворяет всем требованиям.

2.2 Выбор геометрических размеров разрядного капилляра

Если задан диаметр пучка на выходном зеркале резонатора, диаметр трубки d следует выбрать несколько большим, имея, однако, в виду, что коэффициент усиления с увеличением диаметра уменьшается. Для ориентировочного определения длины активной области (длины разрядной трубки)  можно воспользоваться следующим соотношением, определяющим величину нормированной мощности при оптимальных условиях:

P_вых /(ld)  1-1,5 мВт/см ² ;

Изначально мы задаёмся такими параметрами как время воздействия мощность излучения и диаметр трубки:

t=15 (c);

P_вых =15 (мВт);

d=1.5 (мм);

Следовательно из предыдущей формулы следует что длина разрядной трубки:

l 1,5d/ P_вых=15 см ;

2.3. Определение основных параметров активной среды

Для расчета ненасыщенного коэффициента усиления выбираем, ориентируясь на имеющиеся экспериментальные данные, величину разрядного тока I, давление газовой смеси p, соотношение её компонентов. Если, например, отношение He к Ne составляет 7:1, то мольная доля неона =1/8 часть.

При первоначальном выборе значений I, p, d,  можно ориентироваться на следующие экспериментальные данные, определяющие условие достижения максимальной мощности излучения:

- произведение pd = 3…4 мм рт. ст.  мм;

p=3/1.5=2 мм.рт.ст (266.66 Па);

- оптимальный ток I(мА) = (7…18) d (мм);

I=121.5=18 (мА);

2.4. Расчет резонатора

Длина резонатора L несколько превышает длину разрядной трубки l и обычно выбирается из конструктивных соображений. В первом приближении её можно принять равной длине трубки или на 5 -10 см больше.

L=20 (см)

2.5. Расчет выходного зеркала

Расчет зеркала заключается в выборе материала подложки, подборе материалов диэлектрических слоев, обеспечивающих величину коэффициента отражения, соответствующую оптимальному коэффициенту пропускания.

Интерференционные зеркала:

Материал покрытия HfO₂ – SiO₂, число слоёв 25, Коэффициент пропускания 0.1 % , общие потери 0.2 %, Термостойкость 300-350 ⁰C.

2.6. Расчет напряжение источника накачки и кпд лазера.

Для оценки КПД активного элемента и мощности накачки P_н при оптимальном значении тока разряда I рассчитывается падение напряжения на разрядной трубке U.

Последнее определяется падением напряжения в положительном столбе и величиной катодного падения U_к, которое в условиях нормального тлеющего разряда находится в пределах 150…200 В, мы выбираем 175 В. Напряженность электрического поля в столбе (В/см) [2]

;

E=565,138 (В/см)

Рассчитав величину E, находим

U = El + U_к ,

U=8,652 10³ (В)

P_н = IU,

P_н=155,737 (Вт)

КПД = P_вых / P_н .

КПД=9,63210^-5