ЛЕК Устр и действ / Устройство и действие Л-8

Оптическая накачка (9)

Системы накачки диодными лазерами а) На рис показана пластина поперечно накачиваемая

25 линейками п/п лазеров, сопряженных с волокном d сердцевины 200 мкм. Мощность пучка на выходе каждого волокна ~ 9.5 Вт, полная – 235 Вт. Концы волокн размещены вдоль двух боковых граней пластины 1.7.мм ×1.8 мм длиной 58.9 мм. Выходная мощность лазера – 40 Вт с эффективностью преобразования 22%.

б) Стержень d=4мм, окружен прозр. трубкой с охл. водой накачивается 3 (или 5) изл модулями из 16 волокон с d=800 мкм. В каждое волокно вводится излучение линейки п/п лазеров с мощностью по 10 Вт без доп. фокусировки.

Вых. мощность ~ 60 Вт при эффективности 25%

Качество луча лазера ТЕМ00

Оптическая накачка (10)

Оптическая накачка твердотельных лазеров полупроводниковыми лазерами, хорошо известная как диодная накачка достигает эффективности, которая в 25-30 раз выше, чем накачка импульсной лампой. В настоящее время эта технология уже получила достаточно широкое распространение.

Диодные матрицы для накачки твердотельного лазера накачки доступны в различных конфигурациях. Базовым элементом в матрицах, также называемых стеками, является лазерный диодный блок (Рис.). Каждый блок имеет несколько излучателей. Лазерные блоки доступны как с охлаждением за счет теплопроводности, так и с жидкостным охлаждением. Современные диодные блоки достигают до 100 ватт непрерывной мощности. Стеки из этих блоков доступны для более высокой потребляемой мощности накачки (Рис.). Тем не менее, максимальная мощность накачки, которую можно получить от диодной матрицы, по-прежнему значительно ниже, чем получаемая мощность от импульсных ламп.

Оптическая накачка (11)

Эффективность накачки КПД или эффективность накачки ηнак определяется как отношение минимальной мощности

накачки Pнак, которая необходима для обеспечения заданной скорости накачки верхнего лазерного уровня, и электрической мощности Рэл, фактически потребляемой излучателем:

ηp = Pp / Рe

КПД накачки можно разделить на составляющие:

ηr – КПД преобразования электрической энергии в излучение источника накачки; ηt – КПД передачи излучения от источника к активной среде;

ηa – КПД поглощения энергии активной средой; ηpq – КПД заселения верхнего лазерного уровня. Тогда суммарный КПД накачки будет:

ηp = ηr × ηt × ηa × ηpq

Результаты сравнения двух примерно одинаковых лазеров с ламповой и диодной (п/п) накачкой приведены в таблице.

Накачка п/п лазерами имеет дополнительные преимущества, связанные с меньшей тепловой нагрузкой на активную среду (ηa), что позволяет улучшить оптическое качество излучения лазера из-за меньших тепловых деформаций