2.4.4. Расчет увеличения призмы (блока призм)

Увеличение призмы может меняться в больших пределах в зависимости от угла падения пучка на грань призмы. В связи с тем, что стойкость покрытия зеркала зависит от плотности мощности падающего на него излучения, работать следует в области углов, для которых увеличение .

Рис. 2.9. Угловое смещение призмы

Как следует из [24-26], угловое смещение призмы определяется (см. рис. 2.9)

, (2.18)

где , i₂ = a - . Обозначим W=.

Результаты расчета по формуле (2.18), представлены в таблице 2.2 и на рис. 2.10.

Таблица 2.2

Зависимость увеличения блока призм от угла падения пучка на грань

Угол падения i1			Угол выхода пучка из призмы
40°	¥	0	90° (уходит за грань)
50°	2.84	0.352	78°
61°36¢ (минимум отклонения)	1	1	61°36¢
70°	0.61	1.64	54°56¢
80°	0.295	3.4	50°
90°	0	-	полное отражение от передней грани

Из данных расчета видно, что при работе в диапазоне длин волн 550 ¸ 750 нм оптимальные углы падения пучка на дисперсионную призму имеют значения 60 ¸ 80° , так так при этом увеличение W³1. При работе с меньшими или большими углами есть опасность, что пучок “потеряется” внутри призмы или уйдет, отразившись от первой грани.

2.5. Основные блоки, узлы и элементы аппарата

Общий вид аппарата приведен на рис 2.11. При разработке конструкции особое внимание уделялось выбору конструктивных материалов и технических решений, способных обеспечить безотказную работу прибора в заданных ТТ режимах. Прибор состоит из отдельных модулей: излучателя, источника питания, панели управления, держателя световода и разъемов, соединяющих отдельные модули. Такая конструкция облегчает сборку и настройку в процессе серийного производства, а так же техническое обслуживание в ходе эксплуатации прибора.

Модуль излучателя прибора состоит из блока лазера накачки и блока излучателя лазера на красителях в твердотельной матрице. Для обеспечения герметичности внутренней полости в местах соединения отдельных модулей предусмотрены уплотнения из резины типа ИРП. Описание отдельных узлов и элементов, входящих в перечисленные модули, приведено ниже.

2.5.1. Квантрон

Корпус квантрона с кондуктивным охлаждением активного элемента образован двумя профилированными дюралюминиевыми теплоотводами 1 (рис 2.11). Для выравнивания тепловых градиентов по сечению и длине активного элемента 3 он размещается в сапфировой трубке 2. Зазор между внутренней поверхностью трубки 2 и активным элементом 3 составляет не более 1 мм. При этом, как показывают расчеты тепловых полей в активном элементе, можно пренебречь тепловым сопротивлением воздушного слоя.

Тепло, выделяющееся в процессе работы в активном элементе 3, отводится через сапфировую трубку 2 на корпус квантрона 1. Использование сапфировой трубки помимо всего прочего исключает возможные повреждения активного элемента и дополнительные механические напряжения в нем при стягивании пластин-теплоотводов 1. Симметричность нагрева и охлаждения активного элемента определяет характер распределения температурных полей по сечению активного элемента. Термооптические искажения в активном элементе в плоскости ламп приводят к возникновению отрицательной линзы, фокусное расстояние которой при средней мощности накачки 200 Вт составляет примерно 3 м. В перпендикулярной плоскости возникает положительная линза с тем же значением фокусного растояния.

Изучение термооптических искажений в активном элементе проводилось с помощью интерферометра Мака-Цандера [27]. Практическое отсутствие клиновых деформаций позволяет обеспечить сохранение устойчивости резонатора и его параметров в широком диапазоне значений фокусных расстояний тепловых линз за счет выбора его конфигурации.

На внутреннюю поверхность теплоотводов 1 для увеличения эффективности осветителя нанесена отражающая паста из окиси циркония, коэффициент отражения которой в полосах накачки неодима составляет около 95%. Толщина слоя пасты не превышает 0,3 мм.