- •Аннотация
- •The summary
- •1. Введение. Технико-экономическое обоснование темы.
- •2. Аналитический обзор оптических схем накачки диодными матрицами твердотельных лазеров, работающих на длине волны 1064 нм.
- •2.1 Схемы накачки активных элементов
- •2.2 Схемы поперечной накачки
- •2.3. Схемы накачки цилиндрических элементов
- •2.4. Схемы с прямым вводом излучения накачки
- •2.5. Схемы с оптическими системами подвода излучения накачки
- •2.6. Схемы накачки прямоугольных элементов.
- •2.7. Схемы с зигзагообразным распространением лазерного излучения
- •2.8. Схемы со скользящим падением лазерного излучения.
- •2.9 Схемы с квазипродольной накачкой.
- •2.10 Другие схемы накачки «слэб» элементов.
- •2.11 Итог аналитического обзора.
- •3. Разработка оптической и струкутурно – функциональной схемы установки.
- •3.1. Методика расчета генератора твердотельного лазера с накачкой диодными матрицами.
- •3.1.1. Расчет накачки.
- •3.1.2. Расчет усиления в резонаторе.
- •3.2 Разработка оптической схемы накачки лазерного генератора: продольный и поперечный варианты накачки.
- •3.2.1. Продольная накачка.
- •3.2.2. Поперечная накачка.
- •3.3. Структурно-функциональная схема установки.
- •3.4. Тепловой расчет лазерного генератора.
- •3.4.1 Тепловой расчет лазерного генератора при частоте следования импульсов 1000 Гц.
- •3.4.2 Тепловой расчет лазерного генератора при частоте следования импульсов 8 Гц
- •3.5. Разработка конструкции охлаждаемого элемента.
- •4.1. Расчет импульсной и средней мощности генерации при поперечной накачке.
- •4.1.1. Обоснование выбора выходного зеркала.
- •4.2. Расчет импульсной и средней мощности генерации при продольной накачке.
- •4.3. Выводы и основные результаты расчета
- •4.4. Оценка влияния температуры диодных матриц накачки на выходные характеристики лазерного генератора.
- •5. Экспериментальная часть.
- •5.1 Разработка эскизного варианта конструкции лазерного генератора.
- •5.2. Экспериментальное определение выходных характеристик лазерного генератора при частоте импульсов генерации 8 Гц.
- •5.2.1. Зависимость средней и импульсной мощности от температуры диодных матриц.
- •5.2.2. Зависимость средней мощности от частоты повторения импульсов накачки.
- •5.2.3. Определение расходимости лазерного пучка.
- •5.2.4. Определение длительности импульса генерации.
- •5.2.5. Выводы из экспериментальной части.
- •6. Экономическая часть.
- •Фонд оплаты труда составит:
- •Отчисления на социальные нужды
- •Амортизационные отчисления
- •Прочие расходы
- •Итоговая таблица
- •Расчет цены нир
- •Выводы по экономической эффективности.
- •7. Безопасность и экологичность проекта. Введение.
- •Анализ условий труда на рабочем месте инженера электронщика.
- •1. Опасность поражения электрическим током
- •2. Уровень шума
- •3. Обеспечение пожарной безопасности при эксплуатации проектируемого объекта
- •4. Оптимизация зрительных условий труда на рабочем месте.
- •5. Психофизиологические факторы, включающие в себя непрерывность и монотонность выполняемой работы
- •6. Нормализация микроклимата в помещении при работе оборудования.
- •7. Защита от лазерных излучений при эксплуатации проектируемого устройства.
- •Защита от лазерных излучений при эксплуатации проектируемого устройства
- •1. Нормативно – организационные требования.
- •2. Условия размещения лазеров в помещениях.
- •3. Общие требования к помещениям с лазерами.
- •4. Нормативно – технические требования.
- •5. Защитные очки
- •Экологичность.
- •8. Заключение.
- •9. Библиографический список.
Экологичность.
С точки зрения экологичности данный проект не представляет опасности для окружающей среды, процесс изготовления лазера также не образует вредных отходов.
8. Заключение.
В дипломном проекте проведена разработка генератора лазерного излучения на основе кристалла иттрий алюминиевого граната активированного ионами неодима с накачкой диодными матрицами, который позволил получать на выходе мощные импульсы с энергией ~50 мДж и частотой следования ~1 кГц.
Предложена и рассчитана система оптической накачки диодными матрицами активных сред на основе кристалла иттрий алюминиевого граната активированного ионами неодима (YAG-Nd);
Разработана охлаждаемая конструкция квантрона импульсно-периодического YAG-Nd лазера, работающего при частоте следования импульсов генерации ~1000Гц и энергией генерации в импульсе ~50мДж;
Разработана методика расчета генератора лазерного излучения, учитывающая эффект насыщения активной среды, при поперечной и продольной накачке и выполнен расчет выходных характеристик лазерного генератора в среде MathCad.
Определены основные области дальнейших исследований для повышения качества работы генератора.
Разработан комплект конструкторской документации, состоящий из конструкции лазерного генератора, конструкции охлаждаемого квантрона, структурной и функциональной схемы экспериментальной установки.
Помимо этого собран и опробован действующий эскизный вариант лазерного генератора, работающий на частоте 8 Гц, 64 Гц и кратковременно на 128 Гц.
Проведено экономическое обоснование темы дипломного проекта, построен ленточный график выполнения работы, также составлена смета затрат на разработку, план проводимых работ и проведен функционально – стоимостной анализ относительной данной разработки.
В разделе «Безопасность и экологичность проекта» была проведена оценка безопасности усилителя лазерного излучения и рассмотрены требования, которые необходимо соблюдать при работе с данным устройством.
9. Библиографический список.
Lee S., Kim S.K., Yun M., Kim H.S., Cha B.H., Moon H.-J. Appl. Opt., 41, 1089 (2002).
Wang Y., Kan H. Opt. Commun., 226, 303 (2003).
Du K., Zhang J., Quade M., Liao Y., Falter S., Baumann M., Loosen P., Poprawe R. Appl. Opt., 37, 2361 (1998).
Hirano Y., Yanagisawa Т., Ueno S., Tajime Т., Uchino O., Nagai Т.,Nagasawa C. Opt. Lett., 25, 1168 (2000).
Brand T. Opt. Lett., 20, 1776 (1995).
Jackson S.D., Piper J.A. Appl. Opt., 35, 1409 (1996).
Fujikawa S., Furuta K., Yasui K. Opt. Lett., 26, 602 (2001).
Furuta K., Kojima T., Fujikawa S., Nishimae J. Appl. Opt., 44, 4119
Golla D., Knoke S., Schone W., et al. Opt. Lett, 20, 1148 (1995).
Golla D., Freitag I., Zeilmer H., Schone W., Kropke I., Welling H. Opt. Commun., 98, 86 (1993).
Yu D.L., Tang D.Y. Opt. Laser Technol., 35, 37 (2003).
Hirano Y., Koyata Y., et al. Opt. Lett., 24, 679 (1999).
Pavel N., Hirano Y., Yamamoto S., Koyata Y., Tajime T. Appl. Opt., 39, 986 (2000).
Golla D., Bode M., Knoke S., Schone W., Tuennermann A. Opt. Lett., 21,210(1996).
Lu J., Yagi H., Takaichi K., et al. Appl. Physi. B, 79, 25 (2004).
Walker D.R., Flood C.J., van Driel H.M., Greiner U.J., Klingenberg H.H. Opt. Lett., 19, 1055 (1994).
Мак А.А., Сомс Л.Н., Фромзель В.А., Яшин В.Е. Лазеры на неодимовом стекле (М.: Наука, 1990).
Мезенов А.В., Сомс Л.Н., Степанов А.И. Термооптика твердо- телъныгх лазеров (Л.: Машиностроение, 1986).
Kane T.J., Eckardt R.C., Byer R.L. IEEE J. Quantum Electron., 19, 1351 (1983).
Eggleston J.M., Kane T.J., Kunh K., Unternahrer J., Byer R.L. IEEE J. Quantum Electron., 20, 289 (1984).
Kane T.J., Eggleston J.M., Byer R.L. IEEE J. Quantum Electron., 21, 1195 (1985).
Baer T.M., Head D.F., Gooding P., Kintz G.J., Hutchison S. IEEE J. Quantum Electron., 28, 1131 (1992).
Tzuk Y., Tal A., Goldring S., Glick Y., Lebiush E., Kaufman G., Lavi R. IEEE J. Quantum Electron., 40, 262 (2004).
Coyle D.B. IEEE J. Quantum Electron., 27, 2327 (1991).
Gong M., Li C., Liu Q., Chen G., Gong W., Yan P. Appl. Phys. B, 79, 265 (2004).
Liu Q., Gong M., Lu F., Gong W., Li C. Opt. Lett., 30, 726 (2005).
Gong M., Lu F., Liu Q., Gong W., Li C. Appl. Opt., 45, 3806 (2006).
Lu F., Gong M., Xue H., Liu Q., Gong W. Opt. Laser Technol., 39, 949 (2007).
Lee J.R., Baker H.J., Friel G.J., Hilton G.J., Hall D.R. Opt. Lett, 27, 524 (2002).
Lapucci A., Ciofini M. Appl. Opt., 44, 4388 (2005).
Dascalu T., Taira T., Pavel N. Opt. Lett., 27, 1791 (2002).
Безопасность жизнедеятельности: Учебник. /Под ред. профессора Э.А. Арустамова. - М.: Изд. Дом "Дашков и Ко", 2000г.
Белов С. В. Безопасность жизнедеятельности: Учеб. - М.: Высшая школа, 2000.
Экологическое право в России / Под ред. В.Д. Ермака, О.Я. Сухарева. -М: ИМП, 2003
ГОСТ 12.1.040-83* "Система стандартов безопасности труда. Лазерная безопасность. Общие положения".
