КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ РУБИНОВОГО ЛАЗЕРА

Все квантовые генераторы на твердом теле характеризуются низким коэффициентом полезного действия (КПД) h.

В общем случае КПД лазера можно представить в виде произведения нескольких показателей эффективности [1]:

 

 

где h_п - эффективность электрической схемы питания (h_п» 90 %);

h_пр - эффективность преобразования тока разряда лампы накачки в световой импульс (h_пр» 50 %);

h_лн - эффективность лампы накачки (h_лн» 15 - 20 %);

h_ос - эффективность осветителя (h_ос» 50 %);

h_эфф - эффективность активного вещества лазера;

h_нак - коэффициент использования энергии накачки (h_нак» 4 %).

Эффективность активного вещества лазера представляется как отношение энергии лазера, излучаемой в импульсе, к поглощаемой энергии. Потери в этом случае складываются из потерь на безызлучательный переход с 3-го уровня на 2-ой и потерь на спонтанное излучение при переходе со 2-го уровня на 1-й.

В этом случае эффективность активного вещества лазера h_эфф может быть представлена следующим соотношением:

(32)

где в числителе стоит мощность излучения лазера, определяемая из (30) или (31), а в знаменателе – мощность накачки, поглощаемая кристаллом рубина и определяемая из (27).

Анализ указанных выражений показывает, что в общем случае эффективность активного вещества рубинового лазера зависит от свойств активного вещества и от характеристик системы накачки лазера. Обычно, при значениях К £ 10, значение h_эфф лежит в пределах 25 – 40 %. Отсюда следует, что общий КПД рубинового лазера составляет величину 1 – 2 %.