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 hп - эффективность электрической схемы питания (hп» 90 %); hпр - эффективность преобразования тока разряда лампы накачки в световой импульс (hпр» 50 %); hлн - эффективность лампы накачки (hлн» 15 - 20 %); hос - эффективность осветителя (hос» 50 %); hэфф - эффективность активного вещества лазера; hнак - коэффициент использования энергии накачки (hнак» 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 hэфф может быть представлена следующим соотношением:
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 hэфф лежит в пределах 25 – 40 %. Отсюда следует, что общий КПД рубинового лазера составляет величину 1 – 2 %.
|
(32)
