5.4.3.4. Числовой пример

На рис. 5.36 приведена типичная зависимость выходной энергии лазера Е от подводимой к лампе энергии накачки для Nd : YAG-лазера с модуляцией добротности. Лазер работает в импульсном режиме, и модуляция добротности в нем осуществляется с помощью кристалла (дейтерированный дигидрофосфат калия, в ячейке Поккельса [25]. На рисунке указаны также размеры стержня и резонатора. Из рисунка видно, что пороговая энергия лазера , а энергия выходного излучения при (т. е. при ). Найденная из измерений длительность импульса лазера при этой накачке составляет около 6 не.

Теперь можно сравнить эти экспериментальные данные с результатами расчетов по формулам, приведенным в предыдущем разделе. Мы будем пренебрегать поглощением в зеркалах и, таким образом, положим . Согласно

Рис. 5.36. Зависимость выходной энергии Nd : YAG-лазера с модуляцией добротности от эиергии, вкладываемой в импульсную лампу накачки. (Согласно Кёхнеру [25].)

оценкам, в системе поляризатор — ячейка Поккельса внутренние потери а внутренними потерями в стержне можно пренебречь. Таким образом, получаем Энергию лазера можно вычислить с помощью выражения (5.100), если заметить, что и если известна площадь которую будем считать равной где А — площадь поперечного сечения лазерного стержня. Для из рис. 5.34 находим При этом расчетное значение энергии на выходе равно что с удовлетворительной точностью согласуется с экспериментальным значением Теперь с помощью выражения (5.103) можно найти время задержки та. Эффективная длина резонатора равна, как это следует из , где для Nd : YAG, так что . Затем, учитывая, что по формуле (5.94) вычисляем . В итоге получаем фотонов и в соответствии с (5.103) нс. Длительность лазерного импульса находим из выражения да да 3,3 не. То, что между расчетным и экспериментальным не) значениями существует некоторое различие, связано со следующими двумя обстоятельствами. 1) Многомодовый режим генерации. Время задержки различно для разных мод, а это должно приводить к заметному увеличению длительности импульса. 2) Не выполняются условия быстрого включения добротности резонатора. Предполагается, что расчетное время задержки , полученное в предположении быстрого включения добротности, оказывается фактически сравнимым с типичным временем переключения стандартной ячейки Поккельса, и, по-видимому, медленное включение добротности резонатора приводит к несколько увеличенной длительности импульса.