A szivattyúzás összehasonlítása dióda lézersugárzással és lámpa szivattyúzásával
Az előző szakaszok megbeszélései alapján általánosan össze kell hasonlítani a lámpa szivattyúzását és a szivattyúzást dióda lézersugárzással. Összehasonlítása csak akkor lehet elvégezni négy-szintű lézerek, mert a kvázi-három lézerek általában működnek hosszanti pumpáló dióda lézerek. Annak érdekében, hogy összehasonlítsuk az arány (6.3.22) és (6.3.20) és (6.3.21), kényelmes pumpáló által diódalézer szivattyú határozza meg a kvantumhatásfok c (], mint egy ernyedt / Nr, ahol ur - a tényleges szivattyút frekvencia, és tr -... minimális gyakoriságát a szivattyú, azaz a pumpáló frekvencia, amely megkövetelte volna minket-las szivattyúzására a felső lézeres szintező közvetlenül (. ábra 6.17) Ha ez a viszony (6.3.20) és (6.3.21) egyszerűen átalakítható :
Amennyiben a jelölés T) pd => pXpq = D | hl (LaPr9 3 „teljes szivattyúzási hatásfok a diódalézer Te per kapcsolatban (6.3.23.), (6.3.26) és (6.3.27) által - lehetővé teszi az egyik, hogy tartsa a lámpa szivattyúzásának összehasonlítása dióda lézersugárzással.
Először is az összehasonlítás a 6 17-es pontból lehetséges
KI a hatékonysági tényező négy tényezője: rr, r \ (, r \ a, rpq Real (v ") és ideális
És ennek következtében a teljes hatékonyság (hatékonyság) minimális ^ ^)
Гп г ч - / szivattyúzási frekvenciák
A szivattyúzás qp = yr \ tv [ar [pq. A négylépcsős lézerre korlátozva az esetet
Az Nd: YAG kristályt a táblázatban adjuk meg. 6.3 Értékelés
Ezeknek a tényezőknek az értékei, ahol a lámpa szivattyúzás értékeit a táblázatból vettük. 6.1. Dióda lézerrel való hosszanti szivattyúzás esetén 1 cm hosszú rúdot kell figyelembe venni, míg keresztirányú szivattyúzás esetén 4 mm átmérőjű rudat kell venni. Megjegyezzük, hogy a korábban vizsgált szivattyúrendszerek nagy változatossága ellenére a fenti négy tényező szemszögéből történő összehasonlítás meglehetősen egyszerű és tanulságos. Látható, hogy a sugárzási hatékonyság és az átviteli hatékonyság megközelítőleg megegyezik a lámpa és a dióda lézerrel történő szivattyúzáshoz. A dióda lézerrel való szivattyúzás következtében a teljes hatékonyság közel tízszeres növekedése az abszorpciós hatékonyság (csaknem 6-os tényező) és a kvantumszivattyú-hozam (kb. 1,5-es tényező) emelkedésének jelentős növekedésével magyarázható. Azt is megjegyezzük, hogy a teljes hatékonyság szempontjából a hosszirányú és a keresztirányú szivattyúzás megközelítőleg egyenértékű, míg a keresztirányú szivattyúzás abszorpciós hatékonyságának valamivel kisebb értéke van.
Másodszor, az összehasonlítás a küszöb teljesítmény szivattyúzás szempontjából lehetséges. Összhangban (6.3.24) és (6.3.31), és ugyanazt az értéket a keresztmetszeti területe a rúd fő különbség a küszöbértékek-cheniyah szivattyú teljesítménye a lámpa és egy dióda lézer a majdnem tízszeresére nőtt a szivattyú hatásfok átmenet során, hogy a dióda-Term lézer. Összehasonlítva hosszanti pumpáló dióda lézer villanólámpa a (6.3.22) és (6.3.26) látható, hogy a felfújt-ki teljesítmény küszöbértéket az első esetben csökken, nem csak növeli a hatékonyságot a pitching, hanem azért is, mert a faktor
(u> 0 + WP) x [1 - expP - (2a2 / wfn)] / 2a2,
Ahol w0i a lézersugár foltmérete a lámpa szivattyúzásakor. Ez a tényezõ elsõsorban a w0 és wp nagyon kicsi értékeihez való gördülési teljesítmény csökkentéséért felelõs. Élénk példa a helyzetre
A lámpa szivattyúzás hatékonyságának (hatékonyságának) és a sugárzás szivattyúzásának összehasonlítása
A típus a szál lézerek, amelyeknél az egy módú rostok esetében mind a w0, mind a w0 értéke lehet olyan kicsi, mint 2-3 μm. Ha például w0 = 6p = 2 / im (szálas lézer esetében) és a = 2 mm, = 0,5a (a
Lámpa szivattyúzás), akkor a várható csökkenés miatt ez a geometriai tényező majdnem hat nagyságrend! Ezért van a szalaggal felszerelt lézerek olyan alacsony küszöbű szivattyúteljesítménye. Természetesen, az egymódú rostok szivattyúzásához egyirányú, azaz diffrakciós, korlátozott sugárzással rendelkező dióda lézereket kell alkalmazni. A longitudinális és a keresztirányú szivattyúzás összehasonlításával a (6.3.26.) És a 6.3.27. Pontból látható, hogy az első esetben a küszöbérték kisebb, mint a második, és a csökkenést a tényező
(u> 1 + u> 2) x [1 - exp - (2a2 /)] / 2a2,
Ha a / és £ indexek a hosszanti és keresztirányú tekercsekre vonatkoznak. A longitudinális szivattyúzáshoz használható bu0 és bu foltok nagyon kicsi méretei miatt ez a tényező elég kicsi lehet. Annak érdekében azonban, hogy két szivattyús típushoz hasonló kimeneti teljesítményt érjünk el, szükséges, hogy a TEM00 üzemmód keresztirányú méretei összehasonlíthatók legyenek. Ezért hasznos egy hasonló összehasonlítást elvégezni a foltok ugyanazon dimenziójában, azaz amikor Wm = wy. Annak érdekében, hogy elkerüljük a diffrakció túlzott mértékű befolyásolását a sugárnak a lézerrúd véges keresztirányú dimenzióira történő korlátozásával, a keresztirányú szivattyúzás megkívánja, hogy a spotméret valamivel kisebb legyen, mint az a rúd sugara. Valódi helyzetben kiválaszthatjuk az au = 0.7a értéket. Feltéve, hogy a hosszirányú nyírásnál a gerendák átfedése optimális, vagyis u0 = sup, akkor
(Li2g + w2) rx [1 - exp ((2a2 / wi)] / 2a2 = 0,48;
Így a figyelembe vett körülmények között a hosszanti szivattyúhatás küszöbértéke csak
2-szer kevesebb, mint a keresztirányú.
Amellett, hogy egy lényegesen nagyobb hatékonyságot és alacsonyabb küszöböt, a pumpáló sugárzás az diódás lézerek, összehasonlítva egy villanólámpával pitching, megvan az az előnye, hogy biztosítják kisebb hőterhelés az aktív közeg. Sőt, egy adott felvett teljesítmény a közegben Pa tsRdRa hiányzik részesedése a felső lézeres szintező, és következésképpen része ° (N / CTD) Ra alakítjuk lézerfény energiáját-sugárzás, ahol - az energia a generált fotonok. A hő formájában kibocsátott energia tehát értéke [1 - pdp (Hy / Hp)] Pa. Ismét Kc1: VAO kristály kiválasztása, mivel (ku / kupr) = 0,9, a táblázatból. 6.3 beszerezzük, hogy a lámpa szivattyúzásakor a hőterhelés be van kapcsolva
2-szer nagyobb, mint a dióda lézerrel történő szivattyúzáskor.
A csökkentett hőterhelés vezet két kedvező SEQ-nyek: kevésbé kifejezett kialakulását a termikus lencse és a előfordulása hővel indukált kettőstörés az aktív elem, valamint SNI-zheniyu szintű termikus ingadozások a törésmutatója a közeg egy adott szivattyú teljesítmény szintet ingadozások. Mindkét hatás fontos abból a szempontból megszerzése szilárdtest lézer vysokokachest-vénás sugárnyaláb egyetlen hosszirányú és keresztirányú módban.