NAU Harvester System
Методи розрахунку потужності генерації лазерного променю
Наукові журнали Національного Авіаційного Університету
View Archive Info| Field | Value | |
| Title |
Методи розрахунку потужності генерації лазерного променю
Calculation methods power generation of the laser beam Методы расчета мощности генерации лазерного луча |
|
| Creator |
Левицький, Сергій Миколойович; Інститут фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України Національна академія Національної гвардії України |
|
| Subject |
Електроніка, телекомунікації та радіотехніка
лазер; потужність; лазерна система; лазерне опромінення УДК 539.2 :621.315.548.0 : 612.029.62, 621.315.59 Electronics, telecommunications and radio engineering laser; power; laser system; laser irradiation UDC 539.2 :621.315.548.0 : 612.029.62, 621.315.59 Электроника, телекоммуникации и радиотехника лазер; мощность; лазерная система; лазерное облучение УДК 539.2 :621.315.548.0 : 612.029.62, 621.315.59 |
|
| Description |
Вибір лазера для проведення технологічної операції визначається специфікою впливу лазерного випромінювання на даний матеріал і особливостями поставленої технологічного завдання. Основними параметрами, що характеризують лазерне випромінювання, є потужність, довжина хвилі випромінювання, тривалість впливу випромінювання, енергія і частота проходження імпульсів, а також когерентність, спрямованість, монохроматичность і поляризація випромінювання. Більшість лазерних технологій засновано на тепловій дії випромінювання, тобто передбачається необхідність нагрівання об'єкта впливу до заданої температури. Тому головною характеристикою лазера, використовуваного в таких технологіях, є його потужність. Для імпульсних лазерів розглядають потужність в імпульсі і середню потужність, яка залежить від тривалості та частоти проходження імпульсів. В даній роботі проведено розрахунки потужності генерації лазерного променя в залежності від конструкції опричного квантового генератора. Проведено аналіз в залежності від параметрів лазерного опромінення, особливо від конструктивних схеми лазерних генераторів, тобто від компонування та розміщення елементів оптичного квантового генератора. Для досягнення максимального ККД лазера необхідно створити таку конструкцію резонатора і форму активного середовища, які б дозволяли щонайкраще суміщувати їх об’єми, коли максимально зменшується частка розселення верхніх лазерних рівнів внаслідок спонтанних і релаксаційних переходів і зростає частка вимушених переходів. В результаті оптимізації параметрів оптичного генератора густина енергії випромінювання досягає високих, вражають значень за допомогою малого розміру пучка. Пучок, лазерного випромінювання, із відстанню поширення змінюється незначно в силу невеликої розбіжності, відповідно, що в свою чергу призводить до ризику ураження навіть на великій відстані. Причому, в разі поширення невидимого випромінювання, наявність небезпеки може бути неочевидно, і навіть видиме випромінювання буде помітно в повітрі лише при наявності зважених часток.
The choice of a laser for carrying out a technological operation is determined by the specifics of the effect of laser radiation on this material and the features of the assigned technological task. The main parameters characterizing laser radiation are power, radiation wavelength, radiation exposure duration, energy and pulse repetition rate, as well as coherence, directivity, monochromaticity and polarization of radiation. Most laser technologies are based on the thermal effect of radiation, that is, it is assumed that the object to be heated must be heated to a given temperature. Therefore, the main characteristic of the laser used in such technologies is its power. For pulsed lasers, the power in a pulse and the average power, which depends on the duration and pulse repetition rate, are considered. In this work, we calculated the power of the laser beam generation depending on the design of the oprichnina quantum generator. The analysis is carried out depending on the parameters of laser irradiation, especially on the design of laser generators, that is, on the layout and placement of elements of an optical quantum generator. To achieve maximum laser efficiency, it is necessary to create such a resonator design and the shape of the active medium that allow their volumes to be combined in the best way when the fraction of the upper laser level dispersion as a result of spontaneous and relaxation transitions decreases and the fraction of stimulated transitions increases. As a result of optimizing the parameters of the optical generator, the radiation energy density reaches high, striking values through a small beam size. The beam, spreading, changes slightly due to small divergence, respectively, there is a risk of damage even at a great distance. Moreover, in the case of the propagation of invisible radiation, the presence of danger may not be obvious, and even visible radiation will be noticeable in the air only in the presence of suspended particles. Выбор лазера для проведения технологической операции определяется спецификой воздействия лазерного излучения на данный материал и особенностями поставленной технологической задачи. Основными параметрами, характеризующими лазерное излучение, являются мощность, длина волны излучения, длительность воздействия излучения, энергия и частота следования импульсов, а также когерентность, направленность, монохроматичность и поляризация излучения. Большинство лазерных технологий основано на тепловом действии излучения, то есть предполагается необходимость нагревания объекта воздействия до заданной температуры. Поэтому главной характеристикой лазера, используемого в таких технологиях, является его мощность. Для импульсных лазеров рассматривают мощность в импульсе и среднюю мощность, которая зависит от длительности и частоты следования импульсов. В данной работе проведены расчеты мощности генерации лазерного луча в зависимости от конструкции опричного квантового генератора. Проведен анализ в зависимости от параметров лазерного облучения, особенно от конструктивных схемы лазерных генераторов, то есть от компоновки и размещения элементов оптического квантового генератора. Для достижения максимального КПД лазера необходимо создать такую конструкцию резонатора и форму активной среды, позволяющих наилучшим образом совмещать их объемы, когда максимально уменьшается доля расселения верхних лазерных уровней в результате спонтанных и релаксационных переходов и растет доля вынужденных переходов. В результате оптимизации параметров оптического генератора плотность энергии излучения достигает высоких, поражающих значений посредством малого размера пучка. Пучок, распространяясь, изменяется незначительно в силу небольшой расходимости, соответственно, присутствует риск поражения даже на большом расстоянии. Причём, в случае распространения невидимого излучения, наличие опасности может быть неочевидно, и даже видимое излучение будет заметно в воздухе лишь при наличии взвешенных частиц. |
|
| Publisher |
National Aviation University
|
|
| Contributor |
—
— — |
|
| Date |
2020-07-26
|
|
| Type |
—
— — |
|
| Format |
application/pdf
|
|
| Identifier |
http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/SBT/article/view/14804
10.18372/2310-5461.46.14804 |
|
| Source |
Наукоємні технології; Том 46, № 2 (2020); 137-144
Science-based technologies; Том 46, № 2 (2020); 137-144 Наукоемкие технологии; Том 46, № 2 (2020); 137-144 |
|
| Language |
uk
|
|