2.3 Діодне бокове накачування

Використовується для середньопотужних лазерів з метою зменшення теплових ефектів, спричинених випромінюванням накачування. Для накачування використовуються лінійки лазерних діодів, які розтадювані вздовж всього кристалу.

Рис. 18. Діодна бокове накачування кристалу з прямокутним (а) та циліндричним (б) січенням

Рис. а:

1-дзеркала,

2-матриця лазерних діодів,

3-кристал,

4-мідні радіатори, через які здійснюється охолодження кристалу.

При використанні діодного бокового накачування доцільним є використання зигзаг- геометрії, перевагами якої є збільшення оптичногй шляху пучка при проходженні через активне середовище та відсутність самофокусування променів.

Для такого типу накачування можуть бути використані кристали з прямокутним або круговим січенням. ККД накачки розраховується аналогічно до п.2.2. за деякими винятками: у представлених формулах кr - це ККД діода, а кt-залежить від геометрії розташування матриці діодів та відбивачів.

2.4. Діодне торцеве накачування

Такий тип накачування використовується для малопотужних лазерів з малими розмірами активного середовища. Лазерне накачування є високоселективною, у порівнянні із ламповою. Основною особливістю є те, що лінії випромінювання діоду співпадають із смугами поглинання активатора, що приводить до меншого розігріву кристалу, менших теплових ефектів, збільшення ККД накачування, зменшення напруг живлення, збільшення довговічності лазера.

2.4.1 Розрахунок потужності діода

Розглянемо діодне торцеве накачування. Вона використовується для накачування кристалів невеликих розмірів.

Рис. 19. Схематичне зображення діодної торцевої накачки 1-діод накачки;

2-оптична система призначена для формування такої каустики пучка,яка б відповідала каустиці пучка моди ТЕМ00;

3-активне середовище довжиною lа.с.

Визначаємо порогове значення потужності діода, необхідне для досягнення порогу генерації. Відповідно до розрахованих параметрів з довідкової літератури вибирається напівпровідниковий лазер для накачування з потужністю РНАК.

Інтенсивність випромінювання накачування вздовж кристалу буде змінюватись за експоненційним законом Бугера. Розрахунок ведеться за умови, що на протилежному кінці кристалу потужність накачування ще повинна перевищувати порогову чи задану в технічному завданні:

	(2.18)
˃	(2.19)
	(2.20)

де РНАК - потужність накачування на протилежному торці активного елемента;

Is - інтенсивність насичення підсилення ( );

- поглинання активного елементу на довжині хвилі випромінювання діоду;

Sвих- площа пучка накачування на виході активного елементу. Звідси знаходимо:

(2.21)

Тоді:

	(2.22)
	(2.23)
Отже,	(2.24)

де - загальні втрати за прохід (вимірюються або у см , або у відносних одиницях);

_р-загальний ККД накачування (у см або у відносних одиниця х );

-довжина активного елемента (см);

р -частота накачування;

-частота випромінювання;

S1 -площа пучка накачування при попаданні на торець активного елемента.

В літературі може не зустрічатись даних про показник поглинання активного середовища , а буде задана залежність оптичної густини від довжини хвилі. В цьому випадку ми припускаємо (якщо в літературі це не зазначено), що вимірювання проводились з - 1 см ;тоді

(2.25)

- коефіцієнт пропускання. Звідси можна розрахувати , яке буде вимірюватись в см'¹.