Главная » Просмотр файлов » Айхлер Ю., Айхлер Г.-И. Лазеры. Исполнение, управление, применение (2008)

Айхлер Ю., Айхлер Г.-И. Лазеры. Исполнение, управление, применение (2008) (1095903), страница 89

Файл №1095903 Айхлер Ю., Айхлер Г.-И. Лазеры. Исполнение, управление, применение (2008) (Айхлер Ю., Айхлер Г.-И. Лазеры. Исполнение, управление, применение (2008)) 89 страницаАйхлер Ю., Айхлер Г.-И. Лазеры. Исполнение, управление, применение (2008) (1095903) страница 892018-12-30СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 89)

10.11. Для тока действительно (см. рис. 10.12): 1=7,, +А!=1„,„+ = 30мА+ 12,5 мА=42 5мА еХЬР лсц Напряжение вычисляют следующим образом: У=Ц, -ь Ш= — + Ш=1,59 В+ 0,17 В=1,76 В. ис Отсюда следует: Р„= Ц!= 74,8 мВт. Глава 11 11.1. Из уравнений Е„= — (13,6 эВ) с,'/и' и 1 = ис/Е получаем для перехода от и = 3 к и'= 2 (! эВ= 1,6.10-'4Дж, 6=6,62 1О-'джж.)): Н (2=1): Х„=656 нм, Не' (У=2): ) н„=164 нм, С" (с.=5):Х „,=26 нм, А!о "(с.=!1):Х „.=54 нм.

Разница (для С" и А1'") с данными из таблицы 11.2 выражена через релятивистские эффекты быстро циркулирующих в атомах электронов. Это не учитывается в используемом уравнении модели атома Бора. 11 2. Период ондулятора выбирается как Е = 1 см. Тогда энергия Е вычисляется по формуле у =,/! /2Х = 220 с результатом Е= 0,551 МэВ у= 121 МэВ. Расходимость пучка составляет 6) = 1/у= 4,5 мрад. Глава 12 12.1. Для ТЕМОО-моды действительно: Ц! =ехр (- 2г'/и'). (а)Для с=в получаем: Ц! =е '=0,135=13,5%.

(б) Для г= 2 в получаем: !/!„, = е'=0,0003 =0,03 %. 12.2. Мощность Р определяют на основе интенсивности ! путем интегрирования; Р=) !оА. Элемент поверхности оА в цилиндрических координатах составляет: оА = 2хл1г, а интенсивность !=!„,„ехр (- 2г2/в'). В пределах радиуса пучка л получаем Р' = )," ! „ехр( — 2г'/л')2ял!г=! (1-ехр(-2))ял'/2. Полнаямощностьсоставляет: Р= )„"2„ехр ( — 2г' /л') 2ягс(г = 2„пью' /2.

Следовательно, имеем: Р/Р' = 86,5 %. 12.3. Средняя плотность мощности вычисляется с в= 0,35 мм н Р=0,04 Вт как: ! =Р/гг'я= 103 кВт/м'. Максимальную плотность мощности получаем на основе: Р= )," 7„ехр(-2г'/м')2ягс(г=1„ян'/2. Результат: ! =2Р/н2я=206 кВт/м'. 12 4. Имеетсилу: Р=),ИА=')о" ! ехр(-2г'/м') 2ял!г = ! ям '/2. Отсюдаследует: ! = 2Р/яю' 121.И: =,с '/ ',- „6~ 'Г/ ' ', Р =03, =500 1=0,63 мкм=0,63 10-'мм. Отсюда вычисляем: 2 в в1 л' = — + — '- — ию =0,49мм,в =0,08мм, мц 4 4 х2 и ' ' и ( 428 Решения задач 12.6.

Доказательство: формула рэлеевской длины хя = ягог,/)о зависит только от го, То же самое относится и к углу дивергенции О= Х/ягоо. 12.7. (а) Имеем: О=1/ягео= 5,7- !О 4 рад(ио=0,35мм, 1=0,63 мкм). 12.8. Параллельный оси луч наводится на фокус. Луч, отклоненный под углом О, с в'-сдвигом в сторону наводится на фокальную плоскость: го' =/'гап О =~ (= радиус фокального пятна). Для угла дивергенции О лазерного пучка справедливо О = Х/(яго ), откуда вытекает: ге' =/)о/(ям,) . 12.9. (а) Для радиуса пучка на сетчатке глаза имеет силу: го'=2/'„„„,/(ягоо). При го,= ! мм получаем: го'=3,9 мкм. (б) Для плотности мощности 1действительно: 1=Р/А при Р= 1 Вт и А =го"я.

В результате имеем: 1= 2, ! 10" Вт/м'. 12. 10. Три неизвестных параметра а, а ' и/определяются на основе а — а ' = Р, а также с использованием уравнений (! 2.33) и (! 2.34)! 12.11. Для диаметра пучка справедливо следующее: 2./' Х 2.0,15м !0,6 1О 'м — 'з — 0,2мм. я.ге я 5.!О'м Плотность мощности 1и глубина резкости г вычисляются так: Р !ОООВт 4 1000 Вт 4 „В А я ~и я.(0,2 мм) м' я.гег я(0,!.!0-гм)' 1 — + -+3 мм. Х 106.!О ' м 12.12. Для системы по Кеплеру действительно: 2/0,7=2,9=/;//г Фокусное расстояние линзы может выбираться свободно.

При/; = 3 ем следует/ =8 7 ем. Для твердотельных лазеров во избежание воздушных пробоев в фокусе применяется система Галилея: значение/; должно быть отрицательным. В этом уравнении надо использовать абсолютные величины, и тогда при/, = -3 ем получим:/;= 8,7см. 12.13.

Фокальная плоскость объектива составляет/'= 200 мм/40 = 5 мм, причем 200 мм примерно соответствует длине тубуса микроскопа, в котором данный объектив обычно используется. В качестве нижней предельной величины диаметра полагаем: Ы > 2/2/яго = 3 мкм; см. здесь также уравнение (12.40). 12.14. Угол дивергенции лазерного пучка составляет О = 50/3,8 10' = 10 '.

Тогда для радиуса шейки пучка имеем: гоо = )о/яО = 2 м. Следовательно, данная система может состоять из зеркального телескопа с радиусом зеркала более 2 м. 12 15. При затухании Р = 1О дБ/км 2 м = 0 02 дБ, откуда выводим: 1//о = 1О од' = !О-ода 99 5% (97 7%) 12.16. (а)Для пропускания после 10 м получается: Т=ехр (-0,03 10)=74% (= 5% для 100 м). Г 11 42~~9~ (б) При длине 1О м затухание составляет: О=10 !о8 Ц Т1,3 дБ. Тогда получаем: 130 дБ/км.

12 17. (а) Диаметр 2) в фокусе линзы при~= 5 ем, Х= 1,06 мкм и и, = 2 5 мм составляет: Э = 2м', = =13,6 мкм. /7~ (б) Для длины фокуса получаем; ям'р И = й — о= 135 мкм. Х (в) Фокус располагается перед волокном, которое должно по возможности равномерно высвечиваться. Средняя плотность мощности У составляет при Р=100 Вт: /=Р/А =Р/ъ' я= 5,1 МВт/м' (г) Максимальный угол входа в волокно вычисляется таким образом: гап а = в,Д' — ~ а= 2,9'.

Апертура волокна составляет: гбп и'= /л2-гг2 -+ а'=23'. 12.18. Плотность энергии Н выражена через Н=Рг/А =Рг/г2я при Р= !05 Вт, Н= 20 Дж/см', г= 0 3 мм. Отсюда вытекает 1= 0 6 мкс. (а) Порог прочности составляет Н= 9+'я при Н= 60 Дж/см' и г= 25 мкм. Отсюда вычисляем импульсную энергию: О= 1,1 мДж. (б) Мощность импульсов рассчитываем по формуле: Р =Д/г. При г= 100 мкс (10 нс) следует: Р= 11 Вт (110 кВт). Глава 13 13.1. Согласно уравнению (13.1), имеет силу: Е =91/2 = 4с/(2/). После дифференцирования получаем: дЕ/Е = -дЯ вЂ” ~~ г!/.~ = б///Х,. При/=с/1=4,75 1О '4 Гц (1= 632 нм) следует:! 0Е~ = 1 нм.

13.2. Число л продольных мод примерно выражается через ширину линии ф;, деленную на межмодовый интервал (разнесение мод) Ь~=с/2Е. Гелий-неоновый лазер (ширина линии Л~ = 1,5 ГГц по таблице 2.2): я=1= ~ — >Х= =0,1м, 2Х/р" с с 2Л/; СО,-лазер (ширина линии ф' = 60 МГц по таблице 2.2): 6=2,5 м. 13.3.

(Половинный) угол дивергенции выражен через О=)/(яв,), причем (приближенно) и,=0,35мм. С 1=632 нм получаем 0=0,57 10 '=0,57 мрад. На расстоянии х=10м (от шейки пучка) вычисляется диаметр пучка: 2)=2 О х=11,4мм. 13.4. Имеем:)1,/2 + К2/2=~ +/;=А.Тогдабудет;8, +8,=(1 — 11/2,) +(1 — Я,/2)=0. Резонаторы с я, = -я, находятся в неразрешенной области диаграммы устойчивости, то есть для них невозможно вычислить действительный диаметр пучка. Здесь нет гауссова пучка, сконцентрированного вокруг оси резонатора. 13.5.

С помощью уравнений (! 3.13), (13.14), (13.17) и (13.18) получаем: и, = 0,35мм, и,=0,40мм, и,=0,36мм и г, =107мм. 13 6. На основе уравнений резонатора вычисляем: 2и,= 0 63мм и 2и, =2и,=0 90мм. ( 430 Решения задач 13 7. Для потерь резонатора приближенно полагаем: и = 1 — Я = О 005. Полуш ирина г(/составляет: г(/= — 8= 0,24 МГц, с 2иТ, 13.8. Уравнение стабильности выглядит так: 0 < 8,8, < 1, откуда следует, что при А > 1,2 м и 2, < 0,4 м лазер нестабилен.

13.9. Из рис. 13.12 для ТЕМ, например, при Л,=0,37 % берем число Френеля Р= о! /ьХ = 04. Отсюда получаем для диаметра модовой диафрагмы 2а = 2,/0,5. Б!, = = 0,9 мм. Таким образом, ТЕМ„-мода и высшие моды сильно подавляются. Но и основная мода ТЕМ„при Р=0,5 имеет еще около 20% потерь. Следовательно, лучше выбрать несколько больший диаметр модовой диафрагмы, так чтобы потери ТЕМ„стали меньше 1 % — например, для Р= 0,8. Тогда и потери для ТЕМ„-моды достаточно велики для их подавления. 13.10.

Имеем: /з, = 1 — 1/М' =ь М= 1,12. Соотношение диаметров зеркал составляет, следовательно: Р/д=1,12. Для радиусов кривизны зеркал действительно: Я, = 2 М//М вЂ” 1 = 18,7 м и Я, = 16,7 м. Глава 14 14.1. При нормальном падении луча для коэффициента отражения справедливо: 2 и! /п2 Я= = 0,04 (и =1, п =1,5). 1ч-и, /и От второй границы раздела (п,=1,5, и,=1) также отражается 4%. Полное отражение составляет около 8 %. 14.2. Для угла Брюстера имеем: !ап О,= п, О,= 56,3'. По закону преломления: з!и О = и яп О следует: О = 33,69" и О + О = 90'.

Тогда получаем: Я = 0 и Я = яп ! 2 2 3 ' 1 2 е Ь (О, — О,) = О, 148 = 14,8 %. 14.3. Плотность слоя составляет пг/=1/4. Отсюда вычисляем: а!=0,095 мкм и Я = ((1,5! — 1,38')/(1,511 ч- 1,38')) ' = 1,3 %. Для полного просветления потребуется; и' = чиз = 1,23. Однако подходящего напыляемого материала со столь малым показателем преломления пока не предлагается. 14.4. Из приближенногоуравнения Я=1 — 4п,п,/п'(и'/и) ' следуетприги=3, и,=!, п,= 1,5, п=2,15 ил'=1,46; Я=88%. Толщина слоев составляет: Х/4п = 0065 мкм и 7/4и'= О, 115мкм. Глава 15 15.1. На основе !ап Оя = и получаем для угла между эталоном окна и направлением излучения: О == 56,7'. Г 17 43~) 15.2.

Характеристики

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6367
Авторов
на СтудИзбе
310
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее