ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы

Сущность изобретения заключается в повышении КПД, мощности излучения и направленности излучения твердотельного лазера с безжидкостной системой охлаждения как в режиме кратковременных циклов излучения (десятки секунд), так и в продолжительном режиме (несколько минут) в широком диапазоне мощностей накачек (от 100 до 300 Вт).

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что верхняя часть осветителя содержит лампу накачки, а нижняя часть осветителя содержит активный элемент, теплоотводящую пластину, прозрачную для излучения накачки, прижимную пластину, при этом активный элемент выполнен пластинчатым и упруго прижат по всей длине нижней частью осветителя к теплопроводящей пластине, причем коэффициенты теплопроводности активного элемента и прозрачной пластины ₁, коэффициенты теплопередачи ₁ верхней части активного элемента и ₂ нижней части активного элемента, контактирующего с прижимной подвижной частью осветителя, связаны следующими соотношениями:

₁2 , 0,5<>2/ ₁<>
элементом.

Кривая 1 - для коэффициента теплопередачи ₂, удовлетворяющего условию 0,5<>2/ ₁<>
для align="absmiddle" src="" ₂/ ₁>>1 (коэффициент теплопередачи ₁ от верхней части активного элемента, контактирующего с прозрачной пластиной, значительно меньше ₂ коэффициента теплопередачи от нижней части активного элемента);

Кривая 3 - для случая, когда ₂/ ₁<0,5 (прижимная="" пластина="" выполнена="" из="" молочного="">

В процессе работы лампы накачки активный элемент нагревается симметрично за счет притока тепла от баллона лампы накачки и поглощения излучения накачки, так как из-за различий в коэффициентах теплопроводности уравниваются температуры ближней к лампе накачки части активного элемента и противоположной. Одновременно с нагревом за счет контактирования ближней к лампе накачки грани активного элемента с прозрачной теплопроводной пластиной и противоположной грани с прижимной пластиной с меньшим коэффициентом теплопередачи тепло симметрично удаляется по данному пути на алюминиевый корпус осветителя и его ребрами рассеивается в наружную среду.

Постоянный упругий поджим активного элемента обеспечивает надежный теплоотвод как от верхней части активного элемента, так и нижней. Упругость прижима выбрана таким образом, чтобы для предельно допустимых мощностей накачек внутренние напряжения, возникшие в активном элементе, не вызвали его разрушения, а привели только к клиновой деформации активного элемента.

Так как верхняя часть активного элемента нагревается больше из-за близости к баллону лампы накачки по сравнению с противоположной, теплопроводность материала прозрачной пластины, с которой контактирует данная часть активного элемента, должна быть больше теплопроводности материала прижимной части и соответствовать соотношению ₁2 . При этом коэффициент теплопередачи ₁ от верхней части активного элемента, контактирующего с прозрачной пластиной, и коэффициент теплопередачи ₂ от нижней части активного элемента, контактирующего с прижимной пластиной, должны соответствовать соотношению 0,5<>2/ ₁<>
и от энергии процессе.

Сравнительные испытания лазеров, выполненных по прототипу и изобретению, показали, что при работе в циклическом режиме с частотой следования импульсов 20 Гц и энергией накачки 4-5 Дж лазер, выполненный по изобретению, по сравнению с прототипом, обеспечивал стабильную работу в течение 1-1,5 мин в плоскопараллельном резонаторе длиной 29 см, в то время как у прототипа для компенсации симметричной термооптической составляющей в активном элементе применялся устойчивый резонатор, что в конечном счете приводило к повышению расходимости излучения.