Порівняльний аналіз та оптимізація параметрів мікрочіпових лазерів неперервного режиму роботи

Abstract

Розроблено процедуру оптимізації мікрочіпових лазерів неперервного режиму роботи. Проведено оптимізацію параметрів лазерів на основі GGG:Nd, YAP:Nd, YVO4:Nd, а також, з метою порівняння, YAG:Nd з різними довжинами хвиль генерації. Показано, що оптимальна концентрація активатора мікрочіпового лазера, що працює за чотирирівневою схемою лазерної генерації, визначається лише характером концентраційної залежності часу життя верхнього лазерного рівня. Отримано співвідношення, яке дозволяє визначити оптимальну товщину активного середовища мікрочіпового лазера. Показано, що під час забезпечення оптимальних значень параметрів лазера, диференціальний ККД та потужність випромінювання, які можуть бути досягнуті при заданій інтенсивності накачування, визначаються,переважно, величиною стоксівських втрат матеріалу. The method for optimization of the cw microchip lasers is proposed. The optimization is carried out for GGG:Nd–, YAP:Nd–, YVO4:Nd–lasers and, for comparison, for YAG:Nd–laser with different wavelengths. It is found that the optimal activator concentration for the fourth-level laser is determined only by the concentration dependence of the upper laser level lifetime. The dependence for determination of the optimal width of the active medium is obtained. It is shown that at optimal values of the laser parameters and at fixed value of the pumping beam intensity the slope efficiency and the laser power are essentially determined by Stokes losses of the material.