Например, Бобцов

ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ КРИТЕРИЕВ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛАЗЕРОВ

Применение комплексных критериев эффективности при разработке лазеров

61

УДК 535:621.373.8; 535:621.375.8

С. Ю. СТРАХОВ
ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ КРИТЕРИЕВ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЛАЗЕРОВ
Рассматриваются вопросы применения комплексных критериев эффективности при проектировании и эксплуатации мощных лазеров. Одним из возможных критериев является интенсивность излучения лазера в дальней зоне. В качестве практических примеров использования этого критерия рассматриваются структурно-параметрическая оптимизация неустойчивого резонатора мощного газодинамического лазера и оптимальные режимные параметры для импульсного твердотельного лазера.
Ключевые слова: критерий эффективности, неустойчивый резонатор, дальняя зона, угол расходимости, газодинамический лазер, твердотельный лазер.
Современная лазерная система является сложным техническим объектом, эффективность которого определяется рядом выходных параметров и эксплуатационных характеристик. Для количественного определения эффективности используются специальные критерии. Критерием эффективности может быть как один наиболее важный выходной параметр или эксплуатационная характеристика объекта, так и совокупность нескольких значимых выходных параметров и (или) эксплуатационных характеристик. В последнем случае следует говорить о комплексном критерии эффективности.
В настоящей статье рассматривается вопрос использования комплексного критерия эффективности при разработке и эксплуатации мощных лазеров для силового (термического, эрозионного) воздействия на объект. Основная задача этих лазеров — создание максимальной интенсивности на объекте воздействия. Отсюда понятно, что интенсивность излучения (или величина, ей пропорциональная) может являться критерием эффективности.
В ряде случаев задача фокусировки излучения решается совместно с задачей его транспортировки на значительные расстояния. Взаимодействие излучения с объектом происходит в дальней зоне (зоне дифракции Фраунгофера), где интенсивность определяется двумя выходными параметрами лазера — мощностью P (или энергией) излучения и углом расходимости θ — и количественно характеризуется комплексным критерием вида P θ2 . Угол расхо-
димости определяется длиной волны излучения, формой и размером апертуры оптического резонатора или системы формирования излучения, внутрирезонаторными аберрациями и аберрациями формирующей оптики.
Критерий P θ2 имеет смысл использовать для оценки эффективности лазеров с неус-
тойчивым резонатором (НР) или с устойчивым резонатором, число Френеля которого NF