максимально возможные диаметры (до 16 мм) дуговых разрядных каналов,
так как мощность на единицу длины пропорциональна диаметру разрядного
канала [1]. Однако лазеры с разрядными каналами б ´oльших диаметров име-
ют многомодовый состав излучения. Это создает проблемы с фокусировкой
при работе с мощным лазерным излучением. Известно, что основная попе-
речная мода ТЕМ00 имеет наименьшую расходимость и равномерное распре-
деление энергии излучения по поперечным координатам. Размер основной
моды ТЕМ00 в поперечном сечении в обычном устойчивом двухзеркальном
резонаторе со сферическим зеркалом равен примерно 1 мм. В широкоапер-
турном разрядном канале диаметром 7. . . 16 мм поперечный размер моды
ТЕМ00 намного меньше диаметра разрядного канала. Поэтому основную
часть разрядного канала занимают моды высших порядков.
В целях преобразования энергии излучения мод высших порядков в моду
ТЕМ00 использовали трех- и четырехзеркальные телескопические резонато-
ры большой эффективной длины с малым числом Френеля
F
эф
≈
2
. . .
3
[1].
С помощью телескопических резонаторов, эквивалентных плоскопараллель-
ным, увеличивали объем основной поперечной моды в инверсной среде.
Таким образом осуществляли селекцию моды ТЕМ00. Коэффициент пре-
образования мощности излучения в моду ТЕМ00 в этих резонаторах соста-
влял 40% и невысокий КПД ионного газового лазера — еще меньше. Диа-
метр генерируемого луча внутри резонатора, в его телескопической части,
не превышал 2 мм, в результате диэлектрические покрытия зеркал не выдер-
живали большой мощности оптического поля и выходили из строя. Приме-
нение двухзеркальных выпукло-вогнутых резонаторов для ионных газовых
лазеров, работающих в видимом диапазоне оптического спектра, позволило
увеличить до 70% коэффициент преобразования многомодового состава из-
лучения в моду ТЕМ00 для разрядного канала диаметром 7 мм [2]. Диаметр
моды ТЕМ00 в выпукло-вогнутом резонаторе на полупрозрачном зеркале
не превышал 3 мм. Диэлектрические покрытия зеркал так же, как и в теле-
скопических резонаторах, становились критичными к большой оптической
мощности, которая создавалась внутри резонатора. Максимальная мощность
излучения одномодовой генерации в выпукло-вогнутом резонаторе, по лите-
ратурным данным, равна 21 Вт [2]. Коэффициент преобразования многомо-
дового состава излучения в моду ТЕМ00 в выпукло-вогнутых резонаторах с
разрядным каналом диаметром 7 мм довольно высок. Однако в литературе
неизвестны эксперименты с выпукло-вогнутыми резонаторами и с разряд-
ными каналами диаметрами 14. . . 16 мм, в которых объем инверсной среды
на единицу длины разряда был бы в несколько раз больше, чем в разрядном
канале диаметром 7 мм.
В настоящей экспериментальной работе в качестве разрядного канала
для газового лазера на ионах ArII использовался щелеобразный профиль с
объемом инверсной среды на единицу длины разряда в 6,6 раз больше, чем у
круглого разрядного канала диаметром 7 мм. В четырехзеркальном резонато-
ре экспериментального лазера отсутствует принципиальная возможность для
генерации мод высших порядков, генерация осуществляется только в основ-
ном поперечном типе колебаний — моде ТЕМ00. Цель настоящей работы —
эффективно использовать большой объем инверсной среды для получения
максимальной выходной мощности излучения лазера в моде ТЕМ00. Далее
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2013. № 3 121
