Рис. 4.
Пространственное
распределение инверсной
населенностис двух-
линзовым объективом
f
1
/
f
2
= 0
,
8
(
1
); 1,0 (
2
); 1,25
(3); 1,5 (4); с однолинзовым
объективом (5)
Для сравнения на тех же рисунках при-
ведены соответствующие характеристики,
полученные для однолинзового объекти-
ва (симметричная двояковыпуклая линза).
Линза устанавливалась на двойном фокус-
ном расстоянии от торца волокна, и срав-
нивать ее действие необходимо с двухлин-
зовым объективом, у которого
f
1
/f
2
= 1
.
Одиночная линза явно проигрывает двух-
линзовому объективу, давая значительную
долю рассеянного излучения и, соответ-
ственно, на 20. . . 30% меньшую плотность
инверсной населенности.
Анализ термооптических искажений
активной среды
при рассматриваемом
способе возбуждения заслуживает особо-
го внимания. Высокая плотность излучения накачки в поглощающей
среде приводит к высокой объемной плотности источников тепловы-
деления и, как следствие, возникают сильные термооптические иска-
жения этой области активной среды. Особенность рассматриваемого
способа накачки активного элемента усилительного модуля состоит в
том, что поперечный размер возбужденной области, как правило, мно-
го меньше его диаметра. При этом по тепловому действию активный
элемент можно сравнить с цилиндрическим активным элементом в го-
могенной неактивированной оболочке [2]. Такая конфигурация актив-
ного элемента способствует, в частности, более эффективному отводу
теплоты от его активной части (ядра) при невысоком теплообмене
с окружающей средой (воздушный и кондуктивный способы охла-
ждения), а также уменьшению мощности усиленной люминесценции.
При активной части в форме кругового цилиндра радиуса
r
o
и одно-
родной плотности источников тепловыделения
q
Т
=
Р
Т
/V
а
изменение
температуры в поперечном сечении активного элемента описывается
следующими выражениями:
T
(
r
1
)
я
=
q
T
r
2
o
4
λ
T
1 +
2
k
Bi
+ 2 ln
k
−
r
2
1
;
(1)
T
(
r
1
)
об
=
q
T
r
2
o
2
λ
T
1
k
Bi
−
ln
r
1
k
,
(2)
где
T
(
r
1
)
я
и
T
(
r
1
)
об
— температуры ядра и оболочки активного элемен-
та;
r
— текущий радиус;
r
1
=
r
r
o
;
R
— радиус оболочки;
k
=
R
r
o
(для
ядра
r
1
1
, для оболочки
k r
1
1)
;
Р
Т
— мощность тепловыделе-
ния в возбужденном объеме
V
а
активного элемента;
λ
Т
— коэффициент
16 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2009. № 4
