теплопроводности активной среды; Bi — число Био, характеризующее
эффективность теплообмена активного элемента с окружающей сре-
дой.
Эффект позитивного действия оболочки при охлаждении ядра ак-
тивного элемента проявляется, если для реализуемого значения пара-
метра Bi выполняется условие
Bi
<
k
−
1
k
·
1
ln
k
.
При продольной диодной накачке в рассматриваемой схемной ре-
ализации это условие, как правило, выполняется, так как значение
параметра
k
1
и охлаждение осуществляется кондуктивным спосо-
бом ( Bi
<
0
,
1
).
Из выражения (1) следует, что изменение температуры в попереч-
ном сечении возбужденной области такого активного элемента описы-
вается квадратичной зависимостью, как и в случае активного элемента
в форме сплошного кругового цилиндра [2]. Следовательно, фокусное
расстояние тепловой линзы возбужденного канала активного элемента
может быть определено по формуле [1]
f
−
1
Т
≈
P
T
2
S
a
λ
T
dn
dT
,
где
S
а
— площадь сечения возбужденной части активного элемента.
Однако в реальных условиях возбужденная область активного эле-
мента формируется при фокусировке излучения накачки в его объем,
поэтому ее форма отличается от цилиндрической. Таким образом, при-
веденные аналитические выражения для температурных характери-
стик активной среды применительно к схемам с продольной накачкой
можно использовать для определения их приближенных значений.
Экспериментальное измерение фокусного расстояния тепловой
линзы возбужденной области активного элемента, например путем
пропускания коллимированного зондирующего пучка излучения, за-
труднено из-за малости поперечного размера этой области и плотного
расположения элементов, образующих усилительный модуль. Однако
есть достаточно точный косвенный способ измерения
f
T
[3]. Суть
способа в том, что образующаяся тепловая линза активного элемента
при определенной ее силе переводит изначально устойчивый резона-
тор в неустойчивое состояние со срывом генерации. Для выполнения
этих измерений исходный резонатор может быть образован двумя
плоскими зеркалами, при этом “глухое” зеркало является элементом
усилительного модуля. На
g
-диаграмме (рис. 5) плоскопараллельному
резонатору (при отсутствии тепловой линзы) соответствует точка
А
.
При образовании тепловой линзы ее действие с ближним плоским
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2009. № 4 17
