нагрев среды приводит к образованию тепловой линзы, неравномерно
распределенной вдоль пучка. Тепловой эффект в ряде случаев игра-
ет преобладающую роль среди таких механизмов самовоздействия,
как высокочастотный эффект Керра, электрострикция (от лат.
strictio
— стягивание) [3, 4]. Несмотря на то, что в окнах прозрачности ат-
мосферы ослабление лазерного пучка мал´о, при высокой мощности
лазерного излучения тепловое искажение пучка может оказаться до-
вольно существенным и возможна нелинейная рефракция световых
волн, приводящая к дефокусировке пучка.
В литературе приводятся данные по результатам исследования та-
ких эффектов на протяженных трассах. В то же время при проек-
тировании систем формирования излучения мощных лазеров особый
интерес представляют исследования на достаточно коротких трассах,
длиною не более 10. . . 20 м после излучателя, в зоне расположения
оптико-механических элементов формирующей системы. Учет тепло-
вых искажений пучка позволяет обосновать требования к габаритным
размерам оптической формирующей системы, оценить возможное воз-
действие излучения на элементы оптико-механического тракта.
Следует отметить, что тепловая линза может образоваться в зоне
распространения пучка излучения маркера. В этом случае простран-
ственные характеристики пучка — его диаметр, расходимость и угло-
вая направленность — изменяются. При незначительных изменениях
это может привести к погрешностям в работе САЮ, а в некоторых слу-
чаях расходимость пучка излучения маркера возрастает многократно,
что приводит к срыву работы САЮ. Именно поэтому при проекти-
ровании САЮ необходимо исследовать возможное воздействие нели-
нейной рефракции излучения РЛ на пространственные характеристики
пучка излучения маркера.
Показатель преломления нелинейной среды можно представить
как [4]
n
=
n
0
+
n
2
|
A
|
2
+
n
4
|
A
|
4
+
. . . ,
(1)
где
n
0
— показатель преломления в линейном приближении;
n
2
,
4
...
—
коэффициенты разложения нелинейной составляющей показателя пре-
ломления;
А
— комплексная амплитуда поля световой волны.
В поле ограниченного светового пучка первоначально однородная
среда в силу разложения (1) становится оптически неоднородной, а
показатель преломления среды определяется распределением интен-
сивности распространяющегося пучка излучения.
Чтобы выявить основные особенности эффекта нелинейной ре-
фракции, ограничимся учетом только квадратичного члена в разложе-
нии (1). Очевидно, что характер нелинейной рефракции определяется
знаком
n
2
.
4 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2011. № 2
