Твердотельные лазеры с легированным изолятором практически всегда имеют оптическую накачку, а источником накачки обычно является лазерный диод или какая-либо газоразрядная лампа. В редких случаях применяют вольфрамово-галогенные лампы, которые не являются газоразрядными, а скорее похожи на обычные лампы накаливания.
Типы ламп
Газоразрядные лампы, используемые для накачки лазера, подразделяются на две категории:
- дуговые лампы
- лампы-вспышки.Дуговые лампы оптимизированы для работы в непрерывном режиме, тогда как лампы-вспышки производят импульсы накачки либо для лазеров с автономным режимом работы, либо для лазеров с модуляцией добротности. Термин лампа-вспышка иногда неправильно используется вместо дуговой лампы, а дуговые лампы не обязательно основаны на дуговом разряде, но, возможно, используют тлеющий разряд.
Оба типа ламп по существу состоят из стеклянной трубки, заполненной каким-либо газом (например, криптоном или ксеноном при давлении в несколько атмосфер) и имеющей на каждом конце металлический электрод.
Лампы-вспышки часто получают электрическую энергию от конденсатора. Энергия передается через некоторые электронные компоненты, которые влияют на длительность импульса накачки.
Для накачки твердотельных лазеров обычно используют линейные лампы. Форма электродов лампы зависит от режима работы: импульсные лампы имеют закругленные катоды, тогда как заостренные катоды лучше подходят для дуговых ламп, которые работают с гораздо меньшими токами.
Насосная камера
Лазерный кристалл лазера лампы накачки обычно представляет собой относительно длинный стержень с боковой накачкой, адаптированный к длине лампы. Во многих случаях лазерный стержень и лампа помещаются в эллиптическую камеру накачки с отражающими стенками, так что больший процент генерируемого света накачки может поглощаться лазерным стержнем. Избыточное тепло удаляется охлаждающей водой, а для защиты лазерного стержня от ультрафиолетового света, излучаемого лампой, можно использовать дополнительное фильтрующее стекло.
Достоинства и недостатки ламповой накачки
Основные преимущества:
- Могут быть созданы очень высокие мощности накачки, а также возможна очень высокая энергия импульса
- Цена за ватт генерируемой мощности накачки у ламп намного ниже, чем у лазерных диодов
- Лампы довольно прочные, т.е. невосприимчив к скачкам напряжения или тока
Недостатки:
- Срок службы лазерных ламп весьма ограничен. Однако достигнутый срок службы лампы сильно зависит от параметров эксплуатации
- Эффективность настенной розетки лазера низкая. Следствием этого является не только более высокое потребление электроэнергии, но и более высокая тепловая нагрузка.
