Исследование и разработка непрерывных твердотельных лазеров с безжидкостным охлаждением тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.21 ВАК РФ

^ ад» зпыэ-зпьъъъгь иш-изыг шдоыгаи

ЯзЬОЬ^и^иЪ ^ЪБШП8ПЬ0-ЗПЬЪЪЬРЬ ЬЪиЗЬЗПЬБ

РГ8 М

1 3 ДЕК *

иъсиа^из, иП-ЦЛхЗ ^ЪОГН^Ь ХЖП-ЬЗхЩП.

ш* туытпгъизъ ъ цшъръьрь ^ьзшпзпмгс ъ^ иси^пмге

1X04.21 - "ГощИриу^й ф^ЭДщ" гГшийик}]1тш1^ш1Гр ф^^Трт^шрМштЭДш^шй ц1иптр)тйй13р11 рШфшдпф q]lmшl^шй

иъашм^р исзиги^-гооо

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ АРМЕНИЯ ИНСТИТУТ ФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЕВОРГЯН ГЕОРГИЙ АВЕТИСОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА НЕПРЕРЫВНЫХ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ЛАЗЕРОВ С БЕЗЖИДКОСТНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности <2>][.04.21 - "Лазерная физика"

АШТАРАК -2000

IXuiffiiraJununipj iuii ptliiuiü Ьшишш1т[ш£г t ^ ^UU. Зфф^шЦиЛ ■^tlmuxqnmnipjmi&tlpti ЬйиифттиггшГ

сЦтаии^иЛ цВДшфпр' $Jiq.-ifuip. qjirn. qnlpnnp

ß-.A Хршишйушй

ilaymniiuilpnb iVürp].fnfui|unuüÜp .^fiq.-ifuip. qjirn. цпЦтпр

^.иЛпцтушй ^Jiq.-iluip. q}im. рЬЦйшйт П-.Я-. LTuiiini^uipjnifi

и.кш2штшр oiq üuiljtlpupHpj mil' SS ЯДШ n-mij}m$liqjiljraj}i b t:itil{mpn&}il{raj{i Ь&иифттт

гЧш2тщшйтр]П1&р Tjmjuiiiuiini 12000 p. qMiinMptlpli US' -Jib duiiip 13— ЗффГрт^шй <,Öuiuiqnimupjniiiiitlp}i Мшифишигф 052 ifujuütuqjimuiliuifa

{uiiphpipiiü

SuiugMf 378410, U^muipuitf -2, ^ WU Я*!1 Ц,шМхш1ипшир]ш&р Ipuptiili t сХшйпршйиц qpuiquipuiiiniif:

UÜrpfuiqlipii шпиф1[ш& t «JZH » frnitiifpüfih_2000p.

U"uiuiiuiq}wniiljiLiü }unphprj}i

q]iimuljui& ршрттцшр / $Jiq.-ifuip. qjun. pülj&uiöni

ILtJ.. lurapyrnfr

Работа утверждена в Институте Физических Исследований HAH Армении

Научный руководитель: доктор физ.- мат. наук

Р.Б. Костаняк

Официальные оппоненты: доктор физ.-мат. наук

П.С. Погосян кандидат физ.-мат. наук Р.Г. Манучарян

Ведущая организация: Институт Радиофизики и Электроники HAH РА Защита состоится Л£~-ого декаьря 2000г. в 13- часов в Специализированном совете 052 при Институте Физических Исследований по адресу : 378410, Аштарак-2, ИФИ HAH Армении. С диссертацией можно ознакомиться в вивлиотеке ИФИ.

Автореферат разослан „Jfrj „ ноября 2000 г. Ученый секретарь ^---

специализированного совета / СМ^^х, кандидат физ. -мат. наук

7 A.B. Пап о ян

-i^/T- /гя/. ,1м:). ~ 0L О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

\кгуалыюсть темы

К настоящему времени лазеры с использованием в качестве ктивной среды твердого тела получили широкое применение во ногих жизненно важных областях. Среди различных способов хлаждения элементов таких лазеров наиволее эффективными вляются: жщгкостпое, контактное и охлаждение потоком 130овразного хладагента. При охлаждении элементов лазера эздушным потоком использовались различные режимы: от лиственного [1,2] до высокоинтенсивного (с коэффициентом гплоовмена а<500 Вт/м2град), что ограничивало среднюю мощность акачки величиной порядка 600 Вт и определяло преимущественно астотно-импульсный режим равоты лазера. Большое число равот освящено исследованиям по интенсификации теплоовмена [3-6], апример, с помощью теплопроводяпщх пластин, падетых на шшпый элемент, по использованию промежуточного ;плоносителя, находящегося в тепловом контакте с активным 1ементом; по увеличению его боковой поверхности за счет шесепия продольных канавок и т. д. Однако, эти способы не э лучили широкого распространения в силу уменьшения |зфекгавности оптической накачки из за частичной экранировки ставного элемента, а в целом и неоправданного усложнения энструкции лазера. В ряде равот тревования на эффективность слаждения элементов лазера снижена в связи с применением ;ветптеля и оболочки лампы накачки лазера из лейкосапфира. В псих лазерах возможно использование естественного режима ихаждения лампы накачки и осветителя, однако, провлема слаждения активного элемента остается нерешенной, их гергетические характеристики невысоки, а мощность накачки не >евышает 800 Вт. Наиволее близким к исследованному и вравотанному нами лазеру по технической сущности является 1зер, равотающий по методу создания зоны пониженной мпературы в результате интенсивной закрутки газоовразного гадагепта вокруг активного элемента [7]. При использовании такого хгода охлаждения максимальный коэффициент теплоовмена, >торый был реализован в канале охлаждения, равнялся 580

Вт/м2град, что недостаточно для равоты твердотельного лазера в непрерывном режиме.

Эффективность газоовразного охлаждения ниже эффективности широко распространенного жидкостного. Однако, лазеры с воздушным охлаждением овладают лучшими весо-гаваритными характеристиками, в них отсутствует неовходнмость тщательной герметизации каналов охлаждения и имеют возможность работы при отрицательных температурах, что существенно расширяет область их применения. Кроме того, газообразные хладагенты волее прозрачны, чем жидкости, для полос поглощения активного элемента из алюмоитгриевого граната. В связи с этим, представляет большой практический интерес определение условий равоты лазеров с воздушным охлаждением, по своим выходным характеристикам близким к лазерам с жидкостным охлаждением. Поскольку среди твердотельных лазеров широкое распространение получил лазер на алюмоштриевом гранате, достоинствами которого являются его сравнительно высокий КПД, Большая выходная мощность в непрерывном режиме равоты, высокая механическая и лучевая прочность и широкая овласть применения, вопросы создания лазеров на алюмоштриевом гранате с воздушным охлаждением являются весьма актуальными и имеют важное как научное, так и прикладное значение.

Целью диссертационной работы является:

исследование, разработка и создание непрерывных твердотельных лазеров на алюмоштриевом гранате с везжидкостаым охлаждением с мощностью накачки до нескольких киловатт;

определение условий достижения максимальных коэффициентов теплообмена в каналах охлаждения элементов квантрона лазера;

исследование выходных характеристик лазеров и оптимизация режимов их равоты.

На учная новизна.

1. Впервые исследован тепловой режим равоты активного элемента при гибридном его охлаждении с помощью металлического радиатора и воздуха в лазере непрерывного действия, охлаждаемом воздушным потоком. Рассчитаны и изготовлены оптимальные

конструкции радиаторов, овеспеспечивающис паилучшее охлаждение жгавного элемента при ламинарном и турвуленпюм течениях ихадагента в каналах.

Исследованы распределение плотности мощности накачки и гермооптическне искажешгя в активном элементе такого лазера и юказана необходимость использования специальных резонаторов для осуществления устойчивой генерации в лазерах непрерывного действия.

>. Впервые исследован тепловой режим равоты непрерывного пвердотельного лазера с воздушным охлаждением. Рассчитаны оптимальные размеры каналов охлаждения такого лазера и величины >еализуемых в них коэффициентов теплоовмена. Исследована (ависимость величины выходной мощности лазера с воздушным охлаждением от величины диаметра активного элемента. !. Впервые созданы непрерывные лазеры на алюмоиприевом ранате с гивридным и полностью воздушным охлаждениями их шементов. Исследованы их энергетические, пространственные, |ременные характеристики и проведена оптимизация режимов их »авоты.

Чрактческая ценность результатов.

Результаты проведенных в диссертационной равоте исследований ущественно расширяют область применения твердотельных [азеров и, в частности, могут выть использованы при разработках азеров с воздушным охлаждением при мощностях накачек до ескольких киловатт. Такие лазеры представляют практический нтерес при использовании их в науке, медицине, технологии и, собенно, в летательной технике.

Iаучиые положения, выносимые яд защиту.

. Активный элемент непрерывного лазера на кристалле АИГ.Кс!3" ожег эффективно охлаждаться с помощью металлического гплообменника-радиатора, имеющего тепловой контакт с одной из оковых граней активного элемента (пли частью его боковой оверхности). При использовании в качестве хладагента воздушного отока с расходом 0,011-0,016 м3/сек величина теплосъема с ктивного элемента может достигать порядка 4% от мощности

электрической накачки. При этом среднее значение температуры в активном элементе с поперечными размерами в несколько миллиметров составляет величину порядка 60-70 °С при накачке 2,5 кВт.

2. При использовании потока газообразного хладагента для охлаждения элементов лазера оптимальный режим охлаждения достигается в случаях:

-вьшора размеров каналов охлаждения таким образом, чтобы возникающий при прохождении хладагента через каналы перепад давления совпадал бы с максимальным давлением в пневмосети, а расход хладагента был бы наибольшим для указанного давления; -последовательного соединения между собой каналов охлаждений активного элемента и лампы накачки;

-использования активного элемента оптимальных размеров, зависящих от величины реализуемого в канале охлаждения коэффициента теплоовмена, величины эффективности накачки, диаметра лампы-источника оптической накачки.

3. Использование потока газообразного хладагента позволяет отводить от активного элемента тепловые мощности порядка 150 Вт, обеспечивать эффективное охлаждение лампы накачки при подаваемой на нее мощности более трех киловатт и реализовыватъ в каналах охлаждения длиной порядка 0,1 м среднее значение коэффициента теплоовмена до 1400 Вт/м2град.

4. При охлаждении потоком газообразного хладагента твердотельного непрерывного лазера на алюмоиприевом гранате при расходе воздуха до 0,021м3/сек. и использовании лампы типа ДНП-6/75-1А возможно получение выходной мощности порядка 25 Вт на длине волны А=1,06 мкм при мощности накачки до 3,5 кВт.

А пронация равоты.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: заседании Всесоюзной секции по кристаллам, Ульяновск, 1978г.; Республиканском совещании по кристаллам для квантовой электроники, Аштарак, 1979г. и 1980г.; Второй Всесоюзной научно-технической конференции "Применение лазеров в приборостроении и медицинской технике", Москва, 1979г.; Второй Всесоюзной конференции "Оптика лазеров", Ленинград, 1980г.;

Всесоюзном семинаре секции квантовой радиооптики ЦМНТО РЭС им. Попова "Методы математического моделирования и машинного проектирования лазеров", Севастополь, 1981г.; Всесоюзной научно-технической конференции "Твердотельные лазеры и системы накачки", Москва, 1983г.; Всесоюзной научно-технической конференции "Твердотельные лазеры и системы накачки. Состояние разравоток и перспектива их применения", Москва, 1984г.; Республиканской конференции "Лазерная Физика-96", Апггарак, 1996г., Международной конференции СЪЕО/Еигоре-ЕрЕС'96, ФРГ, 1996г.; Республиканской конференции "Лазерная Физика-98", Апггарак, Армения, 1998г.

ПуБлнкации.

По теме диссертационной равоты опувлшсовано 10 научных равот. Лттый вклад.

Расчет и исследование тепловых режимов, находящихся в тепловом контакте активного элемента прямоугольного сечения и радиатора, охлаждаемых воздушным потоком; конструирование лазера с кондуктивным охлаждением его активного элемента и воздушным охлаждением источника оптической накачки и осветителя квашрона; исследование режимов равоты лампы накачки с кондуктивным охлаждением активного элемента с неустойчивым резонатором; конструирование лазера с воздушным охлаждением; исследование энергетических, пространственных и временных характеристик разравотанных лазеров, оптимизация параметров двух типов лазеров.

Расчет энергетических параметров лазера с воздуншым охлаждением от температуры активного элемента, расчет оптимального канала охлаждения и коэффициента теплоовмена в нем проводились совместно с к.ф.-м.н. Кошеверским Е.В. Обсуждения и интерпретации полученных результатов проводились совместно с д-э.т.н. Турковым Ю.Г. и д-р.ф.-м.н. Костаняном Р.Б.

Структура и овъемравоты.

Диссертационная равота состоит из введения, литературного овзора, трех глав, заключения, приложения и списка цитированной литературы. Содержание диссертации изложено на 112 страницах печатного текста, включая 37 рисунков и 102 библиографических ссылок..

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность вывранной темы, поставлены задачи исследований, дана краткая характеристика диссертационной равоты и сформулированы результаты, представляемые на защиту.

В литературном обзоре проведен анализ результатов многочисленных работ, близких к исследованиям по данной диссертации. Выявлены причины, мешающие получению генерации непрерывного режима в лазерах, охлаждаемых без жидкости.

В главе /приведены результаты исследований теплового режима и термооптических искажений активного элемента, охлаждаемого кондукгивным способом с помощью медного радиатора, который в свою очередь охлаждается потоком газоовразного хладагента. На основе использования метода электротепловой аналогии проведен расчет теплового режима радиатора, представляющего собой переходную призму с одной из граней активного элемента. Получены формулы для расчета температуры активного элемента в месте его теплового контакта с радиатором в зависимости от конструкционных параметров радиатора и от параметров проходящего через его каналы воздушного потока.

Проведена оптимизация параметров радиатора, обеспечивающих минимальную температуру активного элемента при постоянных расходах газоовразного хладагента через радиатор. Выявлены две оптимальные конструкции радиаторов, первая из которых эффективна при расходах газоовразного хладагента через радиатор не Более 0,007 м3/сек и представляет совой радиатор с максимально развитой поверхностью теплоовмена. Течение хладагента в таком радиаторе носит ламинарный характер (что соответствует величине числа Рейнольдса Re<2,2103).

Вторая конструкция эффективна при расходах газообразного хладагента через радиатор Более 0,007 м3/сек, представляет собой радиатор с малым сечением каналов и обеспечивает турвуленгаое течение хладагента через них (Яе<2,2 104).

С учетом получепных результатов проведен расчет распределения излучения накачки и температурного поля по сечению прямоугольного активного элемента, контактирующего одпой из своих граней с радиатором и показано, что при плотностях мощности тепловыделения в элементе не волее 75 Вт/см3 (что соответствует пакачке криптоновой лампой мощностью до 2,5 кВт) средние температуры в активном элементе составляют величины порядка 70 °С, а эквивалентный коэффициент теплоовмена на грани активного элемента, соприкасающейся с радиатором, составляет величину порядка 2000 Вт/м2град.

Показано, что вследствие несимметричного характера температурного поля по сечению активного элемента, овусловленного отводом тепла от одной грани активного элемента, резонатор лазера, состоящий из двух плоскопараллельных зеркал, овладеет достаточно высокой добротностью лишь для лучей, проходящих через малую часть активного элемента (порядка 8% от его овъема). Вследствие этого эффективная генерация лазера с таким активным элементом возможна лишь при использовании специальных оптических схем, которые вы устраняли (как волноводные резонаторы [8]) или компенсировали (как поворотная прпзма) несимметричность данпых искажнеий. Использование компенсирующих элементов тревует специальной юстировки резонатора, зависящей от мощности накачки. Эксперименты, проведенные с контактным охлаждением активного элемента, подтвердили правильность вывода о невозможности генерации в резонаторе,овразоваином плоскими зеркалами: генерация появлялась в течение небольшого времени и исчезала задолго до достижения времени установления устойчивого теплового режима в активном элементе.

В главе II проведен расчет конструкции и энергетических характеристик твердотельного лазера непрерывного действия с воздушным охлаждением. Рассмотрены процессы происходящие в активной среде при ее накачке и, на основе использования ововщенных Балансных уравнений, получены зависимости выходной

и пороговой мощностей от температуры активного элемента. На основе полученных зависимостей определен диапазон температур, где возможна эффективная генерация такого лазера.

Следует отметить, что для расчетов энергетических характеристик лазера с воздушным охлаждением на практике также удобными являются расчеты на основе эмпирических зависимостей пороговой мощности накачки лазера от температуры, параметров активной среды и эффективности системы накачки. На эксперименте исследован режим турБулентного протекания газоовразного хладагента в канале охлаждения и определен оптимальный зазор между стенками канала и охлаждаемым элементом, который обеспечивает максимальное значение коэффициента теплоошена на охлаждаемой поверхности. Принцип охлаждения активного элемента и лампы накачки лазера с прямоточным протеканием хладагента заключается в достижении равенства времен диффузного распространения молекулы нагретого воздуха от охлаждаемого тела в плоскости, перпендикулярной скорости распространения хладагента и ее пробега от входа в канал через всю его длину. Расчеты и эксперимент проведены для различных случаев течения хладагента: гладкостенного, доквадратичного и квадратичного турбулентного, реализуемых при различной шероховатости боковой поверхности активного элемента или канала охлаждения. Показано, что при последовательном соединении каналов охлаждения активного элемента и лампы накачки к пневмосети, система охлаждения обеспечивает реализуемые значения коэффициентов теплоовмена в каналах на 38-40% выше, чем при их параллельном соединении при идентичных расходах хладагента в пневмосети. Полученное максимальное значение коэффициента теплоовмена в канале охлаждения активного элемента лежит в диапазоне 1200-1400 Вт/м2град при расходе воздушного хладагента порядка 0,019 м3/сек.

С использованием ововщенных формул и полученных значений для коэффициентов теплоовмена рассчитана и исследована выходная мощность непрерывного лазера па гранате в зависимости от мощности накачки. Показано, что при коэффициентах теплоовмена в канале охлаждения активного элемента ниже определенного значения (в эксперименте при а =700 Вт/м2град) график зависимости выходной мощности от мощности накачки Рн имеет насыщение,

вусловленное перегревом активной среды. Рассчитана выходпая ощность лазера с Безжидкостным охлаждением для различных азмеров диаметра активного элемента. Показано, что максимальные агергегаческне характеристики лазера реализуются при пределенном диаметре активного элемента. Получено аналитическое сражение для определения оптимального диаметра элемента в 1висимости от диаметра лампы, мощности и эффективности системы акачки, а также от эффективности охлаждения его боковой оверхности.

Приведено время установления теплового режима в активном цементе в зависимости от всех его технических параметров и араметров охлаждения. Показано, что при коэффициентах гплоовмена, лежащих в диапазоне а =500-1400 Вт/м2град, времена становления теплового режима в активном элементе составляют гличины порядка 10-гб сек. Экспериментально измеренные арактеристики разработанного лазера с воздушным охлаждением ыли близки к расчетным. Отмечается, что вследствие простоты змерения указанных временных интервалов, на практике величина ээффициента теплоовмена в канале может быть оценепа по времени лшювлення теплового режима активного элемента.

В главе III изложены основные методики, используемые при ^следовании тепловых процессов в газообразной среде и в элементах зантрона. Проанализированы достоинства и недостатки различных етодов и вывраны наиболее преемлемые для практических целей, писана конструкция лазера с везжидкосгпым охлаждением: эследовательное соединение каналов охлаждения, выполненных из елтого кварцевого стекла, наличие невольших зазоров на входе и >1ходе из каналов для естественного охлаждения ггерференционного отражателя и корпуса квантрона. Приведена фактеристика (зависимость расхода хладагента от величины шления) используемой в экспериментах пневмосети. Для источника тгаческой накачки (лампы марки ДНП-6/75-А1) в диапазоне эщносгей накачек 3,5-г4,0 кВт исследована зависимость предельной зщности, подаваемой на лампу от коэффициента теплоовмена. в шале охлаждения. Показано, что оптимальное охлаждение лампы ;уществляется в случае распространения потока газоовразного идагента от катода к аноду, что позволяет снизить на 0,0014-0,0028

м3/с мнннмально-неоБходимый расход хладагента. Исследовань энергетические характеристики лазера с воздушным охлаждением ш двух активных элементах из алюмоштриевого граната размерам! (3,5х3,5х80)10"3 м и диаметром 6 мм для различных значенш коэффициента пропускания выходного зеркала резонатора I различных расходов хладагента. Приведено сравненш генерационных характеристик лазера с воздушным охлаждением с генерационными характеристиками лазера с водяным охлаждением снижение дифференциального КПД с 1,3% (водяное охлаждение) дс 0,72% (воздушное охлаждение), снижение выходной мощносп излучения с 60 до 25 Вт и увеличение пороговой мощности накачка с 0,98 до 1,32 кВт. Отмечено, что полученные экспериментальные данные находятся в хорошем соответствии с расчетными проведенными в главе II.

Исследованы осовенности пространственных (угловых^ характеристик лазерного излучения при воздушном охлаждении. Е процессе установления теплового режима лазера с воздушные охлаждением исследовано изменение расходимости излучения с характерными временами, приближающимся ко временам установления теплового режима в активном элементе. Приведен график зависимости расходимости от мощности накачки, полученный для резонатора Фаври-Перо (6,5 мрад. при накачке лазера 1,5 кВт и 11,5 мрад,- при 3 кВт) и полусферического резонатора с радиусом кривизны глухого зеркала 1,0 м (соответственно 9 и 15 мрад.). Длина резонатора в обоих случаях равнялась 0,25 м.

По полученным в эксперименте временам установления теплового режима в активном элементе рассчитано максимальное значение коэффициента теплоовмена в канале, равное 1200 Вт/м2град при расходе хладагента 0,016 м3/с. Отмечено,что указанное значение находится в хорошем соответствии со значением, рассчитанным по аналитическим формулам главы II.

В приложении обсуждаются вопросы использования воздушного охлаждения при применении в качестве источников накачки лазерных диодов или их составных матричных систем [9-11].

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Впервые создана оптимальная конструкция лазера с несимметричным охлаждением его активного элемента металлическим радиатором, охлаждаемым в свою очередь ламинарным или турбулентным воздушным потоком. Исследовано и получено распределение плотности мощности накачки и температуры по сечению активного элемента, а также зависимость неравномерности тепловыделения от соотношения сторон прямоугольного активного элемента при его несимметричной накачке.

2. Выявлены режимы равоты лампы накачки в зависимости от расхода газообразного хладагента и параметров тракта охлаждения. Экспериментально получено, что при расходе воздуха 0,022 м3/сек. через канал охлаждения с зазором (1,5-2,5)10"3 м лампа накачки марки ДНП может функционировать в непрерывном режиме при мощностях накачек до 4,0 кВт.

3. Впервые рассчитан и сконструирован лазер непрерывного действия на алюмоиприевом гранате с воздушным охлаждением элементов квантрона. Экспериментально получено, что при охлаждении теплонагруженных элементов лазера потоком газоовразного хладагента оптимальное охлаждение реализуется в случае, когда зазор в канале охлаждения вывран таким овразом, что перепад давления на нем совпадает с максимальным давлением в пневмосети. Максимальный коэффициент теплоовмена, реализуемый

в каналах охлаждения лазера с давлением в них И > 0.3 мн/м2 , лежит

в диапазоне а = 1200-1400Вт/м2град. При расходе газоовразного

-2 3 /

хладагента 0 = 1,5x10 м /с, соответствующем реализации в канале

осуществить работу непрерывного ОКГ на алюмоиприевом гранате при мощностях накачек до 2 кВт.

4. Впервые в оптимизированном лазере с воздушным охлаждением, работающем в непрерывном режиме с источником оптической накачки-лампой, при мощности накачки 3,5 кВт и использовании активпого элемента размерами 6х 10"3 м получена выходная мощность 25 Вт на длине волны 1,06 мкм. Использование воздушного

охлаждения коэффициента теплоовмена

можно

охлаждения вместо жидкостного приводит к увеличению пороговой мощности накачки с 0,98 до 1,32 кВт и уменьшению дифференциального КПД с 1,3% до 0,72%.

5. Выявлены особенности пространственных характеристик выходного излучения и динамика его изменения. Время выхода лазера с везжидкостным охлаждением в стационарный режим генерации составляет величину порядка 10-4-6 сек, что в 5-14 раз превышает аналогичное время при охлаждении элементов лазера жидкостью.

Основные материалы диссертации оиукликовапы в равотах:

1. Геворгян Г.А., Кошеверский Е.В., Купришов В.Ф. Распределение излучения накачки в лазерных активных элементах из AHT:Nd3+ прямоугольного сечения. Доклады АН Арм. ССР, 1979, т. 68, №5, с. 280 -285.

2. Геворгян Г.А., Кошеверский Е.В., Краснощекова Т.Ю., Купришов В.Ф. Расчет теплового режима и энергетических характеристик непрерывного лазера на АИГ :Nd3+ с контактно-воздушным охлаждением. Тезисы докладов II Всесоюзной научно-технической конференции "Применение лазеров в приворостроении и медицинской технике", Москва, 1979, с. 270.

3. Геворгян Г.А., Кошеверский Е.В., Купришов В.Ф. Непрерывные лазеры на гранате с воздушным охлаждением. Тезисы докладов на II Всесоюзной конференции "Оптика лазеров", Ленинград, 1980, с. 20.

4. Геворгян Г.А., Кошеверский Е.В., Ананькин А.И., Курганова Е.В. Алгоритмическая методика расчета на ЭВМ светового ноля в полированных прямоугольных лазерных активных элементах. Препринт ИФИ - 81-98, Ереван, 1981, 16 с.

5. Геворгян Г.А., Кошеверский Е.В. О создании непрерывного лазера с везжидкостным охлаждением на АИГ:Ш3+ . Препринт ИФИ 84-106, Ереван, 1984, Юс.

6. Геворгян Г.А., Кошеверский Е.В. Расчет тепловых режимов твердотельного непрерывного лазера с везжидкостным охлаждением. Вопросы радиоэлектроники. Серия овщетехническая," Москва, 1984, вып. 13, с. 104-113.

7. Геворгян Г. А., Костанян Р. В., Кошеверский Е. В., Каграманяи К. Е. Непрерывный кристаллический лазер с везжидкостным

•хлаждением. -Сворник трудов Конференции "Лазерная Физика -95", ^птгарак, Армения, 1995, с. 32-38.

Gevorgyan G. A., Kahramanyan К. Е., Kostanyan R, В., [osheverskii Е. V. Krystalline Air Cooled CW Laser. - CLEO/Europe -iQEC'96, Hamburg, Germany, 1996, CWF 40: p.65. . Геворгян Г. А., Костанян P. Б. Оптимизация системы воздушного хлаждення лазера. - Сворншс трудов Конференции "Лазерная >изика - 98", Аштарак, Армения, 1998, с. 109-115. 0. Геворгян Г. А. Оптимальная система воздушного охлаждения для зердотельного лазера непрерывного действия с высокой мощностью акачки. -"Известия HAH Армении," Физика т.34, №6,1999, с.353 -57.

(итируемая литература

. Дульнев Г.Н., Ханков С.й. Тепловой режим оптических цементов осветительной системы твердотельного лазера с лиственным охлаждением. ИФЖ, 1981, т. 41, №2, с. 295-301. , Дульнев Г.Н., Ермаков Б.А., Ханков С.И. Аналитический метод асчета тепловых процессов и их влияние на генерацию в ¡ердотельном лазере с естественным охлаждением. ИФЖ, 1982, т. 2, №2, с. 307-313.

Балашов Й.Ф., Березин Б.Г. и др. Охлаждение активного тела КГ с помощью металлического теплопроводпика. ОМП , 1968, №4, 5-8.

Лазерное устройство. Патент США №8455.353. -Публикация >70, нояврь 3, т.880, №1, кл. США 331-94,5.

Заявка (патент) ФРГ №1539829. КЛ7 ФРГ 21 д-53/OO. Система лаждеяия для мощного оптического квантового генератора.-/вликация 1970, №7 (122).

Алексеева В.А., Березнн Б.Г. и др. Использование прнвлиженных [енок влияния нагрева на равоту твердотельного лазера при выворе о параметров. Изв. ВУЗов. Приборостроение,1982,т.25,№11, с. 74-

Белостоцкий Б.Р., Колышев Н.Д. и др. Оптический квантовый аератор с вихревым охлаждением активного тела. ОМП, 1968, №7, 15-38.

8. Микаэлян A.JL, Дьяченко B.B. Лазеры с волноводными резонаторами. Кв.эл., 1974, т.1, №4, с. 937-949.

9. Schöne W., Knokes., Schirmer S., Tünnerman A. Optimization of diode pumping and the techique of laser active element cooling. OSA TOPS, 10,292,(1997).

10. Brand Th. On advantages of laser diode pumping. BMBF Abschlußbericht (1995,v.13, №6358).

11. David C. Brown. Ultrahigh-Average-Power Diode-Pumped Nd:YAG and Yb:YAG Lasers. IEEE J. Quantum Electronics, vol.33, №5, pp.861-873,1997.

mjcuasus, ишхьз ^ьаш^ь иипьз^па, ^муыгиги-ьозьъ шаьгъьгь sbsuansíiMTQ ъ^ иси^пмгс

шгфпфш№Г

4Qmuiqnuu[iuö It umt3qöi{uiö I; шйрйг^Ьшш. qnp&nqnipjuifr, uifi&rpiuipiriiuijfili [mqüp, npji uilpnjiij tiQifQümp ишпйдфтГ t hjappfuirajjiii ÜquiíiiutimJ' orpii] li üGmuirijui пшгфшитрт|, npp |ip Ы1рр{Л ишпйдфшГ t; огф iui\f{&rap Ipmf шпгррпцййш hnupni}: Unm^Jiíi uifrqraif mjqtqjiu}i luiqtípniif hümuiqnim(iut) t ml¡in}ii| t[Giffibinfi ui^fuuimui'üpji crôpifuijfiïi nüdjiifp, iíqifra& hqnpnipjraü {uinmpjui'u li jüpiíuiumjráuifrfi pui2lunuíp Ърш IjmpiJiuöpniJ, Jiíi¿tqÜu йшЬ jtïpifuihtinuigiîuifr ш&ЬшьГш^шфп^шй t[iulumifp niqquifrlijni& uiljmJiiJ t|tnIQ£im]i l{nqifljpfi hiupiupüpmpjmfrtig' frpui шйЬшйш^шф iTrpTuiii qüuipmií:

Snijg t inpijuiö huiinml] oiqmfilpulpiih l[iur?nigijiuüpfrtip¡i oqmraqnp&ifuiü uifrhpindÜ2mnipjnifcii, npnfrp ^тГщййишдйпиГ [¡rail ijtipuigftmiï Gu n¿ Ьшиш^шф jtipifuihtlmigiíiu'u qtiLqpmií [uiqEpJi сиЦтОД tlQiTKimnui urauipuignq 2ljpifuioa{in}il{uil{uiíi [uqrai|uiqniifüQpp:

SGuiiuqnmi|ui& Üfr iTrpíuifr цпйиф ai2luuitnuibp]i пБсфйЪйрр ^ш}ифи& quiquifrifuiü ишпдшдШшф öuijuufig Ь hntjmgifraíi mpuil[tn}i цшрилШтрйр^д :

Ilmngfiíi uiüqunf hui2i-{uiplp.(ui& L umtlqöijiiiö t uumiíuilimplmiiíuijlüi frnüuipuipji фш ш'йр'цгфшт qnpönqnipjuiü mqüp, npfi рфийтрп£ф tiDifKiw&tlpp ишпйдфтГ Dïi oqrnj:

OnpóniJ ummg^uiö t, np рфц&трп1ф t[tñftíümütlp}i oopnjiifiai îumtjgniifp [{uimiupifniif t rajü rjQiqpniif, Opp uuingniqm ömjpllp}i »fymiiffrQpli тшррЙрш^шфр huii¡uiuuipi{rmJ 1: б^^ш^р qfrLifngiuiigniii: Cum uijrpl, Üpp np uuingniqniif 0,3 U"l_r/ifz

;, Jiulj uumguiqffiunfi öuiluup 0,022 if3/i[pl{., шщш jöpifuiimfnipjiuii рр&Шифдр frpiufrmif huiuímiif t ifjiíi¿h 1400 фпЛ12шит.:

OqniJ uuintlgijnq шйрйгфшт [uiqtipfi ifuipufiifuii hqnpnipjniîi inuigijniif t uijfr цЕщрпиГ, Üpp np щ&Мгугцэигф'и htngnprpupuip Mi "tira&niiT uilpn]n{ t{Üiftñim|i, uijfrniMmlf ifqifuiü luiiftqji шпдпифйИрр:

ûiqmfiifiu[u.igi.]uiô, uiüpüqliuim ifqiíuiifp, oqm{ uuintlgijnq лдйртй", npji mljmjuj ЦМКигф mpmvixnqliöp 6xl0"3 if t,

Üptjrapnipjniíiü 8x 10"2 iT, Jiulí iTqiTuiíi hqnpmpjnilip 3 ВДш, ranuigjiti uiïiqraiî uinuigiJÜi 125 tJ_ui tiipuijfiíi hqnpmpjn&:

U^tntyxjoiir oipi| ишпйдфщ, uibji&qhuiin áranaiquijpni] luiqtjpmiT итшд]гп11шр ntïdfiif Ьшитшт^т diuifiu£iuil{[i liuiqiTniif t 10-6 i[pl[.: