Методи розрахунку потужності генерації лазерного променю
DOI:
https://doi.org/10.18372/2310-5461.46.14804Ключові слова:
лазер, потужність, лазерна система, лазерне опроміненняАнотація
Вибір лазера для проведення технологічної операції визначається специфікою впливу лазерного випромінювання на даний матеріал і особливостями поставленої технологічного завдання. Основними параметрами, що характеризують лазерне випромінювання, є потужність, довжина хвилі випромінювання, тривалість впливу випромінювання, енергія і частота проходження імпульсів, а також когерентність, спрямованість, монохроматичность і поляризація випромінювання. Більшість лазерних технологій засновано на тепловій дії випромінювання, тобто передбачається необхідність нагрівання об'єкта впливу до заданої температури. Тому головною характеристикою лазера, використовуваного в таких технологіях, є його потужність. Для імпульсних лазерів розглядають потужність в імпульсі і середню потужність, яка залежить від тривалості та частоти проходження імпульсів.
В даній роботі проведено розрахунки потужності генерації лазерного променя в залежності від конструкції опричного квантового генератора. Проведено аналіз в залежності від параметрів лазерного опромінення, особливо від конструктивних схеми лазерних генераторів, тобто від компонування та розміщення елементів оптичного квантового генератора. Для досягнення максимального ККД лазера необхідно створити таку конструкцію резонатора і форму активного середовища, які б дозволяли щонайкраще суміщувати їх об’єми, коли максимально зменшується частка розселення верхніх лазерних рівнів внаслідок спонтанних і релаксаційних переходів і зростає частка вимушених переходів.
В результаті оптимізації параметрів оптичного генератора густина енергії випромінювання досягає високих, вражають значень за допомогою малого розміру пучка. Пучок, лазерного випромінювання, із відстанню поширення змінюється незначно в силу невеликої розбіжності, відповідно, що в свою чергу призводить до ризику ураження навіть на великій відстані. Причому, в разі поширення невидимого випромінювання, наявність небезпеки може бути неочевидно, і навіть видиме випромінювання буде помітно в повітрі лише при наявності зважених часток.Посилання
Шуаібов О. К., Опачко І. І., Качер І. Е., Чучман М. П. Лазерні джерела випромінювання та їх застосування в мікроелектроніці: навч. посібник / Ужгород: Ужгородський національний університет, фізичний та інженерно-фізичний факультети, 2009.
Gnatyuk V. A., Aoki T., Vlasenko O. I., Levytskyi S. N., Dauletmuratov B. K., Lambropou¬los C. P. Modification of the surface state and doping of CdTe and CdZnTe crystals by pulsed laser irradiation. Applied Surface Science. 2009. Vol. 255. No 24. Pр. 9813–9816.
DOI.ORG/10.1016/J.APSUSC.2009.04.096
Veleshchuk V. P., Baidullaeva A., Vlasenko A. I., Gnatyuk V. A., Dauletmuratov B. K., Levitskyi S. N., Lyashenko O. V., Aoki T. Mass transfer of indium in the In-CdTe structure under nanosecond laser irradiation. Physics of the Solid State. 2010. Vol. 52. No 3. Pр. 469–476.
DOI: 10.1134/S1063783410030054
Gatskevich E., Ivlev G., Prikryl P., Cerny R., Chab V., Cibulka O. Pulsed laser-induced phase transformations in CdTe single crystals. Appl. Surf. Sci. 2005. Vol. 248. Pр. 259–263.
DOI.ORG/10.1016/J.APSUSC.2005.03.045
Golovan L. A., Markov B. A., Kashkarov P. K., Timoshenko V. Yu. Evaporation effect on laser induced solid-liquid phase transitions in CdTe and HgCdTe. Solid State Commun. 1998. Vol. 108. No 10. Pр. 707–712. DOI: 10.1016/S0038-1098(98)00485-2
Gnatyuk V. A., Aoki T., Gorodnychenko O. S., Hatanaka Y. Solid-liquid phase transitions in CdTe crystals under pulsed laser irradiation. Appl. Phys. Lett. 2003. Vol. 83. No 18. Pр. 3704–3706. https://doi.org/10.1063/1.1625777
Aoki T., Gnatyuk V.A., Nakamura A., Tomita Y., Hatanaka Y., Temmyo J. Study of a CdTe high- energy radiation imaging device fabrication by excimer laser processing. Phys. Stat. Sol. (c). 2004. Vol. 1. No 4. Pр. 1050–1053. DOI 10.1002/pssc.200304177
Gnatyuk V. A., Levytskyi S. N., Vlasenko O. I., Aoki T. Formation of doped nano-layers in CdTe semiconductor crystals by laser irradiation with nanosecond pulses. Thai Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2016. Vol. 1. Issue 2. Pр. 7–16.
Veleshchuk V. P., Vlasenko O. I., Vlasenko Z. K., Gnatyuk V. A., Levytskyi S. N. Dependence of the CdTe melting threshold on the pulse duration and wavelength of laser radiation and the parameters of non-equilibrium charge carriers. Ukrainian Journal of Physics. 2017. Vol. 62. No 2. Pр. 159–165. DOI.ORG/10.15407/UJPE62.02.0159
Zelenska K., Gnatyuk V., Veleschuk V., Aoki T. Pulsed laser deposition of indium on the CdTe crystal surface for contact formation. Hard X-Ray, Gamma-Ray, and Neutron Detector Physics XX, Proceedings of SPIE. 2018. Vol. 10762. Pр. 1076218-1-6. DOI: 10.1117/12.2323380
Gentsar P. O., Levytskyi S. M. Influence of Laser Radiation on Optical Properties of Semiconductor Materials. PCSS. 2019. V. 20. № 4. Pр. 384–390. DOI: 10.15330/pcss.20.4.384-390
Альтудинов Ю. К., Гарицын А .Г. Лазерные микротехнологии и их применения в электронике. Москва: Радио и связь, 2001.
Айрапетян В. С., Ушаков О. К. Физика лазеров: учеб. пособие. Новосибирск: СГГА, 2012.
Звелто О. Принципы лазеров. Москва: Мир, 1990.
Мэйтленд А., Дан М. Введение в физику лазеров. Москва: Наука, 1978.
Либенсон М. Н. Нагрев и разрушение тонких пенок излучением ОКГ. Физика и химия обработки материалов. 1968. № 2. C. 3–11.
Левинсон Г. Р., Смилга В. И. Экспериментальное исследование порогов разрушения тонких металлических пленок при воздействии лазерного излучения. Физика и химия обработки материалов. 1971. № 4. C. 124.
Левинсон Г. Р., Смилга В. И. Лазерная обработка тонких пленок. Квантовая электроника. 1967. Т. 3. № 8. C. 1637–1659.
