Методика определения функции форм-фактора гелий-неонового лазера на стадии его проектирования

Аннотация

При всем многообразии данных в литературе по вопросу определения функции форм-фактора лазеров, в том числе о зависимости между техническими параметрами и свойствами атомов активного вещества, в настоящее время не существует единой методики для определения функции форм-фактора лазерного излучения. Представлена разработанная авторами научная методика расчетного определения явного вида функции форм-фактора излучения гелий-неонового лазера на первичной стадии его жизненного цикла --- на стадии проектирования. Методика основана на взаимосвязи спектральной плотности излучения лазера с его техническими параметрами и свойствами молекулярной структуры активного вещества и описана с использованием соответствующего корректного математического аппарата. Доказано соответствие разработанной методики требованиям реалистичности, воспроизводимости, внятности, соответствия цели и задачам, обоснованности и результативности. Кроме методики в работе также приведен пример решения задачи определения явного вида функции форм-фактора в виде уравнения спектральной линии лазерного излучения гелий-неонового лазера для режима развитой генерации. Предложенная методика может стать основой для разработки конкретного нормативно-технического документа, представляющего практический интерес для научно-производственных предприятий --- разработчиков лазерной техники

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Болдырев В.С., Белый В.С., Богатов Н.А. и др. Методика определения функции форм-фактора гелий-неонового лазера на стадии его проектирования. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2024, № 4 (115), с. 35--46. EDN: UYOOQW

Литература

[1] Иманкулов З.И., Дорофеенко А.В., Пухов А.А. Инфракрасный гелий-неоновый лазер с поперечным СВЧ-разрядом в магнитном поле. Вестник Иссык-Кульского ун-та, 2015, № 40-1, с. 24--27. EDN: KEWWFW

[2] Исоева Б.И. Лазерное излучение как лечебный фактор (обзор литературы). Биология и интегративная медицина, 2022, № 6 (59), с. 141--161. EDN: PSZLFK

[3] Кузин М.М. Применение и перспективы использования гелий-неоновых лазеров. Россия молодая: Сб. матер. XIV Всерос., науч.-практ. конф. молод. ученых (с междунар. участием), Кемерово, 18--21 апреля 2023 г., 2023, с. 95206.1--95206.3. EDN: LOPTFA

[4] Киселев А.С., Смирнов Е.А. Методика оценки эффективности возбуждения активной среды гелий-неонового лазера. СПбНТОРЭС: Тр. НТК, 2021, № 1 (76), с. 305--306. EDN: PQWPVS

[5] Кожевников В.А., Привалов В.Е., Фотиади А.Э. Новый подход к оценке мощности излучения гелий-неонового лазера с различной геометрией поперечного сечения активного элемента. НТВ СПбГПУ. Физико-математические науки, 2021, т. 14, № 3, с. 133--145. EDN: YEQIZN. DOI: https://doi.org/10.18721/JPM.14310

[6] Дубинин Д.Е., Гаар Н.П. Исследование влияния излучения гелий-неонового лазера на электрохимическое растворение материалов. Актуальные проблемы в машиностроении, 2020, т. 7, № 1-2, с. 58--62. EDN: JKORUZ

[7] Жуков Е.Т., Харчев О.П. Оценка влияния флуктуаций на нестабильность стандарта частоты на He--Ne-лазере. Труды ИПА РАН, 2012, № 23, с. 346--349. EDN: QZXHRV

[8] Самсон А.М., Котомцева Л.А., Лойко Н.А. Автоколебания в лазерах. Минск, Наука, 1990.

[9] Вейб Г., Нол Т., Мюк М. Новый форм-фактор светильников и новые световые эффекты. Полупроводниковая светотехника, 2015, т. 5, № 37, с. 46--52. EDN: UMQFFV

[10] Кулясов П.С., Никулин Е.А. Ускорение вычислений форм-факторов при расчете освещенности сцены методом излучательности. Вестник ННГУ им. Н.И. Лобачевского. 2012, № 3-1, с. 184--188. EDN: PAJTAV

[11] Михашин Д.А. Разновидность лазеров. Устройство и принцип работы, будущее развитие. Старт в науке--2022. Сб. ст. II Междунар. науч.-исслед. конкурса. В 2 ч., Петрозаводск, 14 ноября 2022 г., 2022, с. 58--64. EDN: ADEYWJ

[12] Петров В.А., ред. Лазеры в науке, технике, медицине. Сб. науч. тр. ХХIХ Междунар. конф., Москва, 16--18 мая 2018 г. Москва, МНТОРЭС им. А.С. Попова, 2018. EDN: XWRQJN

[13] Полякова Л.В., Малюгина А.С. Использование лазера в измерительной технике. Успехи в химии и химической технологии, 2021, т. 35, № 5 (240), с. 178--179. EDN: YACHCM

[14] Федоров А.И. Лазеры, разработанные в ИОА СО РАН. Успехи прикладной физики. 2021, т. 9, № 5, с. 417--429. EDN: XJKQEF. DOI: https://doi.org/10.51368/2307-4469-2021-9-5-417-429

[15] Астапович М.С., Гладышев А.В., Худяков М.М. и др. Полностью волоконный газовый рамановский лазер с длиной волны генерации 4,4 мкм. Фотон-экспресс, 2019, № 6 (158), с. 239--240. DOI: https://doi.org/10.24411/2308-6920-2019-16120

[16] Авдеев А.В., Борейшо А.С., Киселев И.А. и др. Сверхзвуковые газовые и химические лазеры: развитие технологий. Фотоника, 2020, т. 14, № 8, с. 648--661. DOI: https://doi.org/10.22184/1993-7296.FRos.2020.14.8.648.661

[17] Ионин А.А., Киняевский И.О., Климачев Ю.М. и др. Широкодиапазонный ИК лазерный источник (2,5--17 мкм) для диагностики плазмы. Ядерная физика и инжиниринг, 2016, т. 7, № 5, с. 383--390. DOI: https://doi.org/10.1134/S2079562916050080

[18] Kameyama N., Yoshida H., Fukagawa H., et al. Thin-film processing of polypropylene and polystyrene sheets by a continuous wave CO₂ laser with the Cu cooling base. Polymers, 2021, vol. 13, iss. 9, p. 1448. DOI: https://doi.org/10.3390/polym13091448

[19] Rejani A., Hashemzadeh M. CO₂ laser-air cutting of glass-fibrereinforced unsaturated polyester (GFRUP): an experimental investigation. Int. J. Adv. Manuf. Technol., 2021, vol. 117, pp. 2627--2638. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-021-07180-6

[20] Шерстобитов В.Е., Родионов А.Ю. Лазер, слэб-лазер, газовый лазер (варианты) и газовый слэб-лазер: № 2003114580/28. Пат. № 2243620 C1 Российская Федерация. МПК H01S 3/063, H01S 3/083. Заявл. 06.05.2003, опубл. 27.12.2004. EDN: XAPQZL

[21] Пахалов В. Б. Спектральные моды и когерентность полупроводникового лазера и Nd-лазера с диодной накачкой вблизи порога генерации. Письма в ЖТФ, 2010, т. 36, № 8, с. 14--22. EDN: RCVHYX

[22] Митронин А.В., Беляева Т.С., Жекова А.А. Оценка эффективности применения диодного лазера и фотоактивируемой терапии при эндодонтическом лечении. Стоматология, 2016, т. 95, № 6-2, с. 15--16. EDN: XWRDAT