МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА" / РОЗРАХУНОК ТА РОЗРОБКА КОНСТРУКЦІЇ АКТИВНОГО ЕЛЕМЕНТА ГЕЛІЙ-НЕОНОВОГО ЛАЗЕРА МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до курсового проекту з дисципліни "Основи проектування і конструювання лазерів" для студентів базового напрямку 0911 “Лазерна та оптоелектронна техніка” Затверджено на засіданні кафедри «Фотоніка» Протокол №1 від 21.01.03р. Львів 2003 Розрахунок та розробка конструкції активного елемента гелій-неонового лазера: Методичні вказівки до курсового проекту з дисципліни «Основи проектування та конструювання лазерів»/Укл.: Петровська Г.А. – Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2003. – 30с. Укладач Петровська Г.А., старший викладач Відповідальний за випуск Бобицький Я.В. д-р техн. наук, проф. Рецензенти Муравський Л.І., д-р фіз.-мат. наук Фітьо В.М., канд. техн. наук, доц. Завдання до курсового проекту Розрахувати та розробити конструкцію активного елемента гелій-неонового лазера з заданими спектральними, енергетичними та просторово-часовими параметрами випромінювання. Пояснювальна записка до курсового проекту повинна містити: 1. Огляд літератури за матеріалами періодичних наукових видань та Internet. 2. Теоретичну частину, в якій необхідно розглянути: енергетичну діаграму рівнів; способи створення інверсії; принцип дії лазера, основні характеристики та особливості. 3. Розрахункову частину: розрахунок довжини активного елемента; вибір конфігурації резонатора та розрахунок просторових параметрів випромінювання; забезпечення заданого модового складу випромінювання; для одночастотного лазера розрахунок еталона Фабрі-Перо; для лазера з перебудовою по довжинам хвиль розрахунок призми; оптимальний коефіцієнт пропускання вихідного дзеркала; критичний кут роз’юстування резонатора; добротність резонатора; довжину когерентності лазера; вихідну потужність; коефіцієнт корисної дії. 4. Розробка конструкції активного елемента, вибір основних робочих параметрів та режимів: наповнення активного елемента; параметри накачки; вибрати та описати всі елементи конструкції та використані матеріали. Пояснювальна записка повинна бути виконана в комп’ютерному варіанті на листах формату А4, об’єм - 40÷50стор. Збиральне креслення активного елемента та деталювання виконується в системі Autocad (2 листи формату А1) 1. Принцип дії He-Ne-лазера He-Ne-лазер, без сумніву, має найбільше значення серед лазерів на інертних газах. Генерація здійснюється на переходах атома неону, а гелій додається в газову суміш для збільшення ефективності накачування. Лазер генерує на багатьох довжинах хвиль, з яких найбільш відома лінія з (=0.6328мкм (червона). Серед інших ліній – зелена на довжині хвилі (=0.543мкм, оранжева з (=0.614мкм і дві лінії в ІЧ-діапазоні: з (=1.15 і 3.39мкм. He-Ne-лазер, що генерує на переході з (=1.15мкм, був першим працюючим газовим лазером, і на ньому було вперше продемонстровано неперервну лазерну генерацію. На сьогоднішній день виробництво даних лазерів розвивається і має досить великі обсяги, незважаючи на інтенсивний розвиток діодних лазерів, які виграють по потужності. Не-Ne-лазери, які генерують на червоному переході широко використовуються в різноманітних областях, де потрібен малопотужний пучок у видимому діапазоні, наприклад, при юстуванні, зчитуванні інформації, в метрології, голографії, при створенні пам'яті на відеодисках. Типові фізико-технічні параметри Не-Ne-лазера наведено в Таблиці 1 [12]: Таблиця 1 Довжина хвилі, λ мкм 0.6328; 1.15; 3.39; 0.5435; 0.61  Режим роботи Неперервний  Вихідна потужність, мВт 0.5…50  Тиск наповнення, Па 100…300  Діаметр капіляра, мм 1…3  Розбіжність пучка, мрад 0.5…1  ККД 0.1%  Час життя трубки, год 4000…20000  Найкраща стабільність частоти υ/Δυ=1014…1015   Як видно з рис.1, на якому наведено енергетичну діаграму гелій–неонового...