Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Нелинешое насыщение молекуляишх активных сред и расчет мощности стационарной генерации. обзор литературы 10
1.1. Описание активной среды с помощью кинетических (балансных) уравнений 10
1.2. Расчеты характеристик насыщения усиления и мощ ности генерации молекулярных лазеров 20
1.3. Роль диффузии молекул 29
1.4. Определение колебательных и поступательной температур по величинам коэффициентов усиления 40
ГЛАВА II. Анализ насыщения усиления в газовых средах с даффузией частиц 56
2.1. Простейшие модели для описания насыщения усиления в средах с диффузией 58
2.2. Модель ограниченной неоднородной среды, взаимодействующей с пучком кругового сечения 65
2.3. Уточненная двухуровневая модель диффузии в активной среде газового лазера 72
2.4. Диффузия молекул в смеси с обменом энергией возбуждения между компонентами. Роль гетероген ной релаксации на стенках кюветы 83
ГЛАВА III. Влияние конечной скорости вращательного обмена на насыщение усиления молекулярных сред 95
3.1. Расчет характеристик насыщения усиления на колебательно-вращательных переходах 96
3.2 Экспериментальная установка и методика измерений 109
3.3. Экспериментальное исследование распределения усиления по вращательным линиям в генерирующем С02-лазере 117
ГЛАВА ІV. Определение оптимальных условий съема энерши в молекулярном лазере с учетом дшузии и пространственного распределения поля 125
4.1. Съем энергии различными поперечными типами колебаний при наличии диффузии 126
4.2. Экспериментальное исследование характеристик насыщения в СО? лазере и сопоставление их с теоретическими зависимостями 133
4.3. Оптимизация параметров резонатора 138
ГЛАВА V. Методу « активной среду с02 лазера в режиме насыщения 143
5.1. Диагностика по величинам коэффициентов усиления на основных полосах генерации 144
5.2. Методика определения колебательных температур по усилению на перекрывающихся линиях различных колебательных полос 153
5.3. Измерение параметров среды в генерирующем COg
лазере 160
Выводы 168
Литература
- Расчеты характеристик насыщения усиления и мощ ности генерации молекулярных лазеров
- Модель ограниченной неоднородной среды, взаимодействующей с пучком кругового сечения
- Экспериментальное исследование распределения усиления по вращательным линиям в генерирующем С02-лазере
- Экспериментальное исследование характеристик насыщения в СО? лазере и сопоставление их с теоретическими зависимостями
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время газовые электроразрядные лазеры непрерывного действия, в том числе молекулярные лазеры, находят широкое применение не только в научных исследованиях, но также в технике и промышленности* В связи с этим большое значение приобретает разработка более совершенных образцов этих лазеров и оптимизация их энергетических параметров. Важной составной частью этой проблемы является задача повышения эффективности съема энергии с активной среды в оптическом резонаторе лазера. Решение последней задачи требует детального изучения механизма насыщения усиления в газовых активных средах.
Используемые на практике методы расчета характеристик насыщения усиления во многих случаях недостаточно полно учитывают ряд специфических свойств, присущих реальным газоразрядным лазерам. В частности, не вполне корректно учитывается влияние диффузии возбужденных частиц в условиях пространственных неоднородностей поле излучения и активной среды. С другой стороны большинство имеющихся расчетов энергетических характеристик молекулярных лазеров выполнены для конкретных систем и в основном численными методами, вследствие чего они не выявляют общих закономерностей насыщения усиления. Распространение результатов таких расчетов на аналогичные системы обычно оказывается затруднительным.
Ввиду сложного характера физико-химических процессов в молекулярных лазерах и отсутствия точной информации о скоростях элементарных процессов при проведении расчетов энергети-
ческих характеристик таких лазеров, как правило, возникает необходимость привлечения экспериментальных данных о параметрах активной среды. Несмотря на значительные успехи, достигнутые в последнее время в экспериментально! диагностике активных молекулярных сред, ее методы нуждаются в дальнейшем развитии и пополнении. В частности, важной задачей является диагностика параметров среды в режиме генерации, которой в литературе не уделялось достаточного внимания*
Цель работы. В диссертации решались следующие взаимосвязанные задачи:
Теоретическое и экспериментальное исследование закономерностей насыщения усиления и особенностей съема энергии в молекулярных лазерах непрерывного действия с учетом диффузии частиц при наличии пространственных неоднородностей активной среды и поля излучения*
Разработка экспериментальных методик диагностики активной среды СОл-лазера в ненасыщенном режиме и в режиме генерации.
На защиту выносятся;
I* Установление общих закономерностей насыщения усиления в газовой среде при наличии диффузии. Способы приближенного учета влияния диффузии на характеристики насыщения.
2* Решение задачи определения оптимальных условий съема энергии в молекулярных лазерах с учетом диффузии в условиях пространственных неоднородностей поля и среды.
3. Усовершенствованные методики диагностики активной среды
СС^-лазера, основанные на измерении коэффициентов усиления в
отсутствии генерации и в режиме насыщения.
Научная новизна и практическая ценность работы,
Установлен вид характеристик насыщения усиления при наличии диффузии. Показано, что влияние диффузии на форму кривых насыщения наиболее заметно в том случае, когда "длины диффузии" сравнимы с поперечным размером светового пучка. Найдены условия, когда диффузия приводит к заметному увеличению эффективной области взаимодействия среды с насыщающим излучением и способствует повышению съема энергии,
Выполнен анализ эффективности съема энергии световыми пучками, соответствующими различным поперечным типам колебаний лазерного резонатора, при наличии диффузии в активной среде»
На основании найденных характеристик насыщения проведены расчеты оптимальных параметров резонатора молекулярного лазера с учетом пространственных неоднородностей среды и поля излучения в условиях диффузии возбужденных частиц. Полученные расчетные соотношения и графики позволяют проводить уточненные расчеты мощности генерации и оптимальных параметров резонаторов широкого класса газоразр
ядных лазеров.Разработаны методики диагностики активной среды С02-ла-зера по величинам насыщенных и ненасыщенных коэффициентов усиления, расширяющие возможности экспериментального определения важнейших параметров среды.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на X Всесоюзной конференции по когерентной и нелинейной оптике, Киев, 1980 г., на Всесоюзной школе-конференции "Кинетические и газодинамические процессы в неравновесных газах", Москва, 1982 г., на Всесоюзной школе- конференции "Кинетические и газодинамические процессы в неравновесных средах", Москва, 1984 г,, на семинаре отдела физических проблем квантовой электроники
_ 7 -
НИИ МГУ".
Публикации. Основные результаты диссертации изложены в II опубликованных работах (см.список в конце диссертации).
Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и приложения, содержит 136 страниц машинописного текста и 33 рисунка. Список цитированной литературы насчитывает 143 наименования работ.
В первой, обзорной главе излагаются методы описания активной среды на основе кинетических (балансных) уравнений, анали-зируются особенности насыщения усиления и даются примеры расчетов мощности стационарной генерации и определения оптимальных условий съема энергии в молекулярных лазерах непрерывного действия. Проводится обсуждение влияния на мощность генерации диффузии возбужденных частиц в активной среде. Дается обзор работ по методам диагностики активной среды молекулярных лазеров, основанных на сравнении величин коэффициентов усиления на различных колебательно-вращательных переходах.
Вторая глава посвящена изучению насыщения усиления в молекулярных средах с диффузией частиц. Рассмотрены и сопоставлены различные модели, отличающиеся пространственным распределением усиления, вероятностью обмена возбуждением между компонентами среды, а также геометрией световых пучков. Анализируются возможности приближенного описания насыщения усиления в среде с диффузией с помощью эффективного параметра насыщения. Получены формулы для расчета генерируемой мощности в различных условиях взаимодействия активной среды с полем излучения.
В третьей главе теоретически и экспериментально исследовано влияние конечной скорости вращательного обмена на характеристики насыщения молекулярной среды. Проанализированы искажения
распределения усиления по колебательно-вращательным переходам под действием стационарного насыщающего поля, резонансного одному из них» Показано, что применительно к условиям стационарной генерации модель сильных столкновений и "диффузионная" модель вращательной релаксации дают близкие количественные результаты. Дается описание экспериментальной установки, позволяющей методом зондирования находить величины насыщенных и ненасыщенных коэффициентов усиления на различных колебательно--вращательных переходах, и приводятся результаты экспериментального исследования распределений усиления, которые сравниваются с расчетом,
В четвертой главе проанализирована сравнительная эффективность съема энергии основными типами колебаний TEMqq и EHj-j- и модами высших порядков в средах с однородным и бееселевеким радиальными распределениями накачки при наличии и отсутствии диффузии. Развита расчетная методика оптимизации параметров лазерного резонатора (радиусов кривизны зеркал, определяющих эффективный размер сечения пучка, коэффициента пропускания выходного зеркала) для пространственно неоднородным сред с диффузией, В этой же главе приводятся результаты экспериментов, выполненных на созданной установке с целью исследования влияния диффузии на характеристики насыщения усиления в газоразрядном С0-лазере низкого давления, которые сопоставляются с полученными расчетными соотношениями.
Наконец, пятая глава посвящена разработке методов диагностики активной среды СС^ лазера по величинам ненасыщенных и насыщенных коэффициентов усиления на различных колебательно--вращательных переходах. Исследована возможность определения колебательных температур СО2 по усилению на перекрывающихся
линиях различных колебательных полос. Приводятся данные экспериментальной апробации методов применительно к типичным условиям генерации газоразрядного СО? лазера.
В приложении описан использованный в настоящей работе способ численного решения неоднородных дифференциальных уравнений второго порядка, основанный на применении разностных схем с дальнейшим решением разностных алгебраических уравнений методом прогонки.
Расчеты характеристик насыщения усиления и мощ ности генерации молекулярных лазеров
Теоретические расчеты мощности излучения молекулярных лазеров основываются на совместном решении уравнений колебательной и вращательной кинетики, теплопроводности и генерации / 12,13 / Для движущихся активных сред к ним добавляются уравнения газодинамики / 34-36 / В общем случае эти уравнения нелинейны и весьма громоздки. Решение их даже при использовании метода квазиравновесных функций распределения / 9-13 /, как правило, может быть получено лишь численными методами. При проведении таких расчетов в качестве исходных параметров обычно задаются состав и давление смеси и скорость возбуждения колебательных уровней молекул. В полном рассмотрении вычисляется и функция распределения электронов по энергиям путем решения кинетического уравнения Больцмана / 12,13 /. На основании указанных данных определяются все характеристики активной среды - поступательная и колебательные температуры, коэффициент усиления и генерируемая мощность.
В качестве примера такого рода расчетов рассмотрим работу / 10 /, в которой выполнен анализ энергетических характеристик электроразрядного С02-лазера с цилиндрической симметрией активной среды. Считалось, что при столкновениях с электронами возбуждаются лишь молекулы А , причем радиальные распределения плотностей электронов и возбужденных молекул С02 и А 2 описываются функцией Бесселя 30 [2}Ь% ) Учитывалась диффузия возбужденных молекул к стенкам трубки. В стационарном случае уравнения баланса записывались для энергий су в единице объема, приходящихся на каждый тип колебаний молекул С02 ( / =1, 2, 3) и А/г ( / = 4)
Здесь 6 ЕК - разность энергий уровней, щ - вероятности обменных процессов, DC0Z - коэффициент диффузии, Л KAii , JS3 - среднее число переносимых при диффузии колебательных квантов. B3l - коэффициент Эйнштейна, 8 - амплитуда поля в центре разрядной трубки, ff(z) - радиальное распределение интенсивности излучения, /?j Hj - вращательная инверсия. Аналогичные выражения записываются для симметричной и деформационной мод С0 и колебаний молекул азота.
Для определения о система уравнений должна быть дополнена еще одним соотношением, устанавливающим связь инверсии в режиме генерации с параметрами резонатора / 10 /. Несмотря на сложности этой системы уравнений, авторам удалось найти ее решение в предположении, что температура газа и заселенность нижнего лазерного уровня остаются теми же, что и в отсутствии генерации. Результаты вычислений мощности генерации конкретного С02 лазера качественно соответствовали наблюдаемым экспериментально зависимостям, однако рассчитанные значения мощности в несколько раз превышали измеренные. Это вполне объяснимо принятыми допущениями, которые использовались при решении уравнений балансами неопределенностью в знании вероятностей процессов.
Таким образом, полный расчет энергетических характеристик газовых лазеров в приближении кинетических уравнений включает как анализ процессов, приводящих к образованию инверсии в активной среде, так и процессов взаимодействия среды с излучением, т.е. генерации в резонаторе. В такой общей постановке задача, естественно, чрезвычайно сложна и согласие с экспериментальными данными зачастую оказывается весьма грубым, что объясняется недостаточной точностью и достоверностью известных в настоящее время значений скоростей элементарных процессов. Это обстоятельство в известной степени снижает практическую ценность такого рода расчетов, С другой стороны, численное решение сложных систем уравнений, как правило, не позволяет выявить физические закономерности процессов генерации.
На практике часто возникает другая задача, связанная с определением оптимальных условий съема энергии с активной среды с известными характеристиками. В таком случае из рассмотрения могут быть исключены все вопросы, связанные с "приготовлением" активной среды, такие как оптимизация состава и давление смеси, анализ эффективности "накачки" и т.п. Это позволяет упростить задачу и в более общем виде исследовать закономерности взаимодействия активной среды с излучением. При этом активная среда характеризуется заданными значениями ряда параметров -начальными наседенностями рабочих уровней, скоростями накачки и распада, шириной линии перехода и т.п. Эти величины определяют начальный (ненасыщенный) коэффициент усиления и позволяют рассчитать характеристики насыщения, включая параметр насыщения. Данный подход, впервые примененный для расчетов мощности генерации лазерных устройств в / 14,37 /, продолжает использоваться и в настоящее время / 38,39 /.
Модель ограниченной неоднородной среды, взаимодействующей с пучком кругового сечения
В настоящем параграфе рассматривается ограниченная "одноуровневая" среда с бесселевским радиальным профилем накачки. Решение уравнения (2.10) при )-Щ30(рУЛ и граничном условии ft[R)- 0 с учетом (2.2) дается выражениями:
Анализ формул (2.15)-(2,17) показывает, что распределение ЛМ в данном случае зависит от соотношения размеров пучка, активной среды и характерной длины диффузии, В отсутствие поля или при полном заполнении лазерной трубки излучением коэффициента А , В. обращаются в нуль, и распределение П.[ї\ описывается функцией Бесселя. Для среднего по сечению пучка КУ и мощности Р имеем выражения
Кривые насыщения усиления представлены на рис.2.2,б. Для каждой из приведенных на рис.2.2,б кривых величина Q соответствует максимальному отклонению от линейной зависимости (1.8) Наиболь-шие отличия обнаруживает кривая, для которой R"" , Q = I (случай неограниченной среды). При уменьшении К характер насыщения усиления приближается к однородному, В пре-дельных случаях бесконечно медленной ( К - &о t Q оО ) и бесконечно быстрой ( R 0 , С1 0 ) диффузии, а также при полном заполнении активной среды излучением ( К— О ), имеет место однородный характер насыщения усиления. Величина эффективного параметра насыщения равна
Для обычно используемых в газовых лазерах активных сред $ 25 1 и выражение для величины Н , вследствие быстрого убывания функций Макдональда с увеличением аргумента, можно упростить, В этом случае для вычисления bfs можно пользоваться приближенной формулой
При максимальном заполнении среды излучением, вследствие однородного характера насыщения, параметр насыщения определяется точно и оказывается равным
На рис.2.2 представлены графики зависимостей величины параметра насыщения Wf 1\/ от нормированного поперечного размера пучка Q , построенные по соотношениям (2.9), (2.14), (2.19) и (2.21). Видно, что Щ ) у сильно зависит от U , т.е. от длины диффузии. При О 2,4 параметр насыщения максимален для ограниченной среды в случае полного заполнения ее излуче-нием. Увеличение размеров среды при фиксированном Q приводит к уменьшению 2с/у . В случае (X 2,4, наоборот, параметр насыщения больше для неограниченных сред. Это объясняется конкуренцией процессов "ухода" возбужденных частиц на стенки А» и "затягивания" в область поля. Для Q 2,4 второй механизм действует эффективнее, и значения wi в неограниченной среде превышают соответствующие величины параметра насыщения в ограниченных средах. Переход к случаю плоского пучка влечет за собой значительное снижение величины
Приведенные данные показывают, что при расчетах энергетических характеристик активных сред газовых лазеров приближенный учет диффузии можно осуществить путем введения эффективной скорости релаксации за счет диффузии %ъ , величина которой существенно зависит от геометрии пучка и среды. Приведенные соотношения позволяют конкретизировать выбор величины Ур . Формально полагая аС -& /X где R a эффективная накачка, а X Х+ХЪ эффективная скорость релаксации и приближенно заменяя характеристику насыщения линейной зависимостью, получаем выражение для скорости релаксации за счет диффузии X M/S - У . Например в случае плоского пучка в неограниченной среде она равна = G iffl и возрастает с увеличением Z) и У . Влияние диффузии проявляется и в изменении эффективной накачки, что не всегда учитывается / 20 /
Экспериментальное исследование распределения усиления по вращательным линиям в генерирующем С02-лазере
Система регистрации сигнала включала в себя электромеханический модулятор (15), прерывавший зондирующий пучок с заданной частотой, дифракционного спектрометра (17), приемника ИК-излучения (18), резонансного усилителя У2-6(19) и двух-лучевого осциллографа СІ-І7 (20), При необходимости для увеличения отношения сигнал/шум использовалась схема синхронного детектирования сигнала, В этом случае выходное напряжение усилителя У2-6 направлялось на синхронный детектор В9-2, на другой вход которого подавался усиленный сигнал дополнительного источника света. Этот сигнал прерывался модулятором (15) синхронно с зондирующим лучом. Модулятор (23) служил для прерывания генерации в резонаторе исследуемого лазера, дифракционный спектрометр (17) был собран на основе монохроматора ИКС-2І, в котором вместо зеркала Литтрова устанавливалась дифракционная решетка. Градуировка спектрометра осуществлялась по дифракционным максимумам высокого порядка излучения Не-Не лазера.
Для контроля стабильности мощностей генерации исследуемого и зондирующего лазеров использовались дополнительные приемни ки излучения (21,22), Контрольные сигналы выводились соответственно пластинкой (10) и решеткой (3) (в нулевой порядок). В качестве приемников излучения использовались фотосопротивления типа "Свод". Для измерения абсолютного значения выходной мощности исследуемого лазера приемник (22) с необходимым набором ослабляющих фильтров был проградуирован с помощью измерителя мощности ИМО-2.
При необходимости варьирования внутренней мощности исследуемого лазера без изменения параметров пучка в его резонатор между решеткой (3) и модулятором (15) вносились две дополнительные пластинки из /VQCI . Пластинки крепились на специальном поворотном столике, с помощью которого обеспечивалось согласованное вращение пластин. Величина внутренней мощности исследуемого лазера определялась по значению выходной мощности и известным коэффициентам отражения решетки (3) в нулевой и первый порядки. С этой целью предварительно на специальном стенде были измерены указанные коэффициенты отражения. Для использовавшихся дифракционных решеток, выполненных на подложке из сплава 32 ЩД, с золотым покрытием и параметрами: 100 штр/мм, угол блеска 30, они оказались равными: в первый порядок - 91%, в нулевой порядок - 8%.
Электропитание газоразрядных трубок (1,2) осуществлялось типовыми высоковольтными выпрямителями от лазеров ЛГ-22. Возбуждение достаточно длиной исследуемой кюветы (I) производилось одним выпрямителем, для чего она была разделена на два плеча с общим катодом и двумя анодами. Совместное возбуждение плеч обеспечивалось предварительным подбором величин балластных сопротивлений, которые составляли 194 кОм и 182 кОм.
Для стабилизации величины разрядного тока и мощности излучения лазеров использовались двойные "Т"-образные КС-фильтры, включаемые в цепь питания трубки, С помощью таких фильтров удалось существенно улучшить характеристики заводских приборов. Схема фильтра, характеристика полосы пропускания и основные расчетные параметры приведены на рис,3.5, Точная настройка фильтров для подавления модуляций на частоте f0 = 100 Гц проводилась путем подбора сопротивлений Rj - 3Rg и включения фильтра в цепь звукового генератора. Фильтры обеспечивали подавление паразитных колебаний выпрямленного тока на частоте 100 Гц до величины порядка 1%, Флуктуации мощности излучения при оптимальных токах разряда не превышали этой величины (см.рис.3.6).
Кроме этого были приняты специальные меры для повышения механической стабильности установки, С этой целью последняя размещалась на едином массивном ошвиллере, установленном на амортизирующих прокладках, дифракционные решетки и зеркала резонаторов крепились с помощью специально изготовленных мощных оправок, отцентрованных по поворотным осям.
Система напуска газов обеспечивала как раздельную, так и совместную подачу газов СО?, 3 и Не в исследуемую кювеху (I) и измерение давления с точностью не хуже 0,2 Тора. Смешение газов производилось в отдельном смесительном баллоне. Эксперименты выполнялись с газами технической чистоты. Необходимо отметить, что усилительные свойства активной среды несколько изменялись при смене баллона с углекислым газом. Видимо, в основном это связано с неконтролируемыми количествами Н20, имеющимися в газах технической чистоты.
Экспериментальное исследование характеристик насыщения в СО? лазере и сопоставление их с теоретическими зависимостями
Экспериментальное исследование характеристик насыщения проводилось на установке, схема которой приведена на рис.3.4. Измерения насыщенных и ненасыщенных КУ выполнялись при возбуждении в резонаторе лазера основного типа колебаний TEMQQ для различных плотностей внутренней мощности. В ходе экспериментов варьировались давление и состав активной среды.
Типичные экспериментальные результаты для смеси СС :! :! = 2:1:6 представлены на рис.4.3. В этом случае исследуемый лазер генерировал на линии Р(20) перехода 001 - 100, а измерения КУ осуществлялись на линии Р(18) того же перехода. Как видно, с хорошей точностью возрастание плотности внутренней мощ - 134 ности влечет за собой линейное увеличение степени насыщения У — % . Полученная экспериментальная зависимость показывает, что в типичных условиях генерации СС 2 лазера при не слишком высоких степенях насыщения активной среды с хорошим приближением справедлива закономерность насыщения усиления (1.8). Аналогичные экспериментальные результаты, подтверждающие близость к линейной зависимости степени насыщения от плотности внутренней мощности, были получены при других составах рабочей смеси.
Экспериментальное значение эффективной интенсивности насыщения Js может быть найдено по наклону графиков на рис.4.3 на основе выражения (1.7). Определенные этим способом величины ин-тенсивностей насыщения в зависимости от общего давления среды показаны на рис.4.4. На этом же рисунке приведены результаты расчета величины Js с учетом и без учета диффузии. Оценки показывают, что в используемой смеси 002:1 :Не = 2:1:6 скорость релаксации нижнего лазерного уровня СО2 значительно больше, чем верхнего У2 20 и вычисления Js могут выполняться на основе "одноуровневой" модели. Вместе с тем расчетные значения скоростей релаксации колебательных уровней в смеси газов технической чистоты, возбуждаемой током разряда, не являются надежными и, вследствии неконтролируемых добавок различных примесей, в особенности HgO, могут быть сильно заниженными. Используемая в дальнейших расчетах величина 0i , определялась по экспериментальному значению Js = 66 Вт/см2 при давлении р = 10,5 Тор в предположении пренебрежимо малого вклада, обусловленного влиянием диффузии. Значения И при других давлениях смеси восстанавливались исходя из линейной зависимости скорости столкновительной релаксации от давления. Коэффициент диффузии Z) определялся по формуле (1.23) для температуры активной среды Т = 400 К. Эквивалентный радиус пучка Q0 находил - 135 №
Зависимость интенсивности насщения Js от суммарного давления смеси» Точки - эксперимент, сплошная линия - расчет по соотношению (2,19), пунктир - величина J , рассчитанная без учета диффузии по формуле (4.9). После этого по выражению (2.19) рассчитывалась величина it/s и определялось значение интенсивности насыщения У - и/ hv/fi . Как видно из рис .4.4, диффузия влияет на величину 7 , обусловливая ее увеличение в области малых давлений. При этом расчетная кривая с удовлетворительной точностью описывает экспериментальные данные.
В используемой нами экспериментальной установке радиус пучка насыщающего излучения был фиксированным. Вместе с тем представляет интерес сравнить с результатами эксперимента полученные в главе П расчетные зависимости величины параметра насыщения от поперечного размера пучка. Прецизионные измерения такого рода выполнены в работах / 20,50 /, подробно описанных в литературном обзоре.
На рис.4.5 точками представлены экспериментальные данные / 20,50 / о величинах и в активной среде СО2 лазера при варьировании радиуса пучка насыщающего излучения. Измерения выполнялись в смесях с различными давлениями и составом при разных радиусах лазерной трубки. На том же рисунке приведены теоретические кривые 1-4, рассчитанные в двухуровневом приближении по формуле (2.53) для значений параметров, приведенных в табл.І.I / 50 / и работе / 20 /. Для удобства сравнения кривые 2-4 нормированы к экспериментальным значениям при О =0,12. Как расчетные, так и экспериментальные данные обнаруживают значительное возрастание величины Js в активной среде COg лазера при уменьшении радиуса пучка, обусловленное влиянием диффузии. Видно, что соотношение (2.53) правильно описывает поведение величины параметра насыщения при варьировании ширины пучка. Результаты вычислений и экспериментальные данные / 20 / согласуются друг с другом с точностью
