Численное исследование эффективности генерации СО-лазера на обертонных или основных переходах в зависимости от ширины спектра генерации

Для моделирования СО-лазера на смеси CO–N₂ развита численная модель с учетом процессов многоквантового колебательно-колебательного обмена. Теоретически исследованы энергетические характеристики СО-лазера, работающего либо на обертонных, либо на основных переходах, в зависимости от числа колебательно-вращательных переходов, попадающих в полосу селективного резонатора. Особое внимание уделено прогнозу эффективности узкополосной генерации (на одном, трëх и пяти переходах) в зависимости от положения центра спектрального окна фильтра и добротности резонатора. Показано, что использование приближения одноквантового колебательно-колебательного обмена вносит большую ошибку в расчëт характеристик СО-лазера с узкополосным фильтром (1–5 переходов). Изучен закон роста энергии генерации с увеличением ширины полосы (от одного до 35 переходов) спектрального фильтра, центральная частота которого соответствует переходам 23→22 для основной полосы и 24→22 для обертона. Показано, что уже при генерации на пяти соседних переходах выходная энергия превышает 50% от значений, достижимых в режиме свободной генерации.