Комбинированные окна для газовых лазеров высокой мощности

На основе ранее разработанной математической модели поведения окна лазера мультикиловаттной мощности с неустойчивым резонатором рассмотрен случай двухкомпонентного выходного окна. Двухкомпонентное окно состоит из прозрачного кольцевого поликристаллического алмаза и центральной непрозрачной области, разделенных пластичной вакуумирующей прокладкой. Для снижения тепловой нагрузки центральная непрозрачная часть снабжена криоаккумулятором. Проведены численные расчёты термомеханических процессов для таких окон, используемых в мощных CO$_{2}$-лазерах. Математическая модель, использованная для вычислений, состоит из трёх частей – теплофизической, механической и оптической. Продемонстрированы преимущества использования двухкомпонентной конструкции с криоаккумулятором в условиях функционирования газового лазера в мультикиловаттном диапазоне мощностей. Получены зависимости максимально допустимой мощности выходного излучения, распределения температур и механических напряжений от толщины окна. Рассмотрены условия, при которых такое выходное окно должно не только успешно выдерживать испытываемые экстремальные лучевые нагрузки, но и обеспечивать минимально возможную расходимость исходящего излучения.