Расчет скорости и порога тепловой волны поглощения лазерного излучения в волоконном световоде

На основе нестационарного одномерного уравнения теплопроводности с учетом эффективного теплоотвода исследована тепловая волна поглощения лазерного излучения в сердцевине лазерного световода. Вычислены скорости распространения волны как функции интенсивности лазерного излучения, а также пороговые интенсивности, при которых возникает волна прогрева. Показано, что скорость волны при больших интенсивностях хорошо описывается известной из теории горения формулой и пропорциональна квадратному корню из интенсивности излучения. Предложены простые формулы, описывающие зависимость пороговой интенсивности от эффективного радиуса охлаждения, а также зависимость скорости волны от интенсивности излучения (включая припороговую область). Пороговые интенсивности лазерного излучения, полученные в расчетах, примерно вдвое превышают интенсивности, которые необходимы для выполнения равенства вводимой в элемент волокна мощности эффективной мощности теплоотвода из него. Найденные зависимости скорости волны от интенсивности света и пороговые интенсивности согласуются с имеющимися экспериментальными данными.