Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Топ:
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Интересное:
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Дисциплины:
2018-01-30 | 193 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Одним из основных элементов лазера наряду с активной средой и системой ее возбуждения является резонатор. На многие характеристики генерируемого излучения значительное влияние оказывают именно свойства резонаторной системы, в которую помещена активная среда лазера.
Применительно к лазерным резонаторам термин «резонанс» предполагает нарастание амплитуды электромагнитных волн вследствие многократного их отражения от некоторых отражающих поверхностей. Само название резонатор показывает, что вынужденное излучение, распространяющееся в противоположных направлениях в виде бегущих волн, резонирует в нем, образуя стоячие волны.
Наиболее распространенный метод реализации режима работы лазера с одной продольной модой состоит в использовании коротких резонаторов так, чтобы усиливалась одна продольная мода. Другой метод заключается в применении составных концевых зеркал, с помощью которых создаются два резонатора разной длины, а лазер работает на частоте, резонансной для обоих резонаторов.
В некоторых лазерах, например в He-Ne, СО2-лазерах, лазерах на органических красителях, активные среды обладают усиливающими свойствами на нескольких энергетических переходах, т. е. для них возможна одновременная генерация на нескольких заметно различающихся длинах волн. В этих случаях при необходимости перестройки и сужения спектра генерации в резонатор лазера могут вводиться специальные спектрально-селективные элементы. В качестве таких селекторов применяют зеркала с нанесенными спектральными покрытиями или светофильтры, клиновые и плоскопараллельные интерферометры Фабри-Перо, дифракционные решетки, дисперсионные призмы и некоторые другие устройства.
|
Для эффективной спектральной селекции в лазерахиспользуются брэгговские зеркала (иначе называемые распределенными диэлектрическими отражателями), представляющие собой набор ультратонких, от нескольких десятков до сотен нанометров, слоев из прозрачных материалов с периодически меняющимся показателем преломления.
Оптические толщины слоев подбираются таким образом, чтобы при падении света на такую структуру возникающая интерференция для отраженных от границ раздела сред лучей приводила бы к их взаимному усилению. В результате в определенном диапазоне длин волн такая многослойная структура начинает очень эффективно (с коэффициентом 100%) отражать свет, несмотря на то, что каждый ее слой в отдельности прозрачен.
Наиболее часто используется конструкция в виде четвертьволнового зеркала, где толщина каждого оптического слоя соответствует четверти длины волны, для которой разработано зеркало. Последнее условие работает для нормальных углов падения (90°). Для больших углов падения необходимы более толстые слои.
Лазер, генерирующий излучение на одной продольной моде, называют одночастотным, хотя, как правило, такое определение дается в случае использования специальных конструкций резонаторов с частотными фильтрами, полоса которых много уже ширины спектральной линии лазера.
К числу одночастотных лазеров относятся:
1) некоторые маломощные лазерные диоды. Одномодовый режим генерации в них часто достигается с помощью распределенной обратной связи или распределенных брэгговских отражателей. Типичные ширины линий могут находиться в области мегагерц. Переход к лазерам с внешним резонатором и введение фильтров из объемных брэгговских решеток или удлинение резонатора с помощью одномодового волокна, имеющего узкую полосу пропускания волоконной брэгговской решетки, позволяет уменьшить ширину линии до нескольких килогерц;
2) специальные виды волоконных лазеров для работы в одночастотном режиме. Некоторые из них основаны на однонаправленности петлевого резонатора, другие – на линейности резонаторов и очень коротких (сильно легированных) волокнах. В любом случае обычно используется, по крайней мере, одна волоконная брэгговская решетка. Очень узкие ширины линий в несколько килогерц могут быть достигнуты (в частности, с системами, имеющими несколько резонаторов), в то время как выходная мощность колеблется от нескольких милливатт до нескольких ватт, а в сочетании с одночастотным волоконным усилителем достигает еще больших значений;
|
3) большинство твердотельных лазеров с диодной накачкой не могут работать в одномодовом режиме, это часто достигается с помощью однонаправленной петлевой конструкции лазерного резонатора, часто с внутрирезона- торным фильтром, а иногда и с техникой в режиме скрученной моды (с круговой поляризацией излучения в резонаторе лазера). Выходная мощность может достигать уровня нескольких ватт, а ширина линии находится в пределах несколько килогерц;
4) одночастотная генерация может быть легко получена в гелий-неоновом лазере, если резонатор лазера достаточно короткий (порядка 20 см), так как ширина полосы усиления достаточно мала.
Вопросы к практическому занятию 3.1:
1. Какова связь между шириной спектральной линии излучения и продольными модами резонатора?
2. Как можно управлять количеством продольных мод резонатора?
3. Какой лазер называется одночастотным?
4. Чем определятся наличие поперечных мод лазерного излучения?
5. Что такое параксиальные лучи и где это понятие используется?
6. В чем заключаются достоинства и недостатки: а) устойчивых резонаторов; б) неустойчивых резонаторов?
7. Какие потери в резонаторе относятся к «общим потерям»?
|
|
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!