ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Управление параметрами лазерных пучков из "Лазеры на динамических решетках " Решение было найдено на основе идей голографии, а точнее — полного равноправия объектной и референтной волн в процессе записи и считьша-ния голограммы [45]. В случае пучков со стационарными характеристиками возможно использование обычных (статических) голограмм, а коррекция волнового фронта осуществляется в два этапа 1) запись на голограмме-корректоре картины интерференции исходного (объектного) пучка и опорного пучка с требуемым волновым фронтом 2) считьшание голограммы-корректора объектным пучком, который, дифрагируя на ней, преобразуется с высокой эффективностью в опорный, чем и достигается его коррекция. В работах [45, 46] такая схема была реализована для простых и сложных мод Не-Ые-лазера. [c.234] При очевидных достоинствах двухпучковой схемы коррекции ее слабым местом оставалась чувствительность к оптическим несовершенствам нелинейного элемента, которые искажают волновые фронты обоих пучков и поэтому не исключаются в процессе их вэаимодействия. Для устранения этого недостатка была предложена гибридная схема, сочетающая прямой энергообмен и фазовое сопряжение по встречной четырехпз овой схеме (рис. 7.11) [53]. [c.236] Пусть хороший сигнальный пучок Ец (I) и шюхой пучок накачки Е (0) направляются на противоположные грани оптически несовершенного нелинейного элемента толщиной I. Подбираются такие условия, чтобы эффективно записывались только пропускающие решетки ( 2.1). Поэтому встречные пучки E (0) и 4 (/) не взаимодействуют. Прошедший сквозь элемент искаженный сигнальный пучок е ц (0) накачивает пассивное обращающее зеркало ПОЗ, которое генерирует сопряженный пучок з(0) Е ц (0). В результате для него на обратном проходе компенсируются внесенные элементом искажения. В то же время дополнительные фазовые искажения пучка накачки не опасны, так как они не перекачиваются в усиленный обращенный пучок Е% 1) из-за нелокальности отклика. [c.236] Экспериментальная проверка схемы была осуществлена при двух-nj KOBOM энергообмене излучения Аг -лазера (488 нм) на кристалле SBN. Обращенный пучок генерировался пассивным обращающим зеркалом на кристалле ВаТЮз (Лрс 14%). Оптические неоднородности SBN моделировались двумя травлеными стеклянными штастинками, помещенными соответственно на пути Е (0) и Е (/). Было показано, что расходимость усиленного пучка Е1 1) практически такая же, как и без искажающих пластинок. Небольшие остаточные искажения были связаны с пространственно неоднородными потерями на рассеяние и поглощение света в нелинейных кристаллах, которые являются необратимыми и вследствие этого не компенсируются. Количественные измерения показали, что усиление Е1 (/) падает с 20 до 10 раз при внесении искажений. Общая эффективность составляла т = 4 3,3 1,5 % для случаев отсутствия искажений, искажения только пучка накачки и обоих пучков соответственно. [c.236] Энергетически наиболее выгодна схема двухпучкового знергообмена с однонаправленным кольцевым ФРК-лазером на кристалле с нелокальной нелинейностью (см. рис. 4.1). Ключевым элементом является диафрагма в резонаторе, предназначенная для устойчивой генерации только ТЕМоо МОДЫ при любой структуре пучка накачки, чем и обеспечивается качество коррекции. Задача, которую остается решить, — получение высокой эффективности преобразования. В модельном эксперименте пучок Аг -лазера (514,5 нм, 50 мВт, диаметр 1,5 мм, расходимость 0,5 мрад) проходил травленые пластинки, увеличивал свою расходимость до 50 мрад и накачивал кольцевой однонаправленный ФРК-лазер на ВаТЮз с диафрагмой 0,4 мм в резонаторе длиной Z, = 40 см (Л р = 0,2). Генерируемый пучок имел дифракционную расходимость 1,15 мрад, а эффективность преобразования составляла г] = 15 % при оптимальной прозрачности выходного зеркала Т 0,8. По-видимому, т может быть еще выше, если обеспечить лучшее пространственное согласование пучков накачки и генерации в кристалле (в эксперименте сечения пучков накачки и генерации имели диаметр 1,15 и 0,4 мм соответственно, т.е. различались по площади почти на порядок). [c.237] Для наилучшей коррекции волнового фронта этим методом следует с помощью подстройки длины резонатора обеспечить вырожденную генерацию, так-как при невырожденном смешении волн наряду с перекачкой энергии будет происходить и нежелательная перекачка фазы. Наконец, диафрагму следует располагать между кристаллом и выходным зеркалом по ходу пучка генерации, чтобы максимально исключить влияние оптических неоднородностей нелинейного элемента. [c.237] Несмотря на нежелательную перекачку фаз при четырехволновом смешении в средах с локальным откликом, коррекция волнового фронта методами динамической голографии возможна и в этом случае при соблюдении ряда предосторожностей [55, 56]. [c.238] В ряде случаев возникает задача не усиления, а нелинейного ослабления либо ограничения по интенсивности лазерных пучков. Процессы четырехволнового смешения и здесь открывают интересные возможности [14]. [c.238] Таким образом, подбирая время релаксации То нелинейной среды с нелокальным откликом, можно сглаживать временные вариации лазерных пучков не за счет нелинейного ограничения их мощности, как это обычно делается, а за счет очистки спектра в интервале Дсо 27г7 о. При этом высокочастотная часть спектра, определяющая его длину когерентности и др. (область частот 10 — 10 Гц для непрерывных лазеров), естественно, остается неизменной. [c.239] В эксперименте кристалл BaTiOj накачивался Аг -лазером (488 нм) и перестраиваемым Аг -лазером, который генерировал на одной из пяти спектральньк линий в интервале 458—5.14,5 нм, либо, Не—Ые-лазером (632,8 нм). Для ф = 173° угол отклонения луча составил 5,7 при ДХ = = 175 нм. Эффективность генерации достигала 10% для 632,8 нм и 50-90 % для линий Ar -лазера. Сочетая угловое отклонение с пространственной модуляцией пучков, можно увеличить информационную емкость систем оптической памяти. [c.240] Главной проблемой при достижении предельного усиления является борьба с паразитным рассеянием взаимодействующих пучков на элементах схемы и особенно на поверхностях нелинейного элемента, которое усили-вается с тем же инкрементом, что и сигнал. [c.240] Проведем численные оценки ограничений на толщину кристалла и длину резонатора для двух значений д ш- При a nin Ю (50) мкм и X = 500 нм для кристалла ВаТЮз (п = 2,4) I 0,05 ( 20) мм и 2 0,5 (12,5) мм. Таким образом, реально разрешимые детали в изображении, сфокусированном в ФРК, не меньше Дщin 50 мкм (пространственная частота 10 лин/мм) при I L 12,5 мм. Именно в таком резонаторе, реализованном в [70], разрешались области с ат п 75 мкм. Удалось так сбалансировать интенсивности пучков накачки и стирания, чтобы при средней яркости изображения в 10 отн.ед. области с яркостью в 1—2,5 отн.ед. еще не подавляли генерации, а при яркости 5 отн.ед. и выше генерация уже не возникала. [c.243] Вернуться к основной статье