ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Спектр излучения оптических квантовых генераторов из "Оптика " В предыдущих параграфах, посвященных описанию принципа действия и конкретных схем лазеров, основное внимание концентрировалось на энергетической стороне дела, а именно, на методах образования достаточно большой инверсной заселенности и на усилении поля в активной среде. Существенную роль при этом играл резонатор, зеркала которого отражали падающий на них свет в активную среду и тем самым способствовали достижению порога генерации. Однако, помимо указанной функции, резонатор выполняет и другую — формирует пространственно когерентное и монохроматическое излучение. [c.794] Полученный результат совпадает с соотношением (225.3). Напомним, что коэффициент усиления зависит от амплитуды поля. Поэтому (228.1) следует рассматривать как уравнение для амплитуды. Таким образом, принцип цикличности может служить основой для вычисления стационарной мощности генерации. [c.796] В отношении фазы волны требование принципа цикличности означает, что суммарное изменение фазы, возникающее за один цикл, должно быть кратным 2л, т. е. [c.796] Волновое число, длина волны и частота снабжены индексом q, чтобы подчеркнуть очень важное обстоятельство, а именно оптический квантовый генератор может создавать монохроматическое поле не с произвольной частотой, но лишь с дискретным набором частот ) (если, разумеется, фиксированы его длина L и показатель преломления среды). [c.796] Согласно (228.3) на длине L укладывается целое число полуволн, т. е. равенство (228.3) совпадает с условием максимума интенсивности в интерференционной картине, создаваемой в интерферометре Фабри-Перо. Такое совпадение неудивительно, поскольку условие цикличности для фазы означает синфазность волн, прошедших любое число циклов, а это же условие определяет и максимумы интерференционной картины (см. 30). [c.797] Если усиление в среде компенсирует потери при отражениях, т. е. г ехр [a(oj)L] = 1, то при выполнении интерференционного условия интенсивность обращается в бесконечность. Последнее означает бесконечную спектральную плотность излучения для частот, задаваемых (228.3), т. е. генерацию монохроматических излучений с указанными частотами. Полная же интенсивность определяется эффектом насыщения и находится из условия a( o)L = = —In г, что было уже выяснено в 225. [c.798] Таким образом, разобранный пример позволяет следующим образом интерпретировать необходимость выполнения фазовых условий. Если условия (228.2) не выполняется, то вторичные волны, будучи одинаковыми по амплитуде, но не синфазными, полностью гасят друг друга. Только строгая синфазность бесконечного числа вторичных волн с равными амплитудами обеспечивает их сложение по амплитуде и отсутствие взаимного гащения. [c.798] Если U) — о Асо, то возможна генерация только для одной частоты. [c.799] Переход от одного режима к другому достигается изменением величины инверсной заселенности уровней. [c.799] Очень широкий спектр генерации лазера на красителе изображен на рис. 40.23, а (см. 230). Этот спектр получен на приборе с малой разрешающей силой, и его монохроматические компоненты не разрешаются (светлые линии на спектре соответствуют полосам поглощения воздуха). Однако при достаточном разрешении они наблюдаются, и их число составляет около 10 . [c.799] Из сказанного следует, что в случае импульсных лазеров спектральная ширина компонент в спектре их излучения никак не меньше величины, обратной длительности импульса. Для лазеров с модулированной добротностью, например, Т х 10 с, и бсо не менее 10 . [c.800] Помимо технических, существуют так называемые естественные причины уширения линий излучения квантовых генераторов, а именно броуновское движение зеркал и спонтанное испускание активной среды. Как показывают опыты и расчеты, спектральная ширина, определяемая естественными причинами, составляет 10 — 10 с , т. е. фантастически малую величину. [c.801] Вернуться к основной статье