ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Потери энергии в резонаторе из "Открытые оптические резонаторы Некоторые вопросы теории и расчета " Потери энергии в резонаторе обусловлены различными физическими причинами. Часть энергии возбуждаемых колебаний выводится из резонатора во внешнее пространство в виде направленного пучка излучения. Доля выводимой энергии характеризуется коэффициентом связи т. В простейшем случае вывода энергии с помощью полупрозрачного отражателя (рис. 1.2,а) коэффициент связи равен коэффициенту пропускания этого оптического элемента. [c.16] Виды потерь, не связанные с полезным выводом энергии, называют диссипативными. К таким потерям можно отнести неизбежное поглощение и рассеяние на образующих резонатор оптических элементах. Если рассматриваемая резонаторная полость связана с другими, то возможен обмен энергией между ними. Это явление можно характеризовать коэффициентом взаимной связи между полостями резонатора. В отличие от других видов потерь этот коэффициент может иметь разный знак в зависимости от амплитудно-фазовых соотношений в связанных полостях. [c.16] Френелевские потери могут существенно ухудшить характеристики генерации. В газовых лазерах, где усиление в активной среде часто мало, а торцевая пластинка содержит две преломляющие грани, френелевские потери делают невозможной генерацию на большинстве переходов. Для борьбы с френелевскими потерями часто применяют просветление оптических поверхностей. Другим способом борьбы с френелевскими потерями является так называемое брюстеровское расположение торцевых граней активного элемента. [c.17] Такое расположение торцевых граней используется в твердотельных и в газовых лазерах (рис. 1.5). В последнем случае торцевые грани газоразрядных трубок выполняют в виде брюстеровских окон. Резонатор, содержащий брюстеровские грани, оказывается амплитудно-анизотропным. Собственные типы колебаний отличающиеся азимутом линейной поляризации, характеризуются различными потерями. [c.18] При подстановке б в градусах формула (1.8) дает величину френелевских потерь на грани в процентах с относительной погрешностью не хуже 1% при б 10°. Для удобства практических расчетов на рис. 1.6 приведены зависимости А(п) и В п), Если нормали к различным брюстеровским граням не лежат в одной плоскости, то собственные состояния поляризации искажаются, что также приводит к дополнительным поляризационным потерям (см. гл. 7). [c.18] На внутренних оптических поверхностях резонатора возникает рассеяние на микрорельефе. Этот вид потерь связан с классом чистоты оптической обработай поверхности улучшение чистоты обработки приводит к резкому снижению потерь на рассеяние. Кроме того, в газовых лазерах суще-ствуют потери в толще материала брюстеровских пластинок. Как известно, эти потери зависят от материала и технологии изготовления пластинки [100, 101]. [c.19] При прохождении излучения через активную среду в твердотельных и полупроводниковых лазерах часть излучения рассеивается на оптических неоднородностях. Эти потери являются распределенными и нарастают с увеличением длины активного элемента. Конструкция лазера может включать в себя дополнительные модуляторы, дефлекторы, дисперсионные элементы, вводимые в резонатор. Введение дополнительных элементов в резонатор, естественно, приводит к увеличению потерь. [c.20] Существенную роль в технике открытых оптических резонаторов играют дифракционные потери. Любой реальный резонатор содержит те или иные элементы, которые ограничивают его поперечный размер. Такими ограничивающими элементами могут оказаться оправы зеркал, апертура активного элемента или специальные диафрагмы. Излучение последовательно проходит через ограничивающие элементы при этом вследствие дифракционного взаимодействия с диафрагмами и отражения от сферических зеркал в каждом плече резонатора устанавливается конечная угловая апертура волны. Часть волнового фронта экранируется последующим ограничивающим элементом, что приводит к потерям энергии. [c.20] Величина дифракционных потерь на каждом участке резонатора определяется параметром Френеля и формой волнового фронта. Уменьшение числа Френеля связано с возрастанием роли волновых эффектов и, в частности, приводит к увеличению дифракционных потерь. Кроме того, величина потерь, естественно, зависит от поперечного распределения амплитуды резонансной волны, и, таким образом, различным поперечным модам соответствуют разные дифракционные потери. В системе центрированных диафрагм модам высшего порядка соответствует большая величина дифракционных потерь. Расчет коэффициента дифракционных потерь является одной из основных задач теории оптических резонаторов и подробно рассматривается в гл. 3. [c.20] В неустойчивых резонаторах основную долю потерь обычно составляет апертурный вывод энергии из резонатора. Этот вывод энергии может использоваться как полезный эффект, но он принципиально присуп , любому неустойчивому резонатору. [c.20] Следует особо отметить, что в сложных резонаторах, включающих несколько связанных полостей, величины суммарного коэффициента потерь и коэффициента обратной связи определяются не только энергетическими, но и фазовыми характеристиками резонаторных волн. [c.21] Вернуться к основной статье