Генерация линейных элементов

Коэффициенты генерации второй гармоники (элементы тензора rf ) нелинейных кристаллов приведены в табл. 33.18. Элементы тензора связаны с линейными оптическими восприимчивостями сред через тензор третьего ранга 6 (тензор Миллера) . [c.878]

В некоторый момент времени to, когда инверсная населенность (и соответственно коэффициент усиления) активной среды достигают заданных значений A/ po( o), потери резонатора резко уменьшаются до минимальных, определяемых остаточными потерями элементов и пропусканием выходного зеркала. С этого момента начинается второй этап линейного развития генерации, в течение которого мощность излучение в резонаторе (и на выходе) медленно нарастает практически по линейному закону, начиная со спонтанного уровня. Поскольку в этот период излучение имеет уже вынужденный характер, то происходит формирование его пространственной и спектральной структур. Длительность этапа линейного развития хотя и существенно превосходит длительность последующего импульса излучения, однако значительно-короче характерного времени нарастания инверсной населенности Т, Поэтому инверсная населенность активной среды под дей- ствием источника накачки за это время практически не увеличивается. Также мало изменяется (уменьшается) инверсная населенность под действием поля излучения, поскольку его мощность остается весьма малой. [c.132]

С учетом этих обстоятельств вполне понятной становится приведенная на рис. 2.29 экспериментальная зависимость энергии излучения лазера с пластинчатым активным элементом от мощности накачки (свободная генерация, импульсно-периодический режим, энергия накачки фиксирована, частота следования импульсов переменна) [91]. Активный элемент, представляющий при этом бифокальную цилиндрическую линзу (см. п. 1.3), симметрично располагался между плоскими зеркалами резонатора. По мере увеличения силы термических линз для X- и у-поляризаций в область неустойчивости попадают эквивалентные резонаторы вначале для одной у), а затем и другой (л ) собственной поляризации кривые 4 и 5, соответствующие значениям компоненты А лучевой матрицы эквивалентных резонаторов для собственных поляризаций, выходят за границы области устойчивости (благодаря симметрии резонатора здесь A=jD)- Этим изменениям конфигурации резонатора отвечает и характер поляризации генерируемого излучения в интервале накачек между точками а и 6 излучение линейно поляризовано в х направлении. [c.96]

В предшествующем рассмотрении мы не обращали внимания на особенности, которые могут быть вызваны размещением поглотителя вблизи зеркала с большим коэффициентом отражения. Ряд экспериментальных исследований показал, что расположение узкой кюветы с поглотителем в контакте с глухим зеркалом увеличивает стабильность генерации и способствует укорочению импульсов (см., например, [6.12]). Такое действие тонкого контактного поглотителя обусловлено тем, что падающий на зеркало и отраженный импульсы перекрываются в насыщающемся поглотителе, это позволяет достигать насыщения при меньших интенсивностях или энергиях импульсов и благоприятствует процессу синхронизации мод. Эффекты когерентного перекрытия двух импульсов могут быть использованы особенно эффективно, если такие встречные импульсы распространяются в кольцевом резонаторе и перекрываются в тонком поглотителе [6.6, 6.7, 6.33, 6.37—6.39]. Таким путем к настоящему времени были получены наиболее короткие импульсы длительностью около 50 фс, возбуждаемые в резонаторе лазера (ср. п. 6.3.4). При этом максимальное перекрытие встречных импульсов в поглотителе обеспечивается системой автоматически, так как оно соответствует оптимальным условиям генерации, если только оба импульса одинаково усиливаются активной средой. Последнее обеспечивается таким размещением усилителя и поглотителя, когда расстояние между ними составляет четвертую часть длины резонатора. В этом разделе мы хотим вывести уравнения, описывающие когерентное перекрытие двух встречных импульсов в лазере. Это описание в одинаковой степени должно касаться двух различных ситуаций контактного поглотителя в линейном резонаторе и режима синхронизации мод в лазере с кольцевым резонатором со сталкивающимися импульсами (СРМ) ([6.13, 6.29]). Мы будем считать, что в случае линейного резонатора оптические элементы расположены, как показано на рис. 6.3, при Ua = 0 я оптимальном размещении усилителя в середине резонатора (Ur = Ui). В случае кольцевого СРМ-лазера отраженный луч на модели рис. 6.3 не проходит снова через отдельные элементы, а направляется оптической системой непосредственно к точке 2. При этом расстоя- [c.202]

На линейном этапе развития генерации происходит установление генерации в приосевой области активного элемента в течение нелинейного этапа генерация развивается в поперечном направлении. При увеличении коэффициента усиления активной среды и уменьшении апертуры длительность процесса растекания генерации по поперечному сечению активного элемента уменьшается. [c.350]

При увеличении коэффициента поглощения Иоо увеличивается I а I и, согласно (3.7.50), возрастает начальная плотность инверсной заселенности в активном элементе, при которой начинается процесс генерации. Чем выше указанная плотность инверсной заселенности, тем быстрее развивается процесс генерации на линейном этапе, что приводит к уменьшению длительности этапа. На рис. 3.44 при- [c.368]

Гаситель колебаний 455 Генератор свойств 193 Генерация линейных элементов 397 Гипотеза плоских сечений 366,372 Группа 391 Г радиент ограничений 481 функции 480 [c.533]

Для цилиндрического активного элемента при значительных термодеформациях генерация линейно поляризованного излучения затруднена, что связано со сложной поляризационной структурой собственных мод резонатора. Получение линейно поляризованного [c.239]

Локальность РСМД, т. е. эффективный объем вещества, в котором возбуждается характеристическое рентгеновское излучение, определяется в первую очередь диаметром зонда на образце. При анализе монолитных образцов линейная локальность (диаметр пятна на образце) не может быть лучше 1—2 мкм. Это объясняется тем, что электроны успевают пройти в образце расстояние 1—3 мкм прежде, чем их энергия станет недостаточной для генерации характеристического рентгеновского излучения. Согласно Кастену эффективный размер пятна из-за рассеяния электронов определяется выражением 5 = 0,033( — где Ео и Ек, выраженные в кэВ, соответственно энергия падающих на образец электронов, определяемая заданным ускоряющим напряжением, и энергия возбуждения характеристического рентгеновского излучения элемента с атомным номером Z и атомной массой А- р — плотность образца. Размер пятна существенно зависит от энергии электронов. Так, для чистого алюминия ( и=1,5 кэВ) размер пятна равен 6 мкм при о = 30 кэВ и 1,5 мкм при о = Ю кэВ. Обычно работают при напряжениях в интервале 10—20 кВ. Нецелесообразно уменьшать диаметр зонда до величин, меньших 0,3—0,5 мкм, так как при заданном ускоряющем напряжении пучки меньшего диаметра из-за рассеяния электронов будут возбуждать рентгеновские лучи с той же эффективной площади образца. Количественный РСМД можно проводить при размерах фаз 5 мкм. Минимальный объем частиц в экстракционных репликах, которые удается анализировать на микрозонде, составляет 0,2— 0,3 мкм . На электронном микроскопе-микроанализаторе (ЭММА) в экстракционных репликах или в фольгах определялся состав равномерно распределенных частиц с минималь- [c.146]

В лазере с осесимметричной пространственно неоднородной анизотропией (цилиндрический активный элемент в режиме им-пульсно-периодической накачки) путем изменения параметров резонатора была получена генерация лазера на упомянутых выше поперечно-электрических и поперечно-магнитных модах устойчивых резонаторов [73, 103]. Отметим, что в отличии от моды ТЕМоо с линейной (в общем случае — эллиптической) поляризацией распределения полей низшего порядка аксиальносимметричных поляризаций имеет провал в центре. Это и неудивительно, поскольку такие моды по существу можно рассматривать как суперпозицию надлежащим образом размещенных в резонаторе линейно поляризованных мод ТЕМю (см. рис. 2.24). И хотя в центре активного элемента анизотропия отсутствует (см. рис. 1.13), источником дополнительных потерь для генерации, например линейно поляризованной моды ТЕМоо, заполняющей приосевую область, является именно наличие уже на малых расстояниях от центра активного элемента поляризационной анизотропии фазового характера, характеристики которой (в данном случае — ориентация главных осей) заметно из- [c.97]

Оптическая интерферометрия в спек1ральной области. Идея оптической интерферометрии в спектральной области на основе процессов четырехволнового смешения достаточно прозрачна создать такие условия, чтобы линейные перемещения одного из зеркал лазера на динамических решетках контролируемым образом изменяли частоту его генерации. Необходимым условием зтого является отсутствие в резонаторе нелинейных элементов, полностью обращающих фазу генерационных волн, так как в противном случае генерация остается вырожденной при любом положении обьиных зеркал ( 1.3). Далее, резонатор должен быть кольцевым, так как для линейного резонатора частота генерации нелинейно, а иногда и неоднозначно зависит от расстройки резонатора [10]. [c.217]

Ниже будет показано, что для генерации возможно более коротких импульсов в некоторых случаях целесообразно поместить в резонатор дополнительный оптический элемент (например, стеклянную пластинку), толщина которого выбрана такой, чтобы за счет дисперсии групповой скорости обеспечить максимальную компенсацию чирпа . Подобная дисперсия вызывается и остальными оптическими элементами, суммарное действие которых необходимо учесть. Изменение амплитуды напряженности поля в линейном оптическом элементе с учетом дисперсии групповой скорости описывается уравнением (1.50 ) (при Р =0). Интегрируя это уравнение по z, используя при [c.205]

Таким образом, генерируемые при пассивной синхронизации мод импульсы имеют длительность, на один-два порядка превы-ишющую предельную, определяемую шириной спектра усиления стекла. Такое расширение длительности начальных флуктуа-циопных выбросов происходит на линейном этапе развития генерации до просветления затвора и обусловлено дисперсией показателя преломления активной среды и других внутрирезонаторных элементов, а также дисперсией коэффициента усиления. Дисперсия показателя преломления с1п1с1(й приводит к временному расплыванию ультракоротких импульсов (УКИ), обладающих значительной шириной спектра [25]. что, в свою очередь, вызывает уменьшение амплитуды шумовых флуктуаций и увеличение длительности линейного этапа развития генерации до момента просветления пассивного затвора. Поэтому существует некоторая оптимальная длительность УКИ, для которой влияние дисперсии минимально. [c.207]

В стационарном режиме, когда АЫ -> О, то и Лvr -> О, т. е. лазер должен работать на одной продольной моде. Однако это утверждение справедливо только для однородного распределения интенсивности в активном элементе, которое достигается, например, в кольцевом резонаторе при его однонаправленной генерации или при усилении на прямом и обратном проходе в активном элементе волн с ортогональной поляризацией, создаваемой двумя четвертьволновыми пластинками с развернутыми на 90° осями. Если эти условия не выполнены, что и имеет место в обычном линейном резонаторе с близкими значениями коэффициентов отражения зеркал, в активной среде образуется стоячая волна. Очевидно, что энергия снимается, в основном, в пучностях этой волны, а в узлах она накапливается. В результате создаются условия для генерации других аксиальных мод. Число этих аксиальных мод, а значит и ширина спектра генерации увеличиваются согласно следующему [c.227]

Как мы уже отмечали, для того чтобы устранить эффект затягивания частоты и обеспечить тем самым линейный закон перестройки iзaви имo ть частоты генерации от частоты настройки резонатора), необходимо, чтобы селектирующий элемент имел один, достаточно узкий (бУр< АУл) максимум пропускания. Этому требованию удовлетворяет, например, дисперсионная призма. Перестроечная кривая лазера на неодимовом стекле с такой призмой приведена на рис. 5.17 [77]. Диапазон перестройки составляет примерно 50 нм, причем затягивание частоты невелико. [c.235]

Поляризационное вырождение легко снимается помещением в резонатор оптических элементов с фазовой или амплитудной анизотропией. Например, наличие амплитудной анизотропии, характеризуемой разницей потерь в 1 % для двух ортогональных поляризаций на один проход через частичный поляризатор, оказывается достаточным для четкой фиксации направления линейно поляризованного излучения, генерируемого в лазере с пассивным затвором [91]. Очевидно, что такое усиление амплитудной анизотропии связано с многопроходовостью развития генерации на линейном этапе. При этом в лазерах на неодимовом стекле введение поляризатора без дополнительных неактивных потерь не приводит к заметному изменению энергетики [92, 93]. [c.239]

Любой генератор может быть представлен в виде генератора шума с комплексной амплитудой е, включенного в цепь из элементов 71 и72 (рис. 7.2, а), где71 представляет собой пассивный, а72 — активный элемент. В теории систем связь между амплитудой е и током/, протекающим через цепь, есть не что иное, как связь типа замкнутой петли, показанной на рис. 7.2,6. Отклик71(со) фильтра обратной связи может сильно зависеть от частоты, определяя таким образом частоту генератора, в то время как 7 2(0 ) может практически не зависеть от частоты вблизи резонанса. Кроме того, если 71 соответствует обычно линейному отклику, то 72 нелинейно зависит от прикладываемого напряжения и, таким образом, определяет амплитуду генерации. [c.480]

На рис. 1.22, а изображен лазер на красителе с плавной перестройкой длины волны генерации при помощи дисперсионной призмы. Здесь 1 — кювета с красителем, 2 — накачивающее излучение (от вспомогательного лазера), 3 — выходное излучение, 4 — выходное зеркало резонатора, 5 — призма, 6 — поворачивающееся относительно призмы отражающее зеркало. Кювета ориентирована таким образом, чтобы перпендикуляр к ее стенке образовывал с направлением излучения красителя угол Брюстера ф. В этом случае генерируемое излучение является линейно-поляризованным (вектор Е колеблется в плоскости рисунка) и практически отсутствуют потери на отражение излучения от стенок кюветы. Роль селективного элемента играет в данном случае призма. В зависимости от ориентации плоскости зеркала 6 относительно призмы реализуется генерация определенной длины волны. Поворачивая плоскость зеркала 6, можно плавно изменять длину волР ы генерации (в пределах ширины линии люминесценции данного красителя). [c.39]

На рис. 3.4 показан процесс развития гигантского импульса при пассивной модуляции добротности резонатора лазера с импульсной накачкой. Модуляция добротности осуществляется за счет применения просветляющегося фильтра. Кривая Р f) на рисунке описывает изменение во времени мощности генерируемого излучения там же показано изменение во времени коэффициента резонансного поглощения фильтра на частоте генерации (кривая (0) и плотности инверсной заселенности уровней активной среды (кривая N (f)). Исходное состояние соответствует непросветленному фильтру (х = XoJ в этом состоянии пороговое значение плотности инверсной заселенности достаточно велико (обозначим через Л пор max)-По мере поступления в активный элемент излучения накачки величина N будет расти. Как только она достигнет значения N ov max. начнется процесс генерации ). Этот момент времени выбран на рисунке в качестве начального момента t = 0). Как и при активной модуляции добротности, процесс формирования гигантского импульса состоит из двух этапов длительного этапа ждленного (линейного) развития (длительность этапа io) и короткого этапа быстрого (нелинейного) развития (длительность этапа При пассивной модуляции добротности этап линейного развития примерно на порядок длительнее, чем при активной модуляции он составляет теперь примерно 1 мкс. Это объясняется тем. [c.274]

На этапе линейного развития генераций происходит усиление первичной люминесценции. Этот процесс соответствует развитию пичка свободной генерации при постоянных потерях, отвечающих непросветленному фильтру. Коэффициент резонансного поглощения фильтра и плотность ин-. версной заселенности в активном элементе сохраняются на этом этапе практически постоянными. Интенсивность из- [c.367]

В ряде программ предусмотрено использование внешних запоминающих устройств (пакета дисков, накопителя на магнитной ленте). Для уменьшения объема оперативной памяти, необходимой для размещения текста программ, применена оверлейная структура, позволяющая сохранять в оперативной памяти тексты только тех подпрограмм, которые необходимы для выполнения определенного этапа расчетов. В большинстве разработанных программ распределение оперативной памяти машины под массивы числовых данных осуществляется специальной подпрограммой, позволяющей использовать для размещения информации массивы с переменными границами, соответственно особенностям решаемых задач. Программы реализуют стандартную процедуру метода конечных элементов с решением системы линейных алгебраических уравнений по методу Холецкого, двойного разложения Холецкого, сопряженных градиентов, сингулярного разложения. Имеется подпрограмма автоматической генерации исходных данных при разбиении на конечные элементы односвязных и двухсвязных областей. [c.41]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...