Коэффициент усиления лазера насыщенный

Если усиление волны на длине Ь больше суммарных потерь, испытываемых волной при отражении от зеркал, то с каждым пробегом амплитуда волны будет увеличиваться все больше и больше. Усиление будет продолжаться до тех пор, пока плотность энергии н(ш) в этой волне не достигнет такого значения, при котором величина коэффициента усиления существенно уменьшится вследствие эффекта насыщения. Стационарное состояние соответствует, очевидно, условиям точной компенсации усиления в среде суммарными потерями энергии. Таким образом, эффект насыщения имеет принципиальное значение в вопросе о генерации излучения в лазерах. [c.780]

При исследовании явления насыщения усиления мы рассматривали взаимодействие среды с бегущими световыми волнами. В действительности, при достаточно высоких коэффициентах отражения зеркал, поле в резонаторе может быть близко к стоячей волне. Если подвижность атомов ограниченна (например, в твердых телах), то инверсная населенность и коэффициент усиления в узлах стоячей волны будут больше, чем в пучностях. Поскольку для разных продольных мод положения узлов различны, то и при однородном уширении каждая из них использует в какой-то мере свой запас инверсной населенности. Это может привести к тому, что и в случае однородного уширения генерация лазера будет [c.292]

В активной среде с инверсией населенностей эффект насыщения приводит к уменьшению коэффициента усиления прн увеличении интенсивности света н тем самым к установлению стационарного режима генерации в лазерах. [c.479]

Быстрое изменение добротности резонатора, или, как говорят, модуляцию добротности, можно осуществить различными методами. Одним из наиболее распространенных и удобных методов является применение насыщающегося фильтра. Насыщающийся фильтр представляет собой кювету с раствором красителя, который способен поглощать излучение лазера. В обычном состоянии фильтр имеет малый коэффициент пропускания - 10—15% и, будучи помещен в резонатор, сильно ухудшает его добротность. Под действием достаточно мощного излучения значительная часть молекул красителя может перейти в возбужденное состояние, вследствие чего коэффициент поглощения красителя уменьшается. Это явление — насыщение поглощения и просветление среды — имеет ту же природу, что и явление насыщения усиления (см. стр. 289). [c.298]

Измерения усиления методом максимальных потерь в импульсных газовых лазерах проводятся точно так же, как в случае лазеров непрерывного действия. Вводимые потери, при которых лазерное действие прекращается полностью или в заданный момент времени возбуждения, определяют по коэффициенту ослабления. Поскольку измеряется усиление за два прохода, усиление за один проход нетрудно вычислить, если точно известно, что насыщения нет. [c.245]

Явление насыщения усиления было рассмотрено выше для простого случая, когда генерация осуществляется на одной частоте. В Не—iNe-лазере, за исключением пороговой области, в генерации обычно участвует несколько продольных мод и часто также несколько поперечных мод. При длине резонатора 1 м частотные интервалы между соседними модами невелики, вследствие чего происходит значительное перекрытие провалов на кривой коэффициента усиления. Это соответствует случаю так называемого квазиоднородного насыщения усиления. Теоретическое рассмотрение насыщения усиления при этом оказывается достаточно сложным. Однако общий характер зависимости коэффициента усиления от плотности излучения остается неизменным. Если принять, что мощность насыщения Рц остается постоянной независимо от условий возбуждения активной среды, Рн = onst, то можно по-казать, что средняя мощность излучения в резонаторе ОКГ Р зависит от отношения К°1Кп [c.305]

Рис. 8.4. Зависимость плотности энергии Г на выходе от плотности энергии Гвх на входе ла-iSepHoro усилителя при коэффициенте усиления малого сигнала Go = 3. Плотность энергии нормирована на плотность энергии насыщения лазера Ts = /iv/ст.

Теоретическое исследование лазеров на красителях с пассивной синхронизацией мод было впервые выполнено Нью на основе скоростных уравнений [6.8, 6.9]. Он показал, что использование комбинированного действия насыщающегося поглощения и снижения усиления позволяет ускорить процесс укорочения импульса при надлежащем выборе параметров лазера, обеспечивающем подавление импульса на фронтах и усиление его пика. (Эту область параметров называют также статической зоной укорочения импульса.) Такой анализ не учитывал частотно-зависимых эффектов и эффектов ограничения полосы частот. Это не позволило описать стационарный режим и теоретически оценить достижимые длительности импульсов, их форму и т. д. (в приближении применения скоростных уравнений длительность импульса с ростом числа его проходов стремится к нулю). Простое аналитическое описание стационарного режима было сделано Хаусом. Он учел зависящее от частоты действие оптического фильтра [6.10], но одновременно использовал ряд приближений, такие, как малая (по сравнению с энергией насыщения усилителя и поглотителя) энергия импульсов и малые потери и усиление за один проход, что сильно ограничило область применимости полученного решения. В результате этого допустимые параметры лазера оказались заключенными в весьма малую область, не содержащую зачастую экспериментально реализуемых величин В дальнейшем изложении мы будем следовать одной из работ Хермана и Вайднера, в которой процесс синхронизации мод исследовался при более общих условиях и на энергию импульсов, потери и коэффициент усиления никаких ограничений не налагалось [6.11]. [c.189]

Если импульс лазера промодулирован по фазе, то это является причиной снижения коэффициента усиления при вынужденном комбинационном рассеянии в диспергирующей среде. При большой модуляции насыщение усиления может наблюдаться и в среде с нормальной дисперсией. В качестве примера мы рассмотрим случай постоянного чирпа и представим амплитудную функцию вблизи максимума в следующей форме [c.297]

Предложенная схема бистатического лидара при Р2/Р 1 дает выигрыш в дальности зондирования или при фиксированной дальности позволяет повысить отношение сигнал/шум А/(о)й)/ о ф, Д/о/ о ф). Последнее обстоятельство косвенно способствует улучшению спектральной чувствительности лидарных измерений. Кроме того, если прием эхосигнала производится в момент раз-горания генерации лазера-приемника (при отсутствии насыщения коэффициента усиления), то последний будет реагировать максимально на сигналы рассеяния, поступающие с расстояний гот=сА1з12, где А/з — задержка начала генерации лазера-приемника по отношению к лазеру-передатчику. Это открывает возможность измерения профилей поглощающих газов по трассе зондирования. [c.214]

Насыщение усиления в принципе может ограничить точность ОВФ и по другой причине. Причину эту можно понять, рассматривая распространение первоначально плоской волны в двухпроходо-вом усилителе с фазовыми неоднородностями с характерны.м поперечным размером р [86]. При достаточно малом размере неоднородностей эта волна, распространяясь по усилителю, может приобрести существенные амплитудные искажения. Отраженная от ОВФ-зер-кала волна также будет иметь в усиливающей среде неоднородное распределение интенсивности. Если суммарная плотность энергии этих волн приближается или превышает плотность энергии насыщения, то распределение коэффициента усиления оказывается случайно промодулированным в пространстве. Различные угловые компоненты входного излучения, распространяясь в такой среде, усиливаются неравномерно. Поэтому, сложившись на выходе из усилителя с другими амплитудными соотношениями, эти компоненты не дадут в результате исходной плоской волны, т. е. влияние неоднородностей будет скомпенсировано не полностью. При этом эффект неполной компенсации будет наиболее заметен, если длина продольной корреляции фазовой неоднородности Лр меньше длины насы-н1енного усиления (т. е. длины, где происходит эффективный съем энергии), что подтверждается результатами численного расчета [86]. К счастью, при характерных длинах усилителей на неодимовом стекле Ь<. м поперечный размер неоднородностей, вытекаю-Н1ИЙ из этого условия, весьма мал р< 0,04 см, что за редким исключением не характерно для неодимового стекла. В лазерах на неоди- [c.179]

Поэтому в широкоапертурных лазерах с допустимой величиной потерь порядка 20 % и более уже вполне могут использоваться двухзеркальные неустойчивые резонаторы. Переход к неустойчивым резонаторам усложняет выбор величины потерь на излучение. Ведь при выводе излучения через полупрозрачное выходное зеркало, что типично для устойчивых и плоских резонаторов, варьирование коэффициента пропускания зеркала (а с ним и потерь) вызывает лишь незначительные изменения структуры генерируемого излучения за счет явлений насыщения усиления (напомним, что модовая структура резонатора с фиксировашым распределением усиления по сечению от коэффициента отражения зеркал не зависит). Отсюда следует, что данный коэффициент может выбираться исходя только из изложенных в 3.4 соображений, касающихся энергетических характеристик. В случае же неустойчивых резонаторов с обычным для них дифракционным выводом для варьирования потерь нужно изменять конфигурацию резонатора, что оказьшает на структуру поля влияние, пренебречь которым уже нельзя. [c.206]

Если включить в определение образца зеркала лазера, то ОЗК будет определять статистику лазерного поля через МР лазера (работающего в линейном режиме около порога, т. е. без насыщения населенностей). В случае одномодового лазера "3 можно выразить через полосу усиления Лш и полосу резонатора A i)r (обусловленную с отличием коэффициента отраженпя одного из зеркал от 1) [c.136]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...