Лазерная генерация когерентные свойства

Очевидно, что вышеупомянутые свойства лазерного света делают лазер идеальным прибором для многих целей, некоторые из которых будут рассмотрены в этой книге. Наиболее интересным вопросом, который дальше будет изучен во всех деталях, является то, каким образом происходит переход от некогерентного излучения обычной лампы к генерации когерентного излучения. [c.43]

Избирательность заселения фотонных состояний и обеспечивает в лазере оптический резонатор. Возможность положительной обратной связи, содержащаяся в явлении вынужденного излучения, осуществляется в квантовом генераторе с помощью резонатора (16], с. 315). Прежде всего резонатор выделяет в пространстве определенное направление, в котором преимущественно происходит генерация. Кроме того, резонатор осуществляет селекцию по частоте и поляризации излучения. Часто используемые в резонаторах плоскопараллельные пластинки, ориентированные под углом Брюстера к оси резонатора, как раз и обеспечивают избирательность по поляризации генерируемых фотонов. Можно сказать, что выделение определенных фотонных состояний, в которых и осуществляется преимущественно генерация излучения, — принципиальная функция оптического резонатора. Чем жестче обеспечивает резонатор избирательность заселения фотонных состояний, тем выше когерентные свойства лазерного излучения (выше направленность, монохроматичность, степень поляризации). [c.104]

Лазерное излучение характеризуется чрезвычайно высокой степенью монохроматичности, когерентности, направленности и яркости. К этим свойствам можно добавить генерацию световых импульсов малой длительности. Это свойство, возможно, менее фундаментально, но оно играет очень важную роль. Рассмотрим теперь эти свойства подробнее. [c.18]

Главное внимание здесь уделяется Не — Ne-лазеру, ионному аргоновому и ионному криптоновому лазерам. Другие газовые лазеры, такие, как лазер на СОз и Не — d-лазер, мы не будем рассматривать, поскольку они редко применяются для целей голографии. Свойства газовых лазеров, связанные с голографией, за исключением длины волны излучения, как правило, определяются объемом резонатора, а не лазерной средой. С точки зрения применения в голографии наиболее важным свойством газовых лазеров является когерентность лазерного излучения. По сравнению с остальными типами лазеров газовые лазеры обеспечивают наилучшие характеристики когерентности. Для голографии также представляют интерес такие характеристики газовых лазеров, как диапазон длин волн генерации и выходная мощность излучения лазера. [c.287]

Временная и пространственная когерентность лазерного источника, используемого для записи голограммы и восстановления с нее изображения, определяет не только свойства полученной голограммы, но также то, насколько сложной будет конфигурация оптической системы, применяемой для записи голограммы. Временная когерентность связана с конечной шириной полосы частот излучения источника, а пространственная когерентность — с его конечной протяженностью в пространстве. В газовом лазере временная когерентность определяется временными (или продольными) и пространственными (или поперечными) модами лазерного резонатора. Самая высокая степень как пространственной, так и временной когерентности получается в режиме одномодовой генерации. В 2.3 приведены точные математические определения временной и пространственной когерентности источников света и их влияние на процессы записи голограмм и восстановления с них изображения. [c.287]

ВОЗМОЖНОСТЬ НОВОГО прибора. Вскоре я подключился к теоретическим исследованиям процессов в лазерах и продолжил их в Штутгартском университете. Я разработал теорию лазера, основные результаты которой опубликовал в 1962 г. и которую затем вместе с моими коллегами приложил к различным конкретным задачам. Примерно в то же самое время Лэмб опубликовал свою теорию, которую он и его соавторы использовали для решения многочисленных задач. Теперь хорошо известно, что эти две теории, которые называются полуклассическими и которые разработаны независимо, эквивалентны. Следующий шаг состоял в создании квантовой теории лазера, которая позволяет предсказать когерентность и шумовые свойства лазерного света (и света от обычных ламп). Эта теория, опубликованная мною в 1964 г., впервые показала, что статистические свойства лазерного излучения резко изменяются вблизи порога генерации. В последующие годы моя группа в Штутгарте продолжила эту работу дальше, и, например, были предсказаны особенности статистики фотонов вблизи порога. [c.13]

Полуклассическая теория лазера, которую мы представили в предшествующих главах, позволила нам объяснить и даже предсказать многие свойства лазерного излучения. Однако из этой теории следовало, что лазерная генерация устанавливается при накачке, превышающей определенный порог, а ниже этого порога вообще не возникает никакого излучения. Этот вывод нельзя считать удовлетворительным, поскольку даже без выполнения условия генерации испускание света возможно, а именно свет излучают обычные лампы. Адекватная теория лазера должна описывать переход от излучения обычных ламп к лазерному излучению, она должна охватывать излучение лампы как частный случай. Таким образом, становится очевидным, что мы упустили важный аспект теории лазеров. Чтобы разъяснить постановку вопроса, рассмотрим более внимательно явление испускания света обычными источниками. Как мы знаем, свет испускается возбужденными атомами при спонтанных переходах ). Такое излучение нельзя получить в рамках теории, которая описывает свет классически. Спонтанное излучение возбужденных атомов может быть адекватно описано только в том случае, если проквантовать световое поле. Мы знаем также, что затухание классической или квантовой величины всегда сопровождается флуктуациями. Пусть, например, световое поле в резонаторе затухает из-за пропускания зеркал. Мы должны ожидать при этом флуктуаций амплитуды светового поля. Как флуктуации, связанные со спонтанным излучением, так и флуктуации, обусловленные потерями в резонаторе, не учитываются в полуклассических уравнениях лазера. Мы увидим, что становится необходимым полностью квантовое описание лазера, если мы хотим объяснить различие между лазером и обычной лампой. Флуктуациями лазерного излучения фундаментальным образом определяются свойства когерентности лазерного света. Если же рассматривать свойства [c.249]

Говоря о проблеме перестройки частоты технологических лазеров для селективной технологии, необходимо остановиться на еще одной, уникальной по своим свойствам лазерной системе — лазере на свободных электронах. В этих лазерах когерентное излучение возникает при прохождении пучка быстрых электронов через онду-лятор — систему с постоянным во времени и периодически изменяющимся в пространстве магнитным полем. В отличие от всех остальных лазеров, являющихся принципиально квантовыми системами, лазер на свободных электронах допускает классическое рассмотрение и, как следствие, принципиальную возможность непрерывности спектра возможных частот генерации. Длина волны излучения лазера на свободных электронах определяется характерным размером, на котором происходит изменение магнитного поля ондулятора Л( соЛ), и энергией электронов U k со U ) и при параметрах существующих сегодня электронных ускорителей соответствует ИК- и видимому диапазону спектра. Это обстоятельство, а также принципиальная возможность получения мощных электронных пучков делают лазер на сво дных электронах весьма привлекательным инструментом для проведения технологических процессов, требующих одновременно селективности и высокой интенсивности излучения. [c.184]

Появление этих новых аспектов старой проблемы взапмодей-ствпя света с веществом обусловлено специфическими свойствами лазерного излучения, качественно отличающими его от излучения любых долазерных некогерептных источников,— его когерентностью, направленностью, монохроматичностью, малой длительностью, высокой интенсивностью. Так, в случае генерации одной аксиальной моды расходимость пучка лазерного излучения мень- [c.5]

При изучении энергетики процессов в лазере на неодимовом стекле можно выделить две характерные стадии энергетических преобразований преобразовапие излучения накачки в энергию возбуждения ионов неодима — процесс накопления инверсии, и затем преобразование энергии инвертированных ионов в когерентное лазерное излучение — процесс генерации или усиления. На первой стадии наиболее существенными являются используемые в лазере источник и система накачки, а на второй — свойства активной среды и резонатора. [c.58]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...