Модуляция добротности

Как нетрудно понять, изменение ориентации призмы изменяет добротность оптического резонатора. Поэтому описанный метод формирования коротких мощных импульсов получил наименование модуляции добротности оптического резонатора. Лазеры, работающие в таком режиме, называются лазерами с модулированной добротностью. Соответственно условия работы лазера с неизменной во времени добротностью называют режимом свободной генерации. [c.790]

Значительно более быструю модуляцию добротности резонатора можно осуществлять, используя электрооптические затворы (см. 152). Действие этих затворов основано на практически безынерционном изменении или возникновении оптической анизотропии некоторых жидкостей и кристаллов под действием электрического поля. Относящийся к явлениям этого типа эффект Керра описан в 152. С этой же целью применяется и другое электрооптическое явление, так называемый эффект Поккельса, возникающий в кристаллах и столь же малоинерционный, как и эффект Керра. [c.790]

Модуляция добротности резонатора с помощью эффекта Керра осуществляется следующим образом. В резонатор, кроме Кристал- [c.790]

Описанный режим, получивший название режима генерации сверхкоротких импульсов, реализуется во многих лазерах. Иногда он возникает самопроизвольно, но в этом случае расстояние между соседними импульсами всего в несколько раз больше их ширины. Для получения особо контрастных импульсов применяются специальные методы. Некоторые из них заключаются в периодической модуляции добротности резонатора (с периодом 2ис). В других методах генерация сверхкоротких импульсов достигается за счет введения внутрь резонатора специальных фильтров, коэффициент поглощения которых резко уменьшается при больших интенсивностях излучения (эффект насыщения, см. 224). [c.811]

Лазер на кристалле рубина работает обычно в импульсном режиме. Различают два режима работы рубинового лазера режим свободной генерации и режим с модуляцией добротности. Работа рубинового лазера в режиме свободной генерации продолжается до тех пор, пока интенсивность излучения импульсной лампы не станет слишком малой и уровень инверсной населенности не упадет ниже порогового. Обычно стандартные рубиновые кристаллы длиной в несколько сантиметров при диаметре 1 с.м позволяют получить в этом режиме полную энергию в импульсе излучения порядка нескольких джоулей. Длительность самого импульса генерации при этом измеряется миллисекундами и, следовательно, средняя мощность излучения генератора порядка нескольких киловатт. [c.283]

Принцип работы лазера в режиме модуляции добротности состоит в следующем. Допустим, что внутрь оптического резонатора помещен затвор. Если затвор закрыт, то генерация не возникает и, следовательно, инверсия населенности может достигнуть очень высокого значения. При достаточной мощности накачки на метастабиль-ном уровне можно накопить почти все частицы активного вещества. Однако условие генерации выполняться не будет, так как потери резонатора слишком велики. Если быстро открыть затвор, то усиление в лазере будет существенно превышать потери и накопленная энергия выделится в виде короткого интенсивного импульса света. Поскольку в данном случае добротность резонатора изменяется от низких до высоких значений, то такой режим называется режимом модуляции добротности резонатора. При быстром открывании затвора (за время, которое короче времени развития лазерного импульса) выходное излучение состоит из одного гигантского импульса. При медленном же открывании затвора может генерироваться много импульсов. [c.283]

Рис. 35.10. Использование пассивного затвора для модуляции добротности

Модуляция добротности резонатора и гигантский импульс [c.298]

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]

Рис. 115. Изменение AN (1) и и (2) при модуляции добротности резонатора лазера

Рис. 15. Схема модуляции добротности при помощи вращающейся призмы

Модуляция добротности (т. е. резкое ее увеличение) может быть произведена различными методами. Наиболее распространен метод, состоящий в замене одного из зеркал резонатора, имеющего коэффициент отражения, близкий к единице ( глухого зеркала), вращающейся призмой, чаще всего с полным внутренним отражением. Когда призма занимает положение I (рис. 15), она не образует резонатора и при этом имеют место большие потери. При положении призмы II свет, отраженный от неподвижного зеркала, [c.29]

Рис. 16. Схема модуляции добротности при помощи ячейки Керра и поляризатора

Такой процесс синхронизации мод можно осуществить с помощью периодической модуляции добротности резонатора в процессе развития генерации. Частота внешней периодической модуляции должна быть при этом равной частотному интервалу между модами [20], Синхронизация мод приводит к циркуляции внутри резонатора одного короткого импульса. На выходе из ОКГ получается цуг пикосекундных импульсов, следующих друг за другом с интервалом времени, равным времени прохождения света в резонаторе от полупрозрачного зеркала до глухого и обратно, т. е. % = 2L/ . [c.32]

Стекло с Nd 1,06 Импульсный с модуляцией добротности 1—15 (средняя) 10 (пиковая) 10 1 30 мин 5 мин" 0,5—10 МС 0,5—1 МС 10—60 КС Сварка, сверление Сверление, резка Испарение [c.106]

ИАГ 1,06 Непрерывный Импульсный С модуляцией добротности 1—1100 1—100 (средняя) 500—5-10 (пиковая) 1—100 (1-10) 103 0,01—5 МС 150—300 МС Испарение, сварка, резка Сварка, сверление Испарение [c.106]

СО2 —Na-He 10,6 Непрерывный Импульсный С модуляцией добротности 50—10-103 1—250 (средняя) Ю" (пиковая) 1-1-103 200—500 5—150 МКС 30—300 МС Резка, сварка, термообработка Сверление Испарение, сварка [c.106]

В настоящее время для сверления отверстий используются в основном лазеры на ИАГ. Они обеспечивают частоту следования импульсов до 1000 Гц и мощность в непрерывном режиме от 1 до 10 Вт, в импульсном — до сотен киловатт, а в режиме с модуляцией добротности — до нескольких мегаватт. [c.132]

Для обработки тонких покрытий толщиной 500—2000 А необходимо обеспечить плотность энергии излучения 1—60 Дж/см , а для уменьшения повреждения подложки и термического искажения рисунка длительность лазерного импульса должна находиться в пределах от 10 до 500 не. Этим требованиям удовлетворяют твердотельные н газовые лазеры с модуляцией добротности резонатора, химические лазеры на органических красителях и полупроводниковые. Из табл. 25 видно, что выбор лазеров. [c.160]

При режиме с модуляцией добротности [c.315]

МВт на 1 см поверхности. Объёмная оптич, прочность лазерных материалов обычно оказывается выше. Модуляция добротности резонатора осуществляется как пассивным образом (насыщающиеся поглотители), так и активным (электро- и акустооптич. модуляторы). Иногда применяют и механич. модуляторы, напр, вращающуюся призму. [c.49]

Твердотельные лазеры Непрерывные малой (< 50 Вт) мощности с модуляцией добротности М27,М28, М30,С19 [c.236]

С модуляцией добротности 10 (пиковая) 10 1 1 0,3...2 мс 5...50 не То же Испарение [c.747]

С модуляцией добротности 500...5 10 (пиковая) (1...10)х х10 150... 300 мс Испарение [c.747]

СОг-лааера, генерирующих на длинах волн 1,06 и 10,6 мкм соответственно. Вспомогательный маломощный ИАГ М(1-лазер с пассивной модуляцией добротности кристаллом LiF. Fa за счет коротких мощных импульсов, длительность которых 120 не, пиковая мощность 30 кВт при средней мощности 30 Вт удаляет поверхностный окисный слой и создает затравочную зону разрушения. Основной непрерывный СОг лазер излучением мощностью до 500 Вт осуществляет процесс обработки. Наличие затравочной зоны разрушения резко увеличивает поглощательную способность обрабатываемого материала на длине волны основного излучения и повышает эффективность использования энергии СОг-лазера. [c.157]

Сокращение длительности импульсов генерации до 10 —10 с и меньше позволяет повысить выходную пиковую мощность генератора до 10—1000 МВт и больше. Такие короткие мощные импульсы (гигантские импульсы) получаются в лазере, если он работает в режиме с управляе.мой добротностью резонатора (модуляция добротности ). [c.283]

Неорганические жидкостные лазеры. Активные среды неорганических жидкостных лазеров представляют собой растворы соединений TR +-hohob в неорганических растворителях сложного состава. Лазерный эффект достигнут пока только для ионов Nd + (табл. 34.8). Генерация идет по четырехуровневой схеме на переходе / 3/2— - Ai/2 с поглощением света накачки собственными полосами поглощения Nd +. Неорганические жидкостные лазеры могут работать с циркуляцией рабочего гещества, дают высокие значения выходной мощности. Эти лазеры работают как в режиме свободной генерации, так и с модуляцией добротности. [c.948]

Лазеры с модуляцией добротности позволяют получить большие мощности в импульсах наносекундной длительности. Действи- [c.31]

Рубин 0,6943 Импульсный С модуляцией добротности 1—20 (средняя) 10 (пиковая) 108 1 1 1 0,3—6 МС 0,3—2 МС 5—50 НС Сварка, сверление Р1спарение [c.106]

Фирма Электроглас (США) выпустила лазерный прибор для скрайбирования лазерных пластин (модель 1400 АХ). Прибор использует лазер на НАГ, работающий в режиме модуляции добротности и обеспечивающий мощность излучения, достаточную [c.171]

Установка имеет следующие технические характеристики. Энергия одномодового излучения в режиме модуляции добротности 0,5 Дж, а длительность импульса 4-10" с. Коэффициент усиления двухкаскадного усилителя 20, размер голографируемой сцены 200x200x1000 мм, пределы измерения разности оптической длины пути от 1 до 60 мкм. Пределы геометрических размеров объекта от 20 до 2-10 мкм. Погрешность результата измерения [c.311]

МОДУЛЯЦИИ ДОБРОТНОСТИ МЕТОД — и квантовой электронике метод получения одиночных коротких импульсов лазерного излучения большой мощности, при к-ром добротность оптич. резонатора лазера быстро увеличивается от небольших начальных значений до очень больших. М. д. м. осуществляется с помощью электромеханич. и оптомеханич. затворов (см. [c.183]

Интересным случаем внутр. М. с. является режим синхронизации мод, к-рый осуществляется при модуляции добротности (длины резонатора) с частотой, близкой к частоте межмодовых биений лазера. При синхронизации мод лазер генерирует короткие и мощные импульсы, следующие друг за другом с частотой внеш. модуляции. [c.185]

В режиме свободной генерации длительность импульсов излучения составляет 0,1—10 мс, энергия излучения в схемах усиления монщости достигает многих кДш. Характерная длительность импульсов включаемой добротности составляет ок. 10 нс при использовании для модуляции добротности эл.-оятич. устройств. На рис. 2 приведена схема Н. л. с модулиров. добротностью. Характерная энергия лазерного генератора такого типа составляет 1—2 Дж. [c.320]

Фоготрониый (пассивный) затвор применяется для модуляции добротности резонатора лазеров и для получения режима самосинхронизации мод в лазере. Действие его основано ва явлении насыщения поглощения (просветлении) среды при воздействии на неё интенсивного оптич. излучения (см. Насыщения эффект). Быстродействие фототропвых О. з. определяется свойствами используемой среды (стекла, красители и др.) и составляет 10" —10" с. [c.453]

П, э. играет большую роль в квантовой электронике в нелинейной оптике ячейки с просветляющимся веществом используются для т, н. пассивной модуляции добротности и синхронизации мод лазеров, формирования коротких импульсов в лазерных усилителях и т. п. П, э. в газовых средах, помещённых в резонатор лазера а. обладающих доплеровски уширенной линией поглощения на частоте генерации, используется для стабилизации частоты и сужения линий генерации. В нели-нейной спектроскопии наблюдение П. а. в неоднородно уширенных линиях поглощения является ордт/i из методов регистрации спектров с высоким разрешением. [c.151]

В импульсных С. источником излучения обычно являются твердотельные. и полупроводниковые лазеры, работающие в ближнем ИК-диапазоне (0,8- -1,06 мкм), излучение к-рых формируется в виде коротких импульсов. Медленно меняющиеся расстояния измеряются с помощью одиночных импульсов при. быстро меняющихся расстояниях применяется непрерывно-импульсный режим излучения. Твердотельные лазеры допускают частоту следования импульсов излучения до 50—100 Гц, полупроводЕШКОвые — до 10 —10 Гц, Короткие импульсы (20—40 нс) твердотельных лазеров формируют в режиме модуляции добротности с помощью различного рода оптических затворов. В полупроводниковых лазерах генерация коротких импульсов мощностью до сотен Вт осуществляет- ся путём формирования коротких импульсов тока накачки. [c.464]

Т. л. с успехом работают в режиме модуляции добротности резонатора, что позволяет генерировать гигантские импульсы, длительность и энергия к-рых зависят от скорости включения затвора и свойств активной среды. Обычные значения длительности таких импульсов (1 — 10)10 "с. Их пиковая моншость ограничивается при этом оптнч, прочностью активных и пассивных элементов резонатора, к-рая обычно составляет величину [c.49]

Большое соотношение ширины контура усиления Т. л. и частоты межмодовых биений ( 10 ) позволяет достаточно просто осуществлять режим синхронизации мод и получать сверхкороткие импульсы длительностью 10 " — 10 с, ограниченной обратной шириной линии усиления. Так же, как и модуляция добротности, синхронизация мод в т. л. осуществляется как активным, так и пассивным образом, Т, л, может также работать в режиме усилителя [c.49]

Рубин представляет собой кристалл корунда АЬОэ с примесью ( 0,05%) ионов Сг " , заметающих в кристал-лич. решётке ионы А1. Рубиновый лазер работает по трёхуровневой схеме, в к-рой уровнем 1 является осн. состояние уровнем 2 — полосы fj и уровнем 3 — дублет - . В мощных рубиновых лазерах применяют круглые стержни диам. 2см и дл. 20—30 см. Типичный режим работы—импульсный, реализуются также модуляция добротности, синхронизация мод, усиление мощности. Длина волны генерации рубинового лазера 0,7 мкм. [c.49]

Развитие полупроводниковых лазеров сделало Tiep neK-тивным использование их для накачки Т. л. Полупроводниковые лазеры (ПЛ) на основе монокристаллов арсенида галлия путём изменения состава позволяют получать генерацию в области 0,75 -н 1 мкм, что даёт возможность эффективно возбуждать генерацию на ионах Nd , TnT , Но , и Yb [5]. Накачка излучением ПЛ является близкой к резонансной, что в значит, степени снимает проблему наведённых термич. искажений в АЭ и позволяет относительно легко достигать предельно высокой направт jrenHo TH лазерного пучка. Получена непрерывная генерация на ионах Но (> г 2,) мкм), Тт (Х, 2,3 мкм), Ег (Я, 2.9 мкм), а также на разл. переходах ионов Порог генера1ши по мощности накачки в нек-рых случаях составляет единицы милливатт. Так, напр., порог генерации на ионах Но " в кристалле ИАГ—Тш —Но равен 4 МВт, а порог генерации на осн. переходе ионов N d в стекле не превышает 2 мВт. На целом ряде кристаллов с неодимом получена генерация второй гармоники. На осн. переходе неодима реализованы режимы модуляции добротности и синхронизации мод. Общий кпд неодимового непрерывного лазера с накачкой излучением ПЛ на длине волны генерации 1,06 мкм достигает 20%, [c.50]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...