Добротность модулированная

Другая возможность повышения мощности лазерного импульса основана на совершенно иных соображениях. Мощность импульса пропорциональна его энергии й, деленной на длительность импульса Ат. Поэтому, если при данном значении энергии импульса сократить его длительность, то мощность импульса повысится. Изложим один из методов сокращения длительности импульса излучения, получивший название метода модулированной добротности. [c.789]

Рис. 40.9. Схема лазера с модулированной добротностью.

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]

Из сказанного следует, что в случае импульсных лазеров спектральная ширина компонент в спектре их излучения никак не меньше величины, обратной длительности импульса. Для лазеров с модулированной добротностью, например, Т х 10 с, и бсо не менее 10 . [c.800]

При работе лазера в режиме модулированной добротности возникающий в процессе воздействия лазерного излучения импульс отдачи приводит к образованию ударной волны в материале, в результате чего происходит шоковое лазерное упрочнение [41, 59, 68]. [c.11]

Изменения в материале при воздействии излучения лазера с модулированной добротностью. Оптические квантовые генераторы, работающие в режиме модулированной добротности, позволяют получать Излучения большой пиковой мощности, что дает возможность создавать на поверхности фокусировки плотность мощности 10 — [c.22]

Эксперименты проводились на установке с лазером на стекле с неодимом, работающем в режиме модулированной добротности [59]. В лазерный блок входили пять усилителей и генератор, с помощью которых можно получать импульсы, близкие к треугольной форме, с энергией до 500 Дж и длительностью от 25 до 30 нс. При фокусировании излучения линзой с фокусным расстоянием 100 см диаметр фокального пятна составлял 3 см. Для изучения микро-структурных изменений и эффекта ослабления волны давления в материале использовались образцы толщиной 0,3 см и меньше. [c.24]

Для некоторых технологических операций представляет интерес режим модулированной добротности (режим гигантских импульсов). В этом случае с помощью специальных устройств (модуляторов) обеспечивается выделение генерируемой энергии лазерного излучения в очень короткий промежуток времени, в результате чего резко возрастает импульсная мощность излучения. [c.35]

Конструкция лазера отличается от твердотельных ОКГ тем, что в резонатор вместо стеклянного стержня помещается кювета с раствором. Инверсия, как и в твердотельном ОКГ, осуществляется при помощи оптической накачки от импульсных ламп. Жидкостные лазеры такого типа могут работать как в режиме свободной генерации, так и в режимах модулированной добротности и синхронизации мод. [c.64]

Выходная мощность лазеров с модулированной добротностью может быть настолько велика, что многими калориметрами нельзя пользоваться они разрушаются под действием лазерного излучения. В этом случае удобен жидкостный калориметр. Рабочая жидкость калориметра должна полностью поглощать лазерное излучение. Этому условию удовлетворяют растворы одноатомных ионов металлов. [c.97]

Верхний рабочий предел такого измерителя ограничен примерно 10 Дж, так как при большей энергии разрушается изоляция проволоки. Не рекомендуется пользоваться им для измерения выходной энергии лазеров с модулированной добротностью. [c.98]

При сверлении, так же как и при резании, свойства обрабаты-ваемого материала существенно влияют на параметры лазера, необходимые для выполнения операции. Сверление осуществляют импульсными лазерами, работающими как в режиме свободной генерации с длительностью импульсов порядка 1 мкс, так и в режиме с модулированной добротностью с длительностью в несколько десятков наносекунд. В обоих случаях происходит тепловое воздействие на материал, его плавление и испарение из зоны воздействия по модели, аналогичной процессу лазерной резки с неподвижным тепловым источником [см. формулу (103)]. [c.127]

При создании Н. л. реализованы все характерные методы управления параметрами лазерного излучения, разработанные квантовой электроникой. В дополнение к т. н. свободной генерации, продолжающейся в течение практически всего времени существования импульса накачки, широкое распространение получили режимы включаемой (модулированной) добротности и синхронизация (самосинхронизации) мод. [c.320]

Рио. 2. Схема лазера с модулированной добротностью 1 — [c.321]

Твердо- тельные лазеры Рубин Ламповая накачка 0,694 Импульсный свободной генерации, импульсный с модулированной добротностью 1—0,5 мс 20 НС 10-3—1 1—2 105—106 Вт 106—109 Вт 10—40 мрад 1—3 мрад [c.230]

Импульсный свободной генерации, импульсный с модулированной добротностью, режим синхронизации мод [c.231]

Для увеличения мощности и сокращения длительности генерации твердотельных лазеров широко используется метод модулированной добротности. В этом случае в резонатор лазера помещают просветляющийся затвор. Накачка активного элемента протекает в течение времени, сравнимого со временем релаксации возбуждения верхнего лазерного уровня (10 . .. 10 с). В конце периода возбуждения затвор просветляется и осуществляется моноимпульсный режим генерации. При этом большая часть энергии возбуждения высвечивается в течение времени порядка времени вынужденного излучения. [c.173]

Некоторое повышение КПД по сравнению с рубиновым лазером обусловлено тем, что сосредоточенная в возбужденных уровнях энергия на пороге генерации в лазере на стекле с неодимом существенно меньше. Эта разница становится особенно ощутимой при работе в режиме с модулированной добротностью, где КПД неодимового лазера может отличаться более чем на порядок. [c.179]

Во втором случае (рис. 32, б) луч лазера непосредственно воздействует через оптическую систему на поверхность вращающегося ротора. ОКГ при этом могут работать как в режиме свободной генерации, так и в режиме модулированной добротности. При режиме свободной генерации на поверхности ротора образуется след в виде непрерывного реза каплевидной или конической формы. Общая длина следа при частоте вращения ротора Пд, его диаметре О = 2/ и длительности т излучения ОКГ /с = 2л/ п,рТ/б0. [c.80]

Импульсный с модулированной добротностью 20 НС 1—2 Ю —10 Вт 1—3 мрад [c.254]

Лазеры с модулированной добротностью могут работать в одном из следующих двух режимов. 1) В импульсном режиме (рис. 5.32). В этом случае скорость накачки Wp имеет форму импульса определенной длительности. [c.295]

Рассмотрим здесь кратко нестационарные пучки. В этом случае функция в выражении (7.11) зависит по определению от моментов времени t и ti, а не только от интервала между ними r = ti— /2. Примерами могут служить лазер с амплитудной модуляцией, тепловой источник света с амплитудной модуляцией, лазер с модулированной добротностью и лазер с синхронизацией мод. Корреляционную функцию для нестационарного пучка можно получить как среднее по ансамблю многих измерений аналитического сигнала на временном интервале О — Г, причем начало временного интервала синхронизовано с управляющим сигналом (например, синхронизовано с амплитудным модулятором лазера с синхронизацией мод или ячейкой Поккельса в лазере с модуляцией добротности). Степень временной когерентности в заданной точке г можно определить следующим образом [c.456]

Квантовые генераторы света мощностью до 10 вт могут создавать тонкие пучки света (с диаметром фокуса до 10 — 10 см) на длине волн 10 —Ю см длительностью 10 — 10 сек (гигантские импульсы лазеров с модулированной добротностью). [c.514]

Рис. 10.13. Средняя мощность второй гармоники, генерируемой в кварцевом световоде, как функция времени. Средняя мощность лазера накачки в режиме модулированной добротности с синхронизацией мод 125 мВт на длине волны 1,06 мкм. На вставке показан экспоненциальный рост в линейном масштабе (по работе [54]).

Подчеркнем, что значения интенсивности возбуждающего излучения, необходимые для отчетливого проявления усиления, достижимы лишь с мощными квантовыми генераторами. Поэтому ВКР экспериментально было обнаружено лишь в 1962 г. (Вудбёри, Нг) после создания лазеров с модулированной добротностью, хотя теоретически возможность усиления рассеянного излучения была ясна в 30-х годах. Однако ей не придавали серьезного значения, [c.855]

Динамические фотоупругие исследования композитов сравнительно немногочисленны. Хантер [37] описал предварительное динамическое фотоупругое исследование распространения волны в модели композита. Двумерная модель, состоящая из чередующихся полос материалов волокна и матрицы , подвергалась взрывной нагрузке на одном конце при фотографировании динамических картин полос в качестве источника света применялся лазер с модулированной добротностью. Исследование носило качественный характер, а модель была нереалистической, поскольку отношение динамических модулей материалов волокна и матрицы составляло всего 1,61. Автор [16, 17] провел фотоупругое исследование динамики распространения трещин в более реалистической модели волокнистого композита. Цель этой работы заключалась в изучении распространения в матрице однонаправленного волокнистого композита трещины, возникающей при разрушении одного внутреннего волокна. Внезапно высвобождающаяся энергия обычно вызывает распространение трещины по направлению к соседним волокнам. Постановка эксперимента и результаты этого иследования вкратце описываются ниже. [c.540]

Первая схема — у страиение неуравновешенной массы лазе-ро.м с модулированной добротностью. Длительность каждого импульса излучения составляет мсек, съем массы характеризуется постоянной величиной 0,2 мг. Пз графика (рис. 5) видно, что для достижения уравновешенного состояния ротора необходимо произвести значительное количество и.мпульсов, [c.25]

Ограниченные размеры кристалла, естественно, определяют энергетические возможности рубиновых лазеров. Предельную энергию генерации в режиме с модулированной добротностью можно сравнительно просто оценить, полагая, что все активные ионы возбуждены к началу импульса излучения. Тогда энергия в импульсе VNoho) 10-10 3 Дж. Реальные значения энергии излучения в режиме модулированной добротности составляют 1Дж при длительности импульса 30 НС. Рекордные значения энергии гигантского импульса достигают десятков Дж. В режиме свободной генерации полная энергия излучения за время накачки активного элемента мс может быть несколько выше, так как в силу пичкового характера генерации активные ионы могут испытывать многократное возбуждение и тушение в каждом импульсе накачки. Так как время между двумя соседними пичками составляет 10 мкс, то даже при возбуждении всех ионов в каждом пичке полная энергия излучения лазера за время свободной генерации будет меньше 300 Дж, В реальных условиях эта величина, как правило, не превышает 1...10 Дж, т. е. средняя.мощность излучения в режиме свободной генерации составляет 1...10 кВт по сравнению с 10 МВт в режиме модулированной добротности. [c.175]

Существенное различие наблюдаемых энергий излучения от проведенных предельных оценок объясняется, рядом факторов. Генерация в трехуровневой системе начинается и оканчивается, когда на верхнем лазерном уровне находится более половины ( 0,7) всех активных ионов. Таким образом, коэффициент использования возбужденных ионов в режиме с модулированной добротностью не превышает, как правило, 0,2...0,3. Квантовый КПД рубиновых лазеров довольно высок. Он составляет 11кв 0,7 при комнатной температуре и приближается к единице по мере охлаждения рубина. Учитывая реальный КПД резонатора пр <0,5, нетрудно понять тот факт, что реальная энергия излучения в режиме с модулированной добротностью на порядок ниже предельной [(0,2...0,3) Пкв Пр—0,1...0,15]. Предельная энер ГИЯ излучения в режиме свободной генерации ограни [c.175]

В основе че гвертой группы методов получения ударных волн лежит облучение поверхности преграды лазерным светом или потоком электронов. В зоне поглощения энергии излучения возникают высокие давления, амплитуда которых прямо пропорциональна концентрации поглощенной энергии и зависит от длительности импульса излучения io, уменьшаясь с ее увеличением [3]. На расстояниях, превышающих толщину слоя, в котором поглощается энергия излучения, распространяющиеся волны существенно нестационарны. При облучении лазером с модулированной добротностью свободной поверхности мишени зарегистрированные амплитуды одномерных волн напряжения, как правило, не превышают 1 ГПа [4]. [c.264]

Рис. 5.26, Последовательность событий в лазере с модулированной добротностью (быстрое включение), а — временные зависимости скорости накачки Wp и потерь в резонаторе у, б — вре-меннйе зависимости инверсии населенностей N t) и числа фотонов q(t).

Nd YAG лазеры могут работать как в непрерывном, так и в импульсном режиме. В обоих случаях обычно используются линейные лампы в схемах с одноэллипсным осветителем (рис. 3.1,6), с близким расположением лампы и кристалла (рис. 3.1, в) или с многоэллипсным (рис. 3.2) осветителем. Для работы в импульсном и непрерывном режимах применяются соответственно ксеноновые лампы среднего давления (500— 1500 мм рт. ст.) и криптоновые лампы высокого давления (4— 6 атм). Размеры стержней обычно такие же, как и у рубинового лазера. Выходные параметры Nd YAG-лазера оказываются следующими 1) в непрерывном многомодовом режиме выходная мощность до 200 Вт (см. рис. 5.15) 2) в импульсном лазере с большой скоростью повторения импульсов (50 Гц) средняя выходная мощность порядка 500 Вт 3) в режиме модулированной добротности максимальная выходная мощность до 50 МВт (см. рис. 5.36) 4) в режиме синхронизации мод длительность импульса до 20 пс (см. табл. 5.1). Как в импульсном, так и в непрерывном режиме дифференциальный КПД [c.337]

Рис. 6.32. Устройство лазера на красителе с поперечно " 1 а чачко11. В качестве пакачки может служить пучок азотного лазера, экспмерпого лазера или лазера па парах меди, а также пучок второй гармоники Nd YAG-лазера с модулированной добротностью.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...