Оптические резонаторы общие свойства

Порядок изложения материала в данной книге соответствует рассмотрению лазера (на что мы указывали выше в этой главе) как устройства, состоящего из следующих трех основных элементов 1) активной среды, 2) системы накачки и 3) подходящего резонатора. Поэтому следующие три главы посвящены соответственно взаимодействию излучения с веществом, процессам накачки и теории пассивных оптических резонаторов. Общие представления, данные в этих главах, используются затем в гл. 5 при рассмотрении теории непрерывного и переходного режимов работы лазеров. Теория развивается в рамках приближения низшего порядка, т. е. на основе скоростных уравнений. Такое рассмотрение действительно позволяет описать большинство характеристик лазера. Очевидно, лазеры, в которых применяются разные активные среды, существенно различаются по своим характеристикам. Поэтому естественно, что следующая глава (гл. 6) посвящена обсуждению характерных свойств отдельных типов лазеров. К этому моменту читатель уже будет достаточно подготовлен к тому, чтобы понять принцип действия лазера и перейти к изучению характерных свойств выходного лазерного пучка (когерентности, монохроматичности, направленности, яркости, шумовых характеристик). Эти свойства мы [c.23]

В классической оптике давно существует способ, позволяющий составить интегральное преобразование произвольного распределения монохроматического поля на входе в оптическую систему в распределение на выходе он основан на использовании понятия о точечном эйконале. Первым воспользовался этим способом применительно к теории резонаторов, по-видимому, Коллинз [152]. В результате ему удалось установить весьма общие свойства резонаторов, имеющих две взаимно перпендикулярные осевые плоскости симметрии и относящихся, таким образом, к так называемым ортогональным оптическим системам (или системам с простым астигматизмом). [c.7]

В следующих главах будет проведено детальное рассмотрение методов генерации ультракоротких световых импульсов. Но предварительно в данной главе мы дадим в качестве необходимой основы описание общего принципа действия лазера, оптической накачки лазеров, свойств лазерных резонаторов, важных активных материалов и типов лазеров. В конце главы кратко рассматриваются принцип синхронизации мод (взаимодействие мод, захват мод) и основные методы ее реализации. [c.49]

Содержание пособия соответствует действующей программе курса общей физики для физических специальностей вузов. От существующих учебных пособий оно отличается тем, что в нем в сравнительно небольшом объеме наряду с традиционными вопросами строже и подробнее, чем это обычно принято, рассматриваются статистические и когерентные свойства квазимонохроматического излучения, спектральное разложение, электронная теория дисперсии, оптические резонаторы, разрешающая сила оптических и спектральных приборов, фотоэлектрические измерения, основы нелинейной оптики. Большое внимание уделяется объяснению свойств лазерного излучения и применению лазеров в оптическом эксперименте. Изложение учебного материала проводится на основе электромагнитной теории света, с соблюдением требования единства теории и эксперимента, обязательного при изучении курса общей физики. [c.6]

Итак, перейдем к анализу модели резонатора, содержащего лишь гауссовые оптические элементы, в частности произвольное число гауссовых апертур. Отметим вначале одно общее свойство таких резонаторов. Для этого рассмотрим поле основной моды резонатора в некотором поперечном сечении [c.199]

Общие свойства оптических резонаторов 485 [c.485]

ОБЩИЕ СВОЙСТВА ОПТИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ [c.485]

В подавляющем большинстве случаев термооптический возмущенный АЭ можно приближенно представить в виде идеальной линзы термической линзы АЭ (ТЛ АЭ), оптическая сила которой зависит от средней мощности накачки. Специфика материала АЭ, режима накачки, конструкции осветителя и прочие особенности конструкции твердотельных лазеров проявляются в малых аберрациях ТЛ АЭ. Характер этих аберраций может быть весьма сложен, однако для большого числа задач их влиянием на свойства резонатора, по сравнению с влиянием усредненной идеальной ТЛ, можно пренебречь. Поэтому в следующих параграфах исследование резонатора проводится в рамках гауссовой оптики. При этом в 4.2 исследуются общие закономерности поведения резонатора, содержащего внутрирезонаторную линзу. Выделяются два типа резонаторов, наиболее подходящих для использования в твердотельных лазерах. Па этой основе в 4.3-4.6 разрабатываются конкретные алгоритмы построения схем резонаторов твердотельных лазеров как с непрерывной, так и импульсной накачкой. [c.189]

Такого рода пучки называют гауссовыми они играют существенную роль в оптике. Собственная волна реальных устойчивых резонаторов при Л/>1 столь близка к гауссову пучку, что последний может описывать излучение для широкого класса лазеров с устойчивым резонатором. Гауссовы волны оказываются собственными для различных пассивных резонаторов и линзовых волноводов [6]. Гауссов когерентный пучок, не являясь ни гомоцентрическим, ни плоской волной, обладает определенной спецификой в закономерностях распространения и взаимодействия с оптическими системами. В этом смысле гауссов пучок оказывается новым объектом для технической оптики и требует в общем случае модернизации методов расчета оптических систем, предназначенных для трансформации лазерного излучения. В данной главе рассматриваются свойства и способы описания гауссовых пучков, а также закономерности их распространения и преобразования внешними (расположенными вне резонатора) простыми оптическими системами. [c.92]

Гетеролазеры и гетерофотоприём-н и к и, используемые в сочетании с плёночными полупроводниковыми Болиоводами, могут выполняться на основе единой Г. и на общей полупроводниковой подложке объединяться (интегрироваться) в оптич. схему (методами планарной технологии). Для управления условиями генерации и распространения света часто используются сложные Г., активный слой к-рых состоит из неск. слоев постоянного или плавно изменяющегося состава с соответствующим изменением Sg. Помимо локализации света в пределах одного или неск, слоёв в плоскости ГП, при создании интегрально-оптнч. схем возникает необходимость дополнит, локализации световых потоков в плоскости волноводных слоёв (в плоскости ГП). Такие волноводы наз. полосковыми и создаются изменением либо состава и свойств полупроводника в плоскости ВОЛ1ГОВОДНОГО слоя, либо толщины слоёв, Встраивание гетеролазера в волноводную схему осуществляется с помощью оптического резонатора, образуемого периодич, модуляцией толщины волноводного слоя. При определ. выборе периода модуляции благодаря дифракции в волноводе возникает волна, бегущая в обратном направлении. В результате формируется распределённое отражение света (см. Интегральная оптика). [c.449]

Излагается теория однополостных открытых оптических резонаторов, широко применяемых в квантовой электронике. Рассмотре ны резонаторы, содержащие внутренние оптические элементы и неоднородную среду. Большое внимание уделено прикладным методам расчета пространственных, частотных и поляризационных характеристик собственных типов колебаний, а также дифракционных потерь. Описаны общие свойства гауссовых пучков и теория их преобразования идеальными оптическими системами. Анализируется искаже ние собственных волн при разъюстировке резонаторов. [c.2]

Общие свойства резонаторов. В простейшем случае оптический резонатор длиной L представляет собой пару зеркал с радиусами кривизны Г1 и Гг с расположенным между ними активньш эле- [c.137]

Рассматриваются общие свойства распространения электромагаитного излучения и его взаимодействие с веществом, представлены асимптотические методы решения волнового уравнения. Большое внимание уделено анализу распространения света в слоистых периодических структурах (многослойных пленках, металлических и диэлектрических отражателях и интерференционных фильтрах). Изучаются дифракция при распространении света, а также рассеяние света на различных предметах, резонаторы и распространение света в оптических волокнах. [c.4]

В1961 г. была также опубликована выдающаяся работа Фокса и Ли [164], положившая начало теории открытых резонаторов в ее современном виде. В этой работе впервые была численно решена для нескольких частных примеров задача о существовании и свойствах низших (т.е. наиболее добротных) мод пустых резонаторов из плоских и вогнутых зеркал. Здесь же было введено понятие дифракщюяных потерь, которые являются долей общего потока излучения, рассеиваемой благодаря дифракции (или, в случае не рассматривавышхся в [164] резонаторов из выпуклых зеркал, по иным причинам) и проходящей мимо зеркал. Это понятие применительно к резонаторам оптического диапазона оказалось намного полезнее, чем понятие добротности, и к настоящему времени почти полностью вытеснило последнее. [c.61]

Так как спектры генерации и накачки вырождены, то появилась возможность максимальной интеграции в единой системе с обратной связью процессов вьшужденного излучения и нелинейного смешения волн. В главе 6 рассмотрены также гибридные (комбинированные) лазеры, которые содержат в общем резонаторе активную и нелинейную среды. Гибридные лазеры обладают рядом новых уникальных свойств, в том числе возможностью генерации пучков с дифракционной расходимостью на оптически несовершенных средах, само-свипирования длины волны излучения в диапазоне десятков нанометров с шагом дискретности до 10" нм ( ) и др. В главе 7 систематизированы и достаточно подробно проанализированы уже довольно многочисленные приложения лазеров на динамических решетках системы оптической связи через неоднородные среды и по многомодовым волокнам, логические и бистабильные элементы, оптические процессоры и системы нелинейной ассоциативной памяти, оптическая интерферометрия в спектральной области и са-моюсгирующиеся оптические интерферометры и тд. Приведенная полная библиография включает самые последние публикации 1987-1988 гг. В заключении рассмотрено место лазеров на динамических решетках среди других лазеров и проанализированы их предельные характеристики. Обсуждаются перспективы дальнейшего развития этой новой области квантовой электроники. [c.7]

Для компактного описания геометрооптических свойств сложной резонаторной системы используется различный формализм. Один из методов описания геометрооптических свойств произвольной резонаторной системы разработан С. Коллинзом [52]. Этот наиболее по-ледовательный и общий метод связан с введением специального эйконала оптической структуры (рис. 5.1). Коэффициенты разложения второго порядка введенного эйконала однозначно определяют свойства резонатора в рамках рассматриваемого приближения. [c.119]

Основной метод управления параметрами оптического квантового генератора, сложившийся к настоящему времени,— помещение внутрь резонатора какпх-то дополнительных элементов. Варьируя нх свойства, можио плавно изменять частоту, поляризацию и интенсивность излучения, регулировать развитие процесса генерации во времени. Свойства лазерного луча крайне чувствительны даже к небольшой трансформации резонатора. А раз так, то одновременно можно решать и обратную задачу — по изменениям характеристик лазерного луча судить о составе, свойствах или изменении свойств вещества, вносимого внутрь резонатора. Этот метод значительно чувствительнее, а во многих случаях и точнее обычных методов классической спектроскопии. Так как белорусские физики имели в своем распоряжении первые лазеры с перестраиваемой частотой, то им было легче воспользоваться богатыми возможностями нового метода изучения свойств вещества. Этот метод получил название внутрн-резонаторной спектроскопии и составляет нынче неотъемлемую часть более общей науки — лазерной спектроскопии. [c.123]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...