Резонаторы разгрузка

Более подробно изучается режим синхронизации мод, включены новые разделы, касающиеся лазеров с разгрузкой резонатора и методов сжатия оптического импульса. [c.8]

В случае непрерывного лазера с модуляцией добротности метод разгрузки резонатора можно использовать периодически для получения цуга ультракоротких импульсов, частота следования которых равна теперь частоте работы устройства разгрузки, а не частоте повторения /2L, устанавливаемой временем полного прохода резонатора. Если эта частота достаточно низка (100 кГц—1 МГц), то соответствующий промежуток между двумя последовательными разгрузками резонатора (1 — 10 мкс) обеспечивает достаточное время для восстановления синхронизации мод. Поэтому метод периодической разгрузки резонатора позволяет получить последовательность ультракоротких лазерных импульсов при намного более низкой частоте [c.324]

Рис. 6.8. Схема лазера на красителе, синхронно-накачиваемого второй гармоникой YAG Nd + лазера с активной синхронизацией мод, без разгрузки резонатора (с) и с разгрузкой (б) 1 — струя накачиваемого красителя, 2 — фильтр Лио, 3 — акустооптический дефлектор, служащий для периодического вывода импульса из резонатора

Лазер Непрерывный, свободная генерация Модуляция добротности Синхронизация мод Разгрузка резонатора Модуляция добротности с синхронизацией мод [c.71]

В зависимости от характеристик внешнего модулирующего воздействия на лазер реализуются следующие основные режимы генерации режим модуляции добротности, режим синхронизации мод, режим разгрузки резонатора, режим сдвоенной модуляции. [c.73]

В первый момент разгрузки резонатора давление во встречном потоке на некотором участке (до точки больше, чем в основном, поэтому в пространстве между соплом и резонатором существуют две струи, сталкивающиеся приблизительно на середине зоны между соплом и резонатором. Это схематически изображено на рис. 4, а. Скачок уплотнения располагается на расстоянии X от сопла, а воздух, вытекающий из струи, растекается радиально, перпендикулярно оси сопло — резонатор. При этом воздух движется узкой струей, по-видимому, со сверхзвуковой скоростью, так как на тепле-ровских фотографиях ясно видна периодическая структура потока. [c.16]

Конец фазы разгрузки наступает в момент, когда давление в резонаторе спадает до величины, меньшей по сравнению с давлением в основной струе (точка а . Скачок уплотнения перемещается в свое крайнее положение (рис. 4, в), приобретая конусообразную форму, а отработанный воздух обтекает резонатор. Процесс разгрузки резонатора заканчивается, и начинается новая фаза наполнения. Таким образом, взаимодействие постоянно существующего основного потока и периодически действующего обратного потока приводит к пульсации газа между резонатором и скачком уплотнения. Одновременно с этими пульсациями наблюдается осцилляция скачка уплотнения. Описанный вариант механизма колебаний [c.16]

Рис. 4. Перемещение скачка в струе в процессе разгрузки резонатора

Повышение частоты следования импульсов в серии может быть получено с помощью использования так называемого режима разгрузки резонатора [191. В этом режиме модулируются не вредные, а полезные потери на вывод излучения из резонатора (применяется, как правило, поляризационный вывод). Исходный резонатор лазера, работающего в режиме разгрузки, обладает высокой добротностью. [c.204]

Для реализации режима разгрузки резонатора используют лазер с высокодобротным резонатором, зеркала которого имеют коэффициент отражения, близкий к единице. В резонатор помещают управляемый внешним сигналом быстродействующий модулятор (переключатель) полезных потерь, предназначенный для вывода части излучения из резонатора. Применяют модуляторы (переключатели) как акустооптического, так и электрооптического типа. В лазерах, работающих в режиме разгрузки резонатора, используется обычно непрерывная накачка. [c.279]

Сравнивая режим разгрузки резонатора с режимом активной модуляции добротности, отметим, что в последнем случае плотность фотонов внутри резонатора в исходном состоянии (когда добротность низка) очень мала лазер находится ниже соответствующего высоким потерям порога генерации. При включении добротности начинается развитие генерации — одновременно начинает формироваться выходной импульс. Заметим, что его формирование начинается от спонтанного фона (от уровня шумов), что и приводит к существованию относительно длительного этапа линейного развития (см. рис. 3.2). [c.280]

В отличие от режима модуляции добротности режим разгрузки резонатора характеризуется высокой добротностью в исходном состоянии лазер находится выше соответствующего низким потерям порога генерации. До того как выходной импульс начнет формироваться, генерация уже идет и резонатор заполнен фотонами. Подчеркнем если в режиме модуляции добротности генерация начинается теле подачи управляющего сигнала на модулятор, то в режиме разгрузки резонатора модулятор включается в уже генерирующем лазере. Это существенно сокращает процесс формирования выходного импульса (в развитии импульса нет длительного линейного этапа). В результате появляется возможность реализации более высоких частот следования световых импульсов. [c.280]

Колебания плотности инверсной заселенности рабочих уровней в режиме разгрузки резонатора являются значительно более слабыми, чем в режиме модуляции добротности. Это связано с тем, что порог генерации в исходном состоя- [c.280]

НИИ, а следовательно, и начальная инверсная заселенность в случае разгрузки резонатора существенно ниже, чем при модуляции добротности. [c.281]

Принципиальная возможность режима разгрузки резонатора при использовании быстродействующего акустооптического модулятора обсуждалась в [53]. Этот режим генерации достаточно подробно исследован в непрерывно накачиваемом лазере на гранате с неодимом (см. [54—57]). В i58] рассмотрена разгрузка резонатора в лазере на красителе с импульсной накачкой. [c.281]

В [55] показано, что разгрузка резонатора в непрерывно накачиваемом лазере на гранате с неодимом позволяет получать среднюю выходную мощность, равную максимальной мощности непрерывной генерации при этом удается реализовать частоты следования световых импульсов от 100 кГц до десятков мегагерц (при длительности отдельных импульсов порядка 100 нс) >. Для сравнения укажем, что в режиме активной модуляции добротности при непрерывной накачке максимальная частота следования импульсов составляет приблизительно 50 кГц [59]. [c.281]

Другой путь увеличения / состоит в использовании режима разгрузки резонатора. Частоты реализуемые в этом [c.283]

Типичные характеристики режима разгрузки резонатора частота следования импульсов та 100 кГц — 10 МГц, длительность импульса 10—100 не, средняя выходная [c.283]

На рис. 3.7 приведена зависимость Рср/Ро от /, где Рц — максимальная мощность непрерывной генерации [55]. На рисунке выделены три области 1 — область частот, освоенная в режиме модуляции добротности (/ < 50 кГц), 2 — область, освоенная в режиме разгрузки резонатора (100 кГц < / < 10 МГц), 3 — область между верхней частотной границей режима модуляции добротности и нижней границей режима разгрузки резонатора. В области 3 оба рассматриваемых режима оказываются, вообще говоря, неустойчивыми. [c.283]

Применяя более глубокую модуляцию нагрузки (обеспечивающую более эффективную разгрузку резонатора за один импульс), можно реализовать устойчивую генерацию в области 3 [57]. С другой стороны, как отмечалось, обрыв импульса может привести к устойчивости в рассматриваемой области режима модуляции добротности. [c.283]

Метод разгрузки резонатора позволяет вывести энергию, накопленную в лазере, за время, равное времени полного прохода резонатора. Идею этого метода можно понять при помощи рис. 5.47. На этом рисунке изображен резонатор, составленный из зеркал с коэффициентом отражения 100 %, а выходной пучок выводится с помощью устройства специального типа. Коэффициент отражения R = R t) этого устройства до определенного момента времени равен нулю, а затем резко возрастает до 100 %. Таким образом, это устройство за два прохода выведет из резонатора (разгрузит резонатор) всю циркулирующую в лазере энергию. Впрочем, если коэффициент отражения R устройства переключается на величину, меньщую чем 100%, то [c.323]

Рис. 5.48. Типичная схема разгрузки резонатора в лазере с непрерывной (напрнмер, в Nd YAG- или Аг +-лазере) накачкой. Зеркала Afi — Мз обладают поминальным 100 7о-иым отражением на длине волны генерации. Штриховыми линиями показаны пучкн, дифрагированные модулятором. Для разгрузки резонатора лазера, работающего в режиме синхронизации мод, на одном из концов резонатора (например, вблизи зеркала Mi) помещается устройство для синхронизации мод.

ЭТОМ разгрузка резонатора происходит тогда, когда результирующий звуковой импульс взаимодействует с пучком в резонаторе. Следовательно, этот импульс должен быть синхронизован с циркулирующим в режиме синхронизации мод импульсом таким образом, чтобы оба импульса встречались в модуляторе. Заметим, что высокая несущая частота служит двойной цели, а именно позволяет осуществить амплитудную модуляцию короткими (тр = 10 не) импульсами и обеспечивает больщий угол дифракции 0d (0d = ХДа линейно увеличивается с ростом несущей частоты), 2) Пучок фокусируется в очень небольщое пятно в оптическом блоке модулятора. На самом деле продолжительность вывода излучения из резонатора определяется не только длительностью электрического импульса, но и временем прохождения звукового импульса через лазерный пучок. Выбрав, например, диаметр пятна d = 50 мкм и скорость звука v = = 3,76-10 см/с (скорость сдвиговых волн в кварце), получаем t = d/v = 3,3 НС. 3) Циркулирующий и дифрагированный импульсы заставляют взаимодействовать дважды со звуковым импульсом в модуляторе. Это обеспечивается зеркалом Мз лазера, которое также фокусирует и рассеянный пучок обратно в модулятор. Такой способ позволяет достичь высокой эффективности дифракции 70 %). [c.326]

Использование схем с разгрузкой резонатора ( avity dumping), одна из которых изображена на рис. 6.86, позволяет существенно увеличить энергию выходного импульса за счет снижения частоты повторения. [c.250]

Следует еще учесть, что в газоструйном генераторе обратная связь (по Гартману) осуществляется путем создания в резонаторе определенного противодавления втекающей струе. При этом торможение потока, вызывающее возникновение плоского скачка и повышение давления за ним, должно влиять на режим истечения не только в конце, но и в течение всего периода наполнения, что противоречит релаксационной гипотезе. А так как противодавление возрастает, и при неизменной величине коэффициент е = Ра/ о повышается, то и максимальная скорость истечения должна уменьшаться, а угол Маха увеличиваться. Это означает, что по мере нанолнения резонатора скачок уплотнения должен перемещаться к соплу. При наступлении фазы разгрузки и понижении противодавления скачок уплотнения начинает двигаться в обратном направлении. Такой же процесс наблюдается и для резонатора с /г = 0 в данном случае повышение давления происходит у отражателя. [c.17]

На рис. 44 показана схема структуры струи при низкочастотных осцилляциях, при давлении воздуха в сопле 3 ати в фазе разгрузки резонатора. Слева расположено основное сопло, а справа — так называемое пульсационное сопло (резонатор), соединенное с емкостью большого размера (10 д), предназначенной для снижения частоты пульсаций. Резуль-тируюш,ий поток воздуха, образованный при столкновении основной и пульсационной струй, имеет колоколообразную форму и направлен в сторону пульсационного сопла. Косой скачок, возникающий в зоне столкновения, обозначен Жх он совершает колебательные движения вдоль оси струи, тогда как поверхность струи колеблется в перпендикулярном направлении. За первым скачком наблюдается еще несколько косых скачков, что указывает на сверхзвуковой характер течения. В первый момент разгрузки у пульсационного сопла возникает вторая (слабая) ударная волна Жц, которая движется по направлению к основному соплу, но вскоре исчезает. Гартман отметил, что пульсационные явления в струе возникают начиная с некоторого значения при меньших расстояниях между соплами подобных осцилляций не наблюдается. При давлениях меньше критического Р 0,9 ати) ударные волны вырождаются, но в некотором диапазоне расстояний I колебания струи сохраняются. [c.67]

Режим разгрузки резонатора ( avity-dumping). Этот режим генерации называют также режимом модуляции нагрузки и режимом модуляции полезных потерь ). В отличие от режима модуляции добротности резонатора здесь осуществляется управление не вредными, а полезными потерями. [c.279]

Модуляция полезных потерь. С понятием модуляция добротности принято связывать модуляцию вредных потерь. При этом для режима модуляции полезных потерь используется специальный термин — разгрузка резонатора ( avity-dumping) см. 3.1. С более общей точки зрения, согласно которой добротность резонатора определяется как вредными, так и полезными потерями, модуляция полезных потерь может быть отнесена к одному из вариантов активной модуляции добротности резонатора. [c.335]

В [53] описан быстродействующий акустооптический затвор на плавленом кварце, предназначенный для реализации режима разгрузки резонатора. Время переключения затвора 5 не. Это достигается фокусировкой светового пучка радиус пучка в затворе составляет 20 мкм. Рассматриваемый затвор (играющий в данном случае роль модулятора полезных потерь) показан на рис. 3.27. Здесь 1 — активный элемент 2, 3,4 — высокоотражающие зеркала 5 - затвор, помещенный в центре сферы, отвечающей поверхности зеркала 4 6 — пучок, выводимый из резонатора при включении затвора. Непрерывные линии описывают световой пучок при выключенном затворе, а штриховые — при включенном. [c.335]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...