Усиление лазера

Однако приведенное выше на первый взгляд естественное заключение следует изучить более тщательно. Действительно, на раннем этапе развития лазеров считалось, что, если линия усиления лазера уширена однородно, то он в принципе должен те- [c.254]

Когда затвор открывается (при >0), усиление лазера значительно превосходит потери резонатора и число фотонов q(t) резко увеличивается от начального значения qi, устанавливаемого спонтанным излучением (<7, 1). В результате увеличения q t) инверсия населенностей будет уменьшаться от ее начального значения Ni. Когда N t) упадет до величины пороговой инверсии населенностей Np, то [c.285]

Рис. 5.27. Последовательность многократных импульсов в случае медленного включения. На рисунке представлено усиление лазера g t)=

Методы синхронизации мод можно разделить на две категории 1) активную синхронизацию мод, при которой потери или усиление лазера модулируются внешним управляющим сигналом, и 2) пассивную синхронизацию мод, создаваемую соответствующим насыщающимся поглотителем [c.312]

В качестве третьего примера активной синхронизации мод рассмотрим случай, когда модулируется усиление лазера, а не его потери. Если данный лазер накачивается излучением другого лазера, модуляция усиления осуществляется, как правило, если лазер накачки работает в режиме синхронизации мод, причем длина L резонатора накачиваемого лазера регулируется та- [c.316]

КИМ образом, чтобы период повторения импульсов 2L/ был равен периоду следования импульсов лазера накачки. Тогда импульсы накачиваемого лазера будут синхронизованы с импульсами лазера накачки, и поэтому данный метод называют синхронизацией мод при синхронной накачке. Этот тип накачки можно также осуществить в полупроводниковом лазере, пропуская через диодный переход ток в виде импульсов с частотой повторения /2L, где L — длина резонатора полупроводникового лазера. В обоих случаях зависимость усиления лазера от времени при такой импульсной накачке имеет вид, показанный [c.317]

Рис. 5.43. Временная зависи.мость скорости накачки Wp(t) и усиления лазера g(f) в лазере с синхронизацией мод и синхронной накачкой.

Как мы показали выше, ширина линии Avo (для перехода 633 нм) составляет около 1400 МГц. Поэтому генерацию в одной продольной моде можно осуществить, если применить достаточно короткий резонатор, у которого разность частот продольных мод (с/2Ь) сравнима с Avo. Фактически это условие означает, что L < 15—20 см. В этом случае необходимо обеспечивать тонкую подстройку длины резонатора, чтобы получить совпадение частоты моды с центром контура усиления. Лазеры этого типа допускают высокую степень стабилизации частоты (Av/v = 10- —10 ) с помощью провала Лэмба и даже еще лучшая степень стабилизации получается при использовании обращенного провала Лэмба с применением поглощающей ячейки, содержащей [c.350]

Вследствие высокого усиления лазеры на парах меди могут работать даже без зеркал резонатора. Большая расходимость излучения делает их неприменимыми для съемки голограмм. Такие лазеры оказываются очень удобными в качестве восстанавливающих источников света, в частности для голографической кинопроекции. [c.49]

Здесь Дш - спектральный интервал между минимумами, ближайшими к частоте накачки Одновременно должно выполняться условие (1.9). Поэтому ширину полосы усиления лазера на динамических решетках определяет более жесткое из этих двух условий. [c.33]

Из флуктуационной модели вытекает существенный вывод о том, что в том случае, когда время релаксации насыщающегося поглотителя превышает интервал между двумя соседними флуктуационными выбросами, селекция основного импульса существенно ухудшается. Интервал времени между двумя соседними выбросами по порядку величины равен средней длительности одной флуктуации, определяемой как обратная величина ширины линии усиления лазера [c.267]

Фиг. 5.1. Схема экспериментальной установки для измерения усиления лазера непрерывного действия методом максимальных потерь.

Усиление лазера непрерывного действия, измеренное методом усилителя и методом максимальных потерь (внутренний диаметр лазерной трубки 7 мм) [19] [c.242]

Настройка контура линии генерации ЛП-лидара на центры линий поглощения зондируемых атмосферных газов производилась методом изменения температуры рубинового стержня, помещенного в рубашку с охлаждающей жидкостью. При изменении температуры охлаждающей жидкости от —20 до +75 °С осуще ствляется плавная, практически линейная перестройка центра контура усиления лазера в интервале длин волн генерации 693,8—694,6 нм. В указанный спектральный диапазон попадает ряд линий поглощения газов Н2О, О2, N, I, NO2 и их изотопных модификаций, что позволяет осуществлять диагностику интегрального содержания перечисленных газов на атмосферной измерительной трассе, сосредоточенной между зеркалами измерителя. [c.217]

Вынужденное излучение происходит при столкновении кванта с электроном, находящимся на верхнем энергетическом уровне и отдающим квант энергии при переходе на нижний уровень. Усиление света получается за счет того, что первый квант, т. е. квант-возбудитель, после столкновения с атомом не исчезает, а сохраняется и дальше летит вместе с вновь рожденным квантом. Затем каждый из этих двух квантов сталкивается с одним атомом, а потом с восьмью, шестнадцатью и т. д., пока не кончится их путь в активном веществе. Так что чем длиннее будет этот путь, тем более мощную лавину квантов, т. е. более мощный луч света, вызывает первый квант. А так как первоначальный импульс света заключает в себе не 1 квант, а множество, то и лавина квантов становится мощной. Поэтому в твердотельных лазерах активное вещество используется в виде узких длинных призм, цилиндров, т. е. в виде стержней, длина которых примерно в 10 раз больше толщины. [c.294]

Зеркала необходимы для того, чтобы делать луч лазера направленным, а главным образом для многократного усиления первичной лавины квантов, летящих вдоль оси стержня активного вещества. Первичная лавина, пролетевшая стержень до конца, еще очень слаба для того, чтобы стать мощным потоком света. И ее отбрасывает назад зеркало на торце стержня. Зеркало со стопроцентным отражением света. Лавина квантов мчится обратно гигантскими скачками, набираясь новых сил. Нарастание мощности выходного пучка света происходит так быстро, что практически незаметно. [c.294]

Принцип стабилизации. Стабилизация частоты лазера, как и стандартов радиодиапазона, основана на использовании спектральных линий атомного или молекулярного газа (оптич. реперы), к центру к-рых привязывается частота V с помощью электроЕШОй системы автоматич. подстройки частоты, Т. к. линии усиления лазеров обычна значительно превосходят ширину полосы пропускания оптического резонатора, то нестабильность (бv) частоты V генерации в большинстве случаев определяется изменением оптич. длины резонатора /(б/) б V = Осн. источниками нестабиль- [c.451]

Рис. 5.6. Частотная зависимость усиления лазера от скорости иакачки Wp при условии насыщения (однородно уширенная линия).

Рис. 5.7. Частотная зависимость усиления лазера от скорости накачки Wp при условии иасыщеиия (иеодиородио уширенная линия) эффект частотного выжигания дырки в контуре усиления.

Однако ненасыщенный коэффициент усиления Go = exp(ag/) нельзя делать слишком большим, поскольку иначе в усилителе могут возникнуть два таких нежелательных эффекта, как паразитная генерация и усиленное спонтанное излучение (УСИ). Паразитная генерация возникает, когда усилитель начинает генерировать вследствие обратной связи, которая до некоторой степени всегда существует (например, благодаря наличию отражения на торцах усилителя). Явление УСИ уже рассматривалось нами в разд. 2.7.3. Оба этих явления имеют тенденцию снимать имеющурося инверсию и вследствие этого уменьшать усиление лазера. Чтобы свести к минимуму паразитную генерацию, не [c.488]

На тракт.ике нередки случа.и, когда ОКГ подвержены механическим вибрациям и тряске, а также другим нестабильностям. Например, при механических нестабильностях резонаторов газовых ОКГ выходное излучение модулируется по амялитуде с малы,м коэффициентом модуляции. Модуляция обусловлена пе,ремещенлямн в малых пределах основного типа колебаний внутри допплеровской линии за счет вибраций зеркал, что изменяет коэффициент усиления лазера. [c.243]

Частотное разделение между временными модами, которые существуют в резонаторе, дается выражением AF= l2L, где с — скорость света, а L — эффективная длина резонатора. Поскольку ширина полосы частот усиления активной среды определяет диапазон частот, в котором может происходить генерация лазера, число временных мод и расстояние между ними в пространстве частот зависят от длины резонатора и ширины полосы частот усиления лазера. Если AF — ширина полосы отдельной временной моды, то длина когерентности этой моды равна L = lIS.F. Обычно hF имеет порядок Ю Гц. Следовательно, оказывается порядка километра. Когда лазер генерирует более чем одну временную моду, длина когерентности уменьшается. Кольер и др. [41 дали достаточное математическое обоснование соотношения между числом временных мод и функцией когерентности. [c.288]

В простейшем варианте метода атмосферный канал включается в одно из плеч трехзеркального внутрирезонаторного лазерного спектрометра. Причем в качестве третьего зеркала могут использоваться не только выносные отражатели, но и естественные топографические светорассеиваюндие объекты или подстилаюндая поверхность [23]. Более сложные варианты предполагают использование амплитудно-фазовой модуляции излучения на выходе зеркала связи (промежуточного зеркала) с последуюш,им синхронным детектированием [19, 29], а также реализацию лазерного внутрирезонаторного гетеродинирования путем свипирования частоты генерации в пределах контура линии усиления лазера с использованием эффекта Доплера при движении отражателя [5, 19, 31], как это осуш,ествляется при обычном (внерезонатор-ном) оптическом смешении опорного и отраженного полей. [c.204]

Рис. 7.42. Схематическое представление стабилизированного одномодового лазера с интерферометром Фокса — Смита, а — расположение зеркал б — зависимости усиления лазера и пропускания интерферометра от частоты. При изменении расстояния /3 возникает максимум интенсивности выходного лазерного излучения, когда максимум пропускания интерферометра совпадает по частоте с модой резонатора. Зеракло М играет

Определение центров спектральных линий. Наиболее просто и эффективно в методе ВРЛС определяется положение центров линий. В этом случае ВР-спектрометр работает фактически как классический спектральный прибор с очень высокой чувствительностью. Вместе с тем существование спектральной зависимости коэффициента усиления лазера K(v)) вносит некоторые особенности, заключающиеся в появлении сдвига (А) центров провалов в ВРЛ-спектре относительно центров линий поглощения (А = = Vnp — Vлп). Подобный сдвиг имеет место лишь при несовпадении центров линии усиления лазера с линией поглощения исследуемого вещества. Он обусловлен перекачкой энергии [c.123]

Для того чтобы наблюдать частотные биения между различными модами, одно-, времепио возбужденными в пределах кон- тура усиления лазера, можпо подать луч лазера на катод фотоумножителя, выход-(Еой сигнал которого поступает в спек-(троанализатор (см., например, [14] или, [13]). Один из интересных аспектов, который иллюстрирует общую картину, описан в работе [13]. На рис. 11.22 показана мода ТЕМоод и перекрывающаяся с ней мода ТЕМ]од. Вспоминая то, что было изложено в гл. 6, 1 в связи с опрокидываниями фазы, происходящими в поперечных модах, мы видим, что поле [c.331]

Поверхностная закалка при нагреве лазером. Лазеры — это генераторы света (квантовые генераторы оптического диапазона). В основу их работы положено усиление электромагнитных колебаний при помощи индукцированного излучения атомов (молекул). Лазерное излучение монохроматично, распространяется очень узким пучком и характеризуется чрезвычайно высокой концентрацией энергии. Для промышленных целей применяют лазеры, у которых в качестве активных тел, т. е. источников генерируемого излучения, служат 1) твердые тела (твердотельные лазеры) рубины, иттрий-алюминиевые гранаты (ИАГ) и стекла, активированные неодимом [c.225]

Однако утверждение о высокой монохроматичности лазерногх) излучения нуждается в уточнении. Ниже будет показано (см. 1.6, 5.7), что в силу ряда причин линия любого излучателя будет уширена. Для газовых лазеров He—Ne, Аг" и др. это уширение обусловлено хаотическим тепловым движением атомов (эффект Доплера) и будет определяться длиной излучаемой волны, температурой газа и массой его атомов (см. 7.3). Но ггри исследовании излучения такого лазера (гриборами вьк окого разрешения (см. 5.7) можно показать, что вся излучаемая энергия сосредоточена в нескольких аномально узких линиях внутри контура усиления — продольных модах, соответствующих определенным типам колебаний (рис. 1.10,а). Физическая причина [c.35]

При этом искажается форма импульса и изменяется частота, соответствующая максимуму спектра В процессе расгфосгра -нения импульс может совершенно изменить свою исходную форму. Физические причины таких искажений многообразны так, например, в активной среде лазера наибольшее усиление происходит в передней части импульса, что должно приводить к дополнительному сдвигу максимума и соответственному увеличению групповой скорости, определяемой по указанной выше формальной схеме. Однако такая внутренняя перестройка импульса не может быть использована для передачи сигнала. В связи с этим нужно весьма критически относиться к иногда появляющимся публикациям, в которых утверждается, что групповая скорость лазерного излучения может быть больше скорости света в вакууме. Нужно ясно представлять себе, что в этом случае понятие групповой скорости теряет свой первоначальный смысл и величина U уже не определяет скорость распространения сигнала, которая, согласно специальной теории относительности, никогда не может быть больше скорости света в вакууме. [c.53]

Смотреть страницы где упоминается термин Усиление лазера : [c.255] [c.260] [c.278] [c.293] [c.349] [c.349] [c.415] [c.486] [c.550] [c.552] [c.34] [c.451] [c.206] [c.212] [c.213] [c.120] [c.124] [c.127] [c.187] [c.294] [c.378] [c.44]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...