Усиление лазера ненасыщенное

Генерация лазера возникает, когда усиление в активной среде достигает уровня потерь. Поэтому (6.32) определяет также и пороговое значение ненасыщенного коэффициента усиления на один проход К°. [c.292]

Для действия лазера необходимо не только эффективное заселение верхнего уровня рабочего перехода, но и быстрое опустошение нижнего уровня. В Не—Не-лазере нижние уровни 2р и Зр опустошаются в основном вследствие спонтанных переходов на уровни 1л. Вероятность этих переходов достаточно велика. Так, время жизни уровня 2р и большинства других уровней 2р составляет всего 2-10 с. Однако эффективному опустошению р-уров-ней может препятствовать значительная населенность уровней 1л. Два из них являются метастабильными, но и остальные опустошаются очень медленно вследствие пленения резонансного излучения. Поглощение излучения, испускаемого при спонтанных переходах с уровней 2р и Зр, атомами, находящимися на уровнях 1л, приводит к дополнительному заселению уровней 2р и Зр. Еще большую роль в заселении этих уровней играет электронное возбуждение с уровней 1л, эффективное сечение которого очень велико. Вследствие этого необходимым условием создания инверсной населенности является не слишком высокая концентрация атомов на уровнях 1л. Опустошение этих уровней происходит в основном при столкновениях со стенками разрядной трубки, к которым диффундируют возбужденные атомы. Процесс диффузии протекает тем быстрее, чем меньше диаметр трубки. Именно этим объясняется экспериментально установленная зависимость ненасыщенного коэффициента усиления от диаметра разрядной трубки [c.304]

Для типичного усилителя внутренний диаметр равен 2,5 мм, длина активного разряда равна 60 см и число Френеля для трубки приблизительно равно единице. Разрядная трубка окружена соленоидом [40, 41], который может создавать магнитное поле 500 э. Соленоид сделан с двумя обмотками, чтобы обеспечить плавное изменение осевого поля от максимума в одном направлении, через нулевое значение, до максимума в другом направлении. Усиление в центре линии необходимо измерять при различных уровнях входного сигнала от лазера-источника, чтобы облегчить выбор подходящего низкого значения входного сигнала. Такой выбор необходим для того, чтобы обеспечить ненасыщенный рел<им работы усилителя при измерении ширины линии выходящего излучения. Между усилителем и приемником может оказаться необходимым поместить несколько ослабителей. [c.398]

Для того чтобы при измерении ширины линии, которая согласуется с теоретическим значением допплеровской ширины, ненасыщенное усиление было мало, желательно иметь трубку с малым усилением. Поскольку же усиление и диаметр трубки в газовых лазерах, которым присущ ограничивающий эффект амбиполярной диффузии, связаны по меньшей мере обратным соотношением, то наиболее простое решение — взять такой же усилитель, но с большим диаметром трубки ( l см). Тогда (в случае неоднородно уширенной линии) измеренная ширина линии будет совпадать с теоретической допплеровской шириной при условии, что правильно выбрано значение средней атомной температуры [34. [c.400]

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]

Как видно из рис. 8.5, волоконные ВКР-усилители легко обеспечивают усиление в 1000 раз (30 дБ) при мощности накачки около 1 Вт [51]. В недавнем эксперименте [54] сп1Нал от полупроводникового лазера с длиной волны 1,24 мкм был усилен на 45 дБ в световоде длиной 2,4 км. В этих экспериментах использовалась попутная накачка. В другом эксперименте [53] сигнал на длрше волны 1,4 мкм от полупроводникового лазера усиливался в поле как попутной, так и встречной волн накачки. В качестве накачки использовалось излучение от непрерывного Nd ИАГ-лазера с длиной волны 1.32 мкм. Было получено ненасыщенное усиление 21 дБ при мощности накачки около 1 Вт. В обеих конфигурациях усиление было примерно одинаковым благодаря изотропии процесса ВКР. [c.230]

Все рассмотренные схемы были предложены в начале 80-х годов. Они были предназначены в основном для улучшения расходимости излучения мощных лазеров и базировались на нелинейных средах с локальным откликом типа насыщающихся двухуровневых поглотителей. Анализ выходных характеристик и зффективносги таких гибридных лазеров показал, что они предпочтительнее лазеров с обычными резонаторами только при очень высоких значениях ненасыщенного усиления (см. обзор [2] и СШ1С0К литературь в нем). При слабом насыщении обращающего зеркала выходные характеристики гибридного лазера примерно такие [c.192]

Генерация в лазере устанавливается на уровне игпеисивио сти /i, при котором усиление равно потерям. Так же, как и в работ 191, мы введем здесь параметр возбуждения т), который представляет собой отношение максимального ненасыщенного усиления (S.63) к полным потерям за один проход. Поскольку усиление при насыщении равно потерям, ю, предполагая, чго величина (v) постоянна по сечению газоразрядной трубки лазера, мы можем naiiH aib [c.204]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...