Лазеры продольные моды

Таким методом записана структура линии газового лазера (рис. 5.6 ), где четко выделяются продольные моды внутри контура, уширенного в силу эффекта Доплера. [c.251]

При исследовании явления насыщения усиления мы рассматривали взаимодействие среды с бегущими световыми волнами. В действительности, при достаточно высоких коэффициентах отражения зеркал, поле в резонаторе может быть близко к стоячей волне. Если подвижность атомов ограниченна (например, в твердых телах), то инверсная населенность и коэффициент усиления в узлах стоячей волны будут больше, чем в пучностях. Поскольку для разных продольных мод положения узлов различны, то и при однородном уширении каждая из них использует в какой-то мере свой запас инверсной населенности. Это может привести к тому, что и в случае однородного уширения генерация лазера будет [c.292]

В этих интерферометрах резонатор лазера используется и как измерительный интерферометр, формирующий сигнал измерительной информации. При этом для определения расстояний используется то обстоятельство, что разностная частота между соседними продольными модами резонатора является функцией его длины [c.231]

Для образования импульсов фемтосекундной длительности необходима синфазная генерация большого числа продольных мод лазера, что обеспечивают молекулы органич. красителей с шириной полосы усиления более [c.280]

Даже когда лазер работает в режиме одной поперечной моды (т. е. при фиксированных m и /), он может все же генерировать несколько продольных мод (т. е. мод, отличающихся значением продольного индекса п). Частотное расстояние между этими модами равно Avn = /2L. В некоторых случаях для выделения одной продольной моды можно использовать короткие резонаторы, такие, что Av > Avo, где Avo—ширина контура усиления При этом если частота моды настроена на центр линии усиления, то частоты соседних продольных мод оказываются расположенными на достаточно большом расстоянии от центра линии усиления, так что (при не очень большом превышении накачки над пороговым значением) лазер на этих модах генерировать не может. Условие применимости данной схемы селекции мод можно записать в виде [c.258]

Рис. 5,11. Схематическое представление мощного лазера на красителе в режиме одной продольной моды, в котором используется однонаправленный

В Не —Ые-лазере, генерирующем на двух соседних продольных модах, частота одной из которых совпадает с центром лазерного перехода соо, [c.327]

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]

Типичный спектр излучения диодного лазера приведен на рис. 6.48. Равномерно расположенные пики соответствуют различным продольным модам резонатора Фабри — Перо. Вспоминая, что длина резонатора должна удовлетворять соотношению [см. (4.3)] L =/Хо/2л, где I — целое число, а п — показатель преломления полупроводника, мы видим, что два соседних пика [c.417]

Рассмотрим лазер, генерирующий в непрерывном режиме излучение на одной поперечной и продольной моде. Как уже отме- [c.444]

Рассмотрим сначала непрерывный лазер, генерирующий на одной поперечной и продольной моде. Чуть выше порога генерации флуктуациями амплитуды можно пренебречь. Тогда аналитические сигналы волны в двух точках Г и Гг можно записать следующим образом [c.457]

В лазерах взаимодействие излучения с активным веществом происходит внутри резонатора (п. 1.1). Если резонатор обладает высокой добротностью, то с достаточно высокой точностью частота продольных мод электромагнитного поля определяется по формуле [c.24]

Для лазеров на гранате с неодимом (как и для большинства других твердотельных лазеров) балансные уравнения многомодового по продольным модам лазера имеют вид [c.49]

PiHi . 3.8. Расчетные резонансные кривые ттрехмодового лазера (продольные моды) лр одинаковой глубине модуляции потерь в модах для следующих фазо вых соотношений ф1= ф2=0 )э я [c.82]

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]

Модель воаникновения продольных мод и получение одномодовой генерации лазера [c.35]

Интерферограмма красной линии неон-гелие-вого лазера, генерирующего на одной (а) и двух (б) продольных модах (/ == 10 см) [c.250]

Если две близкие по длине волны линии излучаются лазером, то можно существенно улучшить условия их раздельного наблюдения. Это иллюстрируется интер-ферометрическими измерениями очень малых расстояний между продольными модами (см. рис. [c.394]

Явление насыщения усиления было рассмотрено выше для простого случая, когда генерация осуществляется на одной частоте. В Не—iNe-лазере, за исключением пороговой области, в генерации обычно участвует несколько продольных мод и часто также несколько поперечных мод. При длине резонатора 1 м частотные интервалы между соседними модами невелики, вследствие чего происходит значительное перекрытие провалов на кривой коэффициента усиления. Это соответствует случаю так называемого квазиоднородного насыщения усиления. Теоретическое рассмотрение насыщения усиления при этом оказывается достаточно сложным. Однако общий характер зависимости коэффициента усиления от плотности излучения остается неизменным. Если принять, что мощность насыщения Рц остается постоянной независимо от условий возбуждения активной среды, Рн = onst, то можно по-казать, что средняя мощность излучения в резонаторе ОКГ Р зависит от отношения К°1Кп [c.305]

Благодаря описанным эффектам интенсивность излучения лазера будет циклически меняться, причем полный цикл модуляции интенсивности излучения будет происходить при смещении внешнего зеркала 4 на Х/2 (в случае существования только продольных мод как в резонаторе /, так и в резонаторе II). Аналогичная периодичность модуляции излучения лазера наблюдается и в случае, когда в резонаторах lull существуют продольные и поперечные моды, но каустические поверхности разноименных мод этих резонаторов не соприкасаются (например, в зеркальном, симметричном относительно внутреннего зеркала 3, резонаторе). [c.234]

Кроме лазеров в качестве источников света созданы квантовые И. для измерения небольших перс-мош,епий, длин деталей. Их действие основано на зависимости разностной частоты излучения. между соседними продольными модами лазера /=е/2Л от длины резонатора L (см. Ла-зер). По изменению разностной частоты Д/, происходящей при перемещении одного из зеркал резонатора, может быть измерена величина этого перемещения кЬ — Ш-Щс. Преимуществом таких И. является то, что измерение линейных размеров (и перемещений) сводится к определению частоты, к-рую можно измерить радиотехн. методами с высокой степенью точности. [c.171]

Важной проблемой в случае составного О. р. является эфф. заполнение активной среды лазера нолем выбранной моды. Если составной О. р. обладает осью или плоскостью симметрии, то продольная мода (как и у двухзеркального О. р.) является гауссовым пучком (см. Квазиоптит). Его прохождение через оптич. элементы описывается матрицами этих элементов (см. Матричные методы В оптике), а прохождение через О. р. описывается матрицей, являющейся произведе- ж-е нием матриц составляющих его оптич. элементов. При 455 [c.455]

В лазерах на красителях применяется комбинация дифракц. решётки и интерферометра Фабри — Перо (рис. 7). При этом интерферометр выделяет одну продольную моду, а решётка предотвращает генерацию на др. порядках интерферометра. Линзы Л и Л , образующие т, н. телескоп, согласуют узкий пучок, проходящий через активную среду А, с широким пучком, попадающи.м на интерферометр и решётку. Активная среда в таком О. р. играет также роль диафрагмы. Накачка [c.456]

Ширина спектра излучения лазера с Р. д, зависит от режима работы лазера (импульсный или непрерывный), превышения над порогом генерации, конкуренции продольных мод и др. факторов. Так, в имнульсвок лазере с Р. д. ширина спектра генерации определяется эфф. полосой бЛр и длительностью импульса генерации Tj, в соответствии с ф-лой [c.318]

Бнерация сверхкоротких импульсов. Для генерации СКИ в лазерах используют процесс синхронизации продольных мод резонатора лазера. Для синхронизации мод применяются пассивные и активные методы связывания фаз продольных мод лазера. При одинаковой фазе, навязанной всем продольным модам лазера, синфазное сложение амплитуд электрич, полей приводит к генерации СКИ, длительность к-рых ограничена шириной спектра генерации. В неодимовых лазерах, к-рые обычно используют в Ф. с., достигается генерация СКИ длительностью 10" — 10 с при помещении в оптич. резонатор лазера насыщающихся органич. красителей—для пассивной синхронизации мод, а также акустооптич. и эл.-оптич. модуляторов света—для активной синхронизации мод. В методе активной синхронизации мод сфазирование отдельных продольных мод осуществляется с помощью помещаемого внутрь резонатора модулятора для управления потерями резонатора внеш. периодич. сигналом с частотой, равной или кратной частотному интервалу между продольными модами резонатора лазера [3 ]. [c.280]

Несмотря на низкие энергетические характеристики, не позволяющие использовать Не — Ne-лазвр в термической и селективной технологии, он является самым распространенным газовым лазером. Причина такой популярности обусловлена прежде всего его уникальными спектральными характеристиками. Благодаря низкому давлению газа, ширина линии излучения Не — Ые-лазе-ра определяется эффектом Доплера и согласно (1.38) составляет 10 Гц. При характерных длинах лазера ( 10 см) расстояние между собственными частотами резонатора [см. (2.13)] составит также 10 Гц. Поэтому Не — Ne-лазср позволяет осуществлять одночастотную генерацию на одной продольной моде и обладает исключительно высокой монохроматичностью и стабильностью излучения (Av/vo 10 ). Эти качества, а также возможность генерации в видимом диапазоне длин волн делают Не — Ne-лазер незаменимым элементом во многих оптических устройствах, предназначенных для измерения расстояний, контроля размеров, лазерной связи и научных исследований. Очень часто Не — Ne-лазер используется в качестве вспомогательного оборудования для юстировки и визуализации положения луча в других лазерных системах. Большой интерес вызывают появившиеся в последнее время сведения о возможности эффективного использования Не — Ne-лазеров в медицине. [c.159]

В заключение укажем еще одно явление, способное приводить к пйчковому режиму генерации. Линия флюоресценции твердотельных лазеров (см. табл. 1.1) достаточно широка, длина резонатора, наоборот, мала и поэтому все они, как правило, могут работать на большом числе продольных мод. Активные ионы рабочего тела в твердотельных лазерах закреплены на своем месте в матрице. Поэтому возникновение генерации на одной из собственных частот резонатора приводит к снижению коэффициента усиления в слоях рабочего тела, совпадающих с пучностями стоячей электромагнитной волны. В результате этого создаются предпочтительные условия генерации с пучностями поля, соответствующими узлам ранее рассмотренной моды, и возникает возможность пичкового режима генерации. [c.173]

Употребление в литературе по лазерам терминов продольная и поперечная мода иногда приводит к путанице и может создавать (ошибочное) представление о том, что существуют два различных типа мод, а именно продольные (иногда называемые аксиальными) и поперечные моды. В дей-ствительиостн же любая мода характеризуется тремя числами, например п, т, I, в соответствии с выражением (4.70). Электрические и магнитные поля мод почти перпендикулярны оси резонатора. Изменение этих полей в поперечном направлении характеризуется числами i и т, в то время как изменение поля в продольном (аксиальном) направлении определяется величиной п. Когда говорят, причем, как правило, не корректно, о (даипон) поперечной моде, то подразумевают определенные значения поперечных индексов i и т, не обращая внимания на величину п. Следовательно, отдельная поперечная мода —это мода с одним единственным значением поперечных индексов I, т. Аналогичным образом можно объяснить термин продольная мода. Так, например, две соседние продольные моды — это моды с последовательными значениями продольного индекса п т.е. п и п+ или п—1), [c.189]

Лазеры, как правило, имеют тенденцию генерировать в многомодовом режиме. Это обусловлено главным образом тем, что межмодовое расстояние обычно меньше (а часто и много меньше) ширины контура усиления. Например, если выбрать L = = 1 м, то разность частот между двумя последовательными продольными модами будет равна Av = /2L=150 МГц. Однако ширина линии лазера может находиться в пределах от [c.254]

Рис. 5.13. Мс1 УА0-лазер в режиме одной продольной моды, в котором используется однонаправленный неплоскнй кольцевой резонатор. (Согласно

В СОа-лазере низкого давления щирниа линии Avq = 50 МГц определяется главным образом доплеровским ущиреннем. Лазер работает при мощности накачки, которая в два раза превышает пороговую. Вычислите максимальное расстояние между зеркалами, при котором еще возможна генерация в режиме одной продольной моды. [c.327]

В волоконно-оптических системах связи, работающих на длине волны 1.55 мкм. чтобы уменьшить действие ДГС, можно идти двумя путями. Во-первых, использовать световоды со смещенной дисперсией (см. разд. 1.2.3), в которых длина волны минимальной дисперсии совпадает с длиной волны минимальных потерь. И, во-вторых, использовать полупроводниковые лазеры, работающие преимущественно на одной продольной моде, так чтобы спектральная ширина источника в непрерывной генерации была ниже 100 МГц [21]. Для таких лазеров в уравнении (3.4.2) под W понимается уже ширина спектра импульса. Если гауссовский импульс не имеет частотной модуляции, то В. Тогда из уравнения (3.4.2) следует, что при L=50km ДГС некритична вплоть до скоростей передачи 10 Гбит/с. [c.74]

В аналогичных экспериментах [23] модуляционная неустойчивость индуцировалась введением сигнала наряду с импульсами YAG-лазера. Сигналом служило излучение InGaAsP-лазера. работающего в режиме одной продольной моды. Данный лазер мог перестраиваться в диапазоне нескольких нанометров вблизи длины волны генерации YAG-лазера. Мощность сигнала 0,5 мВт была много меньше пиковой мощности излучения импульсов YAG-лазера Pq = = 3 Вт. Тем не менее наличие сигнала приводило к распаду импульсов YAG-лазера на периодическую последовательность импульсов, период которой составлял величину, обратную разности частот сигнала и излучения накачки. Более того, данный период можно было регулировать перестройкой длины волны lnGaAsP-лазера. На рис. 5.3 изображены АКФ для двух различных длин волн сигнала. Поскольку длительность наблюдаемых импульсов менее 1 пс. данный метод позволяет генерировать субпикосекундные импульсы, частотой следования которых можно управлять, перестраивая длину волны сигнала. [c.109]

Следующий крупный успех — прорыв в область пикосекундных масштабов времени (t 10 с) датируется 1966—1968 гг. В эти годы были предложены и реализованы методы синхронизации продольных мод лазеров и созданы первые пикосекундные лазеры на стекле с неодимом, генерировавшие импульсы с длительностями до нескольких пикосекунд (их стали называть сверхкороткими ) и мощностями 10 —10 Вт. В те же годы были предложены и впервые продемонстрированы методы нелинейно-оптического формирования и сжатия пикосекундных импульсов, запущены параметрические генераторы перестраиваемых по частоте пикосекундных импульсов, позволившие перекрыть видимый и инфракрасный диапазоны спектра. Таким образом, была продемонстрирована эффективность использования быстрой электронной нелинейности в пико- и субпикосекундной оптической технике. [c.9]

Вид уравнений, описывающих генерацию лазера, существенно зависит от спектрального состава и поперечного распреде/1ения поля излучения. Наиболее простой вид получается для Лазера, )генерирующего на одной поперечной моде резонатора (обычно нулевой) и на одной частоте (одной продольной моде резонатора) 120, 41, 42] [c.48]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...