Инверсия населенностей снятие

Нелинейная фаза (область II) начинается тогда, когда наибольший флуктуационный выброс поля излучения достигает интенсивности, при которой начинает проявляться нелинейность поглотителя или усилителя. Насыщение поглощения в очень быстро релаксирующем поглотителе благоприятствует росту максимального выброса по сравнению с другими, так как этот выброс испытывает меньшие потери, чем остальные с меньшей интенсивностью. Выделение максимального выброса из других флуктуаций усиливается еще вследствие того, что при малом уменьшении усиления за счет снятия инверсии населенностей в усилителе менее интенсивные флуктуационные выбросы с большой вероятностью могут оказаться ниже порога возбуждения. Это существенно уменьшает вероятность образования двойных импульсов. Одновременно это требует превышения [c.229]

Влияние снятия инверсии населенностей в активной среде [c.243]

Если данное неравенство не выполняется, то работа лазера возможна в импульсном режиме лишь при условии, что длительность импульса накачки короче времени жизни верхнего уровня или сравнима с ним Возникнув, лазерная генерация будет продолжаться до тех пор, пока число атомов, накопившихся на нижнем уровне, не станет достаточным для снятия инверсии населенностей. Поэтому такие лазеры называются лазерами наса-моограниченных переходах. [c.246]

Выведенные в предыдущем разделе уравнения при определенных условиях, налагаемых на параметры лазера, хорошо описывают свойства максимального импульса. Если требуется, однако, определить более точно условия синхронизации мод, т. е. условия формирования моноимпульса и подавления остальных импульсов, то в нелинейной фазе необходимо учесть процесс снятия инверсии населенностей в активной среде. Процесс генерации в твердотельных лазерах с пассивной синхронизацией мод моделировался в ряде работ на ЭВМ. При этом процесс снятия инверсии населенностей учитывался различным образом [7.7—7.10, 7.41—7.44]. Однако при таком описании сталки- [c.243]

Сравнение кривых б и в на рис. 7.3 показывает, что вероятность выделения из шума в конце линейной фазы наиболее интенсивного импульса увеличивается при снятии инверсии населенностей. В результате этого вероятность установления режима двойных импульсов уменьшается в оптимальной области примерно на один порядок. Следовательно, и в твердотельных лазерах снятие инверсии в активной среде способствует синхронизации мод, хотя механизм этого процесса полностью отличается от такового в лазерах на красителях и активная среда во время формирования моноимпульса в резонаторе еще далека от насыщения. На рис. 7,4 показаны результаты, полученные при изменении времени прохода резонатора и. Параметром кривых является р = Р1и. Кривые зависимости вероятности срыва режима формирования импульсов от времени прохода резонатора имеют четкий минимум, глубина которого растет с увеличением интенсивности накачки. Образование минимума можно объяснить тем, что с ростом времени прохода резонатора число флуктуационных выбросов в конце линейной фазы [c.252]

Выше численные примеры приводились только для лазера на стекле с неодимом и рубинового лазера. Лазер на АИГ Нс1 мы сознательно не рассматривали. Как это следует из табл. 7.1, сечение для вынужденного излучения в лазере на АИГ примерно в 20 раз больше, чем в обоих рассмотренных типах лазеров. В результате этого инверсия населенностей снимается значительно быстрее и предположение, сделанное при получении уравнения (7.46) (й< апор), больше не выполняется, что не позволяет использовать примененный выше приближенный метод расчета. Поэтому мы ограничимся лишь качественным анализом влияния на синхронизацию мод большого значения эффективного сечения. Обусловленное им более быстрое снятие инверсии повышает вероятность срыва режима формирования импульсов, в результате чего требуемые для синхронизации мод скорости накачки также растут. С другой стороны, однако, более быстрое снятие инверсии населенностей благоприятным образом сказывается на снижении вероятности установления режима двойных импульсов, которая поэтому при не слишком больших скоростях накачки оказывается суш,ественно меньшей. Обеспечение малой вероятности установления режима двойных импульсов, как следует из предыдуш,его рассмотрения, в большей степени сужает диапазон допустимых изменений параметров установки, чем обеспечение малой вероятности срыва режима установления импульсов. Поэтому большее значение сечения излучения повышает при оптимальных условиях стабильность режима генерации коротких импульсов, что подтверждается экспериментом. [c.253]

Активный матернал присутствует в относительно низкой концентрации, поэтому структура энергетических уровней электронов в свободном атоме до некоторой степени сохраняется, одиако сами по себе энергетические уровни сильно изменяются вследствие наличия материала основы. Именно это происходит в стекле, где концентрация N(1 + выше и где существуют некоторые колебания в составе материала основы, окружающего различные ионы неодима. Это вызывает асимметричное уширение энергетических уровней. На рис. 16.6 дано схематическое изображение уровней N(1 в АИГ. Метастабильный уровень (спонтанное время жизни 200. .. 500 мкс) является верхним уровнем лазерного перехода. Нижний лазерный уровень — это состояние Он имеет короткое радиационное время жнзни и находится значительно выше основного состояния, так что не может быть заселен электронами за счет тепловой энергии. Верхний энергетический уровень может быть быстро заселен путем снятия возбуждения с более высоких Р, О н Н уровне .. Таким образом, неодим образует четырехуровневую лазерную систему. Инверсия населенности может быть легко достигнута накачкой излучением в диапазоне длин волн 500. .. 800 нм. Это излучение поглощается при возбуждении системы с основного уровня на более высокие уровни, показанные на рисунке. [c.406]

Колебательные уровни азота являются метастабильными, в результате чего наиболее вероятный способ снятия возбуждения состоит в резонансной передаче при столкновении с находящейся в основном состоянии молекулой СОа, которая, таким образом, возбуждается до уровня (Ю 1. В результате может бьлть легко получена инверсия населенности между уровнем 00 1 и уровнями 10°0 или 02°0. Следует отметить, что с каждым колебательным уровнем связано большое количество близко расположенных, высокоэнергетических вращательных состояний. В результате могут возбуждаться многие лазерные переходы в области [c.413]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...