Резонатор неустойчивый (HP)

В резонаторах неустойчивой конфигурации ситуация иная, потери основной моды должны быть существенны. В противном случае их использование нецелесообразно (рис. 4.8). Высокие потери основной моды достигаются лишь тогда, когда амплитуда поля на границе апертуры сравнительно велика. Поэтому характер границы апертуры может играть весьма существенную роль при анализе модовой структуры неустойчивого резонатора. Существует обширная литература [10], в которой исследовались эффекты, связанные с рассеянием поля моды на границе апертуры в неустойчивом резонаторе, влияние этого рассеяния па структуру и потери основной моды. Было показано, что специфика границы играет существенную роль. [c.233]

Резонаторы неустойчивые 520—525 --дифракционная теория 542—545 [c.655]

Преимущества неустойчивых резонаторов. Неустойчивые резонаторы чаще всего используются с целью селекции поперечных типов колебаний и уменьшения угловой расходимости излучения. При больших объемах активной среды этот способ селекции является наиболее перспективным, так как не связан ни с усложнением лазерной системы, ни с заметным уменьшением КПД излучателя [44]. [c.210]

Важными параметрами мод являются их поперечные размеры,, угловая расходимость и частота колебаний. Рассмотрим резонатор, у которого оба или по крайней мере одно из зеркал являются сферическими. Пусть размеры зеркал велики, так что Л 3>1. При этом условии структура мод с не слишком высокими поперечными индексами определяется только радиусами кривизны зеркал Г] и Г2 и расстоянием между ними д и не зависит от радиусов зеркал Ц] и 02. (Исключение составляют так называемые неустойчивые резонаторы, которые используются лишь в редких случаях. Примером такого резонатора может служить резонатор, у которого выпуклые стороны зеркал обращены друг к другу.) На рис. 107 показаны световые пучки основной моды (сплощные линии) и одной из высших поперечных мод (штриховые линии). [c.284]

ВОЛНАХ КОНЕЧНОЙ АМПЛИТУДЫ В НЕУСТОЙЧИВОЙ ПЛАЗМЕ ВОЛНОМЕР НА ОТКРЫТОМ РЕЗОНАТОРЕ СО СФЕРИЧЕСКИМИ ВОЛНЫ ПРОБОИ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ КВ [c.75]

Рис. 2. Образование каустики (о) и диаграмма устойчивости двухзеркальных резонаторов (б) знаком плюс отмечены области устойчивости минусом — спасти неустойчивости сплошные линии — границы этих

Неустойчивые резонаторы обладают высокими потерями на излучение во внеш. пространство (см. выше). Потери возрастают с увеличением м и в, благодаря этому неустойчивые О. р. обеспечивают одномодовую (по тип) генерацию. Достоинством неустойчивых О. р. является большая поперечная протяжённость осп. моды, вследствие чего они могут быть использованы с активными средами большого поперечного сечения. Вывод энергии из неустойчивого О. р., как правило, осуществляется не сквозь зеркала, как в устойчивых О. р., а за краями одного из зеркал. В неустойчивых О. р. существенную (отрицат.) роль играет волна, отражённая от края зеркала и сходящаяся к оси О, р. Для уменьшения такого отражения применяют [c.457]

Рис. 9. Неустойчивый телескопический резонатор.

Рио. 11. Вывод энергии в виде компактного односвязного пучка из неустойчивого резонатора с вращением поля на а = я/2 АС — ребро уголкового отражателя зеркала, вблизи которого выводится пучок излучения (заштрихован), [c.457]

Ограничения интенсивности (числа частиц в одном цикле ускорения) в совр. С. э. в основном связаны с когерентными микроволновыми неустойчивостями пучка, возникающими вследствие его взаимодействия с металлич. поверхностями, обращёнными к пучку (с неоднородностями вакуумной камеры, соединит, фланцами и сильфонами, с деталями ускоряющих резонаторов, с измерит, электродами и т. д.). Для борьбы с такими неустойчивостями изменяют собств. частоту резонирующих элементов, вводят обратные связи, используют широкополосные демпфирующие системы. [c.532]

В так называемом устойчивом (стабильном) резонаторе распределение электромагнитного поля воспроизводится идентично при многократных проходах излучения между зеркалами и имеет стационарный характер. В результате попеременного отражения электромагнитных волн от зеркал оно формируется таким образом, что в приближении геометрической оптики излучение не выходит за пределы зеркал в поперечном направлении и выводится из устойчивого резонатора только благодаря частичному пропусканию самих отражающих элементов. В случае отсутствия потерь ( = X = 0) излучение могло бы существовать в устойчивом резонаторе бесконечно долго. В неустойчивом (нестабильном) резонаторе световые пучки (или описывающие их электромагнитные волны) в результате последовательных отражений от зеркал перемещаются в поперечном оси резонатора направлении к периферии и покидают его. [c.41]

Области значений Lp, Ri и R2, соответствующих устойчивому или неустойчивому резонатору, показаны на диаграмме устойчивости (рис. 1.10). Заполненная точками область устойчивости в системе координат Х = [c.42]

В лазере с неустойчивым резонатором генерация возникает в приосевой зоне. Покидающее эту зону излучение усиливается при многократных проходах между зеркалами, смещаясь при этом к периферии резонатора. Относительная величина смещения положения луча на [c.46]

Рис. 1.13. Основные параметры и ход лучей в неустойчивом резонаторе (f, и f2 — фокусные расстояния зеркал I и 2)

В отличие от устойчивого резонатора прозрачность неустойчивого резонатора определяется не пропусканием излучения выходным зеркалом, а геометрическими размерами системы и составляет отношение площади кольца выходящего излучения к площади сечения, занятого излучением, т. е. [c.47]

Из-за геометрического расширения излучения в резонаторе его интенсивность падает на одном проходе в раз. Однако, как видно из выражений (1.88) и (1.105), в стационарных условиях генерации и при малых внутрирезонаторных потерях (х О) усиление излучения на одном проходе также составит М . Таким образом, весь неустойчивый резонатор заполнен излучением с практически равной интенсивностью, что в отличие от устойчивых резонаторов обеспечивает полное и равномерное использование всей активной среды (см. рис. 1.12, г). Если добавить к этому высокую лучевую стойкость металлических зеркал, то преимущество неустойчивых резонаторов для мощных лазерных систем становится очевидным. [c.47]

В неустойчивых резонаторах, где дифракционные потери 6 зоне возникновения генерации весьма заметны (именно они и определяют размер этой зоны w ), появление и усиление мод высших порядков сильно затруднено. Поэтому лазеры с неустойчивым резонатором работают, как правило, в режиме генерации одной поперечной [c.50]

В случае неустойчивого резонатора выражение т]р имеет вид [c.53]

В случае неустойчивого резонатора распределение интенсивности излучения на выходе лазера в зависимости от формы выводного зеркала и его юстировки может иметь вид кольца, прямоугольной рамки, серпа или уголка. Распределение интенсивности в кольце будет однородным только в геометрическом приближении, т. е. если число Френеля (1.94) будет существенно больше единицы. В реальных технологических лазерах дифракционные потери, как правило, уже заметны. [c.63]

В случае характерного для неустойчивых резонаторов пучка кольцевого сечения с внешним диаметром Dk [c.67]

Рис. 4.6. Пример неустойчивого резонатора.

Рассмотрим теперь общий случай резонатора из двух сферических зеркал, имеющих радиусы Ri а R2 а разделенных друг от друга промежутком длиной L. Знак радиуса кривизны берется положительным для вогнутого и отрицательным для выпуклого зеркала. Наша задача состоит в том, чтобы вычислить амплитуды мод, дифракционные потери и резонансные частоты. Поскольку Ri и R2 могут принимать любые значения (либо положительные, либо отрицательные), можно будет составить такую комбинацию зеркал, которая приведет к неустойчивой конфигурации резонатора (см., например, рис. 4.6). В связи с этим [c.211]

Поэтому остановимся на схемах резонаторов с динамической стабильностью энергетических характеристик. При этом, как видно из рис. 4.8, имеется две возможности. Во-нервых, использовать неустойчивые резонаторы (р = р, см. формулу (4.30)). Во-вторых, динамически стабильные резонаторы, определяемые условием (4.46) или (4.48). Оба эти варианта нашли широкое распространение при построении схем резонаторов импульсных одномодовых лазеров. Резонаторы неустойчивой конфигурации, отличающиеся компактностью и простотой конструкции, мы подробно рассмотрим в 4.5. [c.227]

Построение же компактной оптической системы большой оптической длины, как было показано в предыдущих параграфах, связано с определенными трудностями. В частности, в таких оптических системах имеет место сильная фокусировка излучения на копцевом зеркале. Когда подобные явления становятся трудно преодолимыми, например, при Wq 2 мм или при работе лазера с очень высокой пиковой мощностью, целесообразно использовать схемы резонаторов неустойчивой конфигурации. В этом случае, как следует из рис. 4.10, возможно использование достаточно компактных схем с [c.232]

Все рассмотренные резонаторы представляют собой частные случаи резонатора, образованного двумя сферическими зеркалами с радиусами кривизны R y R2 и базой L. В зависимости от соотношения между R- , R и L резонаторы подразделяются на устойчивые и неустойчивые, К устойчивым резонаторам относятся такие, в которых луч после отражения от зеркал остается в ограниченном объеме вблизи оси резонатора. В противном случае резонатор неустойчивый. Рассмотренные выше резонаторы являются устойчивыми. Пример неустойчивого резонатора показан на ppi . 6.1, е. Согласно решению соответствующих интегральных уравнений, устойчивость резонатора можно характеризовать двумя безразмерными параметрами, учитывающими его геометрию [c.40]

Все оптические элементы ОКГ изготовляются из материала, прозрачного для диапазона генерируемых длин волн (9,6 10,6 мкм). К таким материалам относятся КВг, Na l они неустойчивы и плохо поддаются обработке, поэтому лазеры на основе СО а, как правило, работают с внутренними зеркалами. Использование германия осложняется его высокой стоимостью и еще большими трудностями обработки. В качестве резонатора используются два зеркала — либо оба плоские, либо одно сферическое, а другое плоское, либо оба сферические. [c.46]

Др. возможность состоит в том, что возмущение растёт всюду, в т. ч. в месте его появления. Это — а б с. неусто11Чивость, существующая благодаря наличию внутренних обратных связей, распределённых по всей активной системе. Примером может служить электронная лампа обратной волны, в к-рой возмущения, усиленные электронным потоком, переносятся эл.-магн. полями в обратном направлении, подвергаясь многократному усилению. Конечно, в большинстве реальных систем чёткое разделение конвективных и абс. неустойчивостей оказывается невозможным так, распределённый усилитель превращается в генератор при добавлении внешней обратной связи, если замкнуть этот усилитель в кольцо (соединить выход со входом) или ввести отражатели (зеркала), принуждающие возмущения многократно проводить через одни и те же участки активной среды. Так устроены лазеры, гиротроны и др. приборы с активными средами внутри резонаторов сходным образом водут себя упругие пластинки, обтекаемые потоком воздуха (флатторная неустойчивость), и др. [c.327]

Для сред с большим усилением используются неустойчивые О. р., в к-рых каустика образоваться не может луч, проходящий вблизи оси резонатора под малым углом к ней, после отражений неограниченно удаляется от оси. На рис. 2(6) дана диаграмма устойчивости О. р. при разл. соотношениях между радиусами R и R зеркал и расстоянием ё между ними. Незаштрихо-ванные области соответствуют наличию каустик, заштрихованные — их отсутствию. Точки, соответствующие резонатору с плоскими (П) и концентрическими (К) зеркалами, лежат на границе заштрихованных областей. На границе между устойчивыми и неустой- [c.454]

I/ — длина резонатора фокусные расстояния считаются положительными, если зеркала вогнутые). При невыполнении этого условия двухзеркальный О. р. является неустойчивым. Пример такого О. р. дан на рис. 1 е после многократных отражений лучи вырываются из него, что иногда используется для возбуждения О. р. или для вывода энергии из него (дифракц. вывод излучения — дифракц. связь). Аналогичным образом строятся моды для разнообразных многозеркальных О. р. При этом принципиально различают два класса приборов в первом, к к-рому, в частности, относятся двухзеркальные комбинации (рис. 1, а — е), поле в продольных ( лучевых ) направлениях имеет характер стоячих волн с масштабом Я/2 во втором классе приборов — т. н. кольцевых О. р., к к-рым относится, в частности, трёхзеркальный О. р. (рис. 2),— существуют две само-стоят. бегущие (вращающиеся) навстречу друг другу моды одинаковых частот. Впрочем, иногда с помощью невзаимных устройств, перегораживающих пучок, вырождение этих мод снимается вплоть до формирования одной бегущей волны. [c.492]

Для поперечной фокусировки в линейных У. можно было бы попытаться использовать эл.-магн. волну, к-рая ускоряет частицы. Однако в обычных волнах типа точки, соответствующие устойчивому фазовому движению, ока--зываются неустойчивыми для поперечных колебаний и наоборот. Чтобы обойти эту трудность, можно применять знакопеременную фазовую фокусировку (точки С и Z) на рис. 7 последовательно сменяют друг друга) или отказаться от азимутальной симметрии электрич. поля в резонаторе (квадрупольная ВЧ-фокусировка). Чаще всего, однако, для поперечной фокусировки применяют квадрупольные поля, создаваемые спец. магн. линзами. С 80-х гг. для изготовления таких линз качали использовать пост, магниты (сплав Sm o). [c.252]

Условие конфокальности (1.102) вместе с выражениями (1.103) и (1.105) и определяют геометрические размеры зеркал неустойчивого резонатора. [c.47]

Излучение никогда (даже в случае полуконфокаль-ного устойчивого или конфокального неустойчивого резонатора) не выходит из лазера в виде пучка параллельных [c.63]

Однородный круг (расчет) Однородное кольцо (расчет) Пучок из неустойчивого резонатора СОг-лазера с 7 см и а 1.2 см [c.70]

Собственные частоты системы подачи топлива или других узлов двигателя при динамических нагрузках определяют, возникнет ли неустойчивость с колебаниями той или иной частоты. Процесс горения можно изолировать от системы подачи увеличением перепада давления на форсунках. Если перепад давления на форсунках составляет примерно половину внутрикамерного давления, то низкочастотные колебания возникают редко. Использование демпфирующих устройств или согласование импедансов позволяет снизить требуемый перепад давления на форсунках до величин, меньших половины давления в камере сгорания при обеспечении устойчивой работы ЖРД. Изменения собственных частот системы питания можно добиться изменением длины или объема трубопроводов и коллекторов, а также установкой энергопоглощающих устройств типа четвертьволновых резонаторов или резонаторов Гельмгольца. Собственные частоты механических узлов можно изменять выбором других мест крепления или введением дополнительных креплений. Можно изменять и конструкцию камеры сгорания, чтобы уменьшить диапазон ее чувствительности к колебаниям низкой и промежуточной частот. Увеличение приведенной длины L или отношения длины к диаметру форсуночных каналов обычно повышает устойчивость [69]. Для ЖРД, работающих на водо- [c.174]

В предыдущем разделе мы обсудили условие устойчивости для обобщенных сферических резонаторов [см. условие (4.141)] и показали, что неустойчивые области соответствуют незаштри-хованным участкам в плоскости g,, g2 на рис. 4.39. Неустойчивые резонаторы можно подразделить на два класса 1) резонаторы положительной ветви, которые соответствуют условию 1 2 >1. и 2) резонаторы отрицательной ветви, которые соответствуют условию gig2 <С 0. [c.220]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...