Радиус расходимости дифракционный

Радиус расходимости дифракционный 299 [c.510]

Следовательно, дифракционная картина, создаваемая в фокальной плоскости линзы, состоит из круглой центральной зоны (диск Эйри), окруженной рядом колец с быстро убывающей интенсивностью. Расходимость 6d исходного пучка обычно определяется как угловой радиус первого минимума, показанного на рис. 7.6. Таким образом, из рис. 7.6 и выражений (7.47) и (7.44) получаем соотношение (7.43). При этом можно показать, что выражение (7.43) для Ва имеет некоторую неопределенность. [c.460]

Был разработан резонатор [219], в котором в качестве глухого зеркала применено выпуклое зеркало, а в качестве выходного — плоское зеркало с малым диаметром (его диаметр может быть в несколько раз или на порядок меньше апертуры разрядного канала). При малых радиусах выпуклого зеркала в этом резонаторе уже за один проход формируется пучок с малой расходимостью, и для формирования пучка с дифракционным качеством требуется меньшее число проходов, чем при работе с телескопическим HP. Но мощность излучения при HP с глухим выпуклым зеркалом в несколько раз меньше, так как в формировании выходного расширяющегося пучка участвует лишь часть активной среды. [c.123]

В некоторых случаях требуется сконцентрировать энергию лазерного пучка на возможно меньшей площади, т. е. преобразовать пучок так. чтобы получить перетяжку минимального радиуса. Для этой цели выбирают короткофокусную линзу и помещают ее, как это ни парадоксально, далеко от лазера, на расстоянии, большом по сравнению с радиусом дифракционной расходимости лазерного пучка, так, чтобы пятно лазерного излучения заполняло возможно большую часть поверхности линзы (рис. 6.24, г). Радиус перетяжки преобразованного пучка получается при этом приблизительно равным 2КР/(лс1) (й — диаметр линзы). Если ё Р, то вся энергия пучка концентрируется на площадке, линейный размер которой порядка длины волны К. [c.304]

Здесь множитель р /5(р + )] учитывает расходимость дифрагированных лучей, покидающих поверхность в точке 6 2 и фокусирующихся на расстоянии от 025 множитель с , / таким образом, dt /dt 2У учитывает расходимость поверхностных лучей. В выражении (6Л.2) дифракционный коэффициент ) р записан в виде произведения двух коэффициентов > (0,) и > ,(0 , поскольку радиусы кривизны траекторий (и, следовательно, /3), в точках 0, и [c.428]

Пусть измерительная линза заметно удалена от источника, так что параметр ширины на линзе Wi существенно превышает Wq и дифракционная компонента расходимости соответственно мала. Мысленно разобьем линзу на две, одна из которых имеет фокусное расстояние, равное радиусу кривизны Pi волнового фронта непосредственно перед ней, у другой / = = (1// — 1/Pi) >/ Первая из этих линз вьшрямляет волновой фронт и тем самым уничтожает геометрическую компоненту расходимости, превращая пучок в гауссов с параметром ширины в перетяжке Wi и полной расходимостью X/ n/ttwi), существенно меньшей, чем у исходного пучка. Вторая линза формирует в своей фокальной плоскости, т.е. на расстоянии / = / пятно, размер которого соответствует этой меньшей расходимости. Нетрудно видеть, что отношение djl достигнет своего минимального значения, равного X/( /7rwi), именно здесь, а не в истинной фокальной плоскости измерительной линзы (где оно составляет [c.59]

В лазерах с диффузным охлаждением отношение мощности излучения к длине разрядной трубки P/L не зависит от радиуса разрядной трубки и давления рабочей смеси. Поэтому основной путь увеличения мощности излучения СОг-лазера с диффузным охлаждением — это увеличение длины разрядных трубок (до десяти метров). Учитывая ограничение, налагаемое дифракционными явлениями на предельную длину лазера L p 5- 50 м, предельная мощность лазера с диффузным охлаждением Рцр О Зч-З кВт. Для уменьшения длины мощных диффузно-охла-ждаемых СОг-лазеров используется система параллельно расположенных газоразрядных трубок, последовательно объединенных единой оптической системой (это лазеры с так называемым сложением или ломаным резонатором). Основной недостаток таких лазеров — сравнительно высокая расходимость лазерного излучения, на 1—2 порядка превышающая дифракционный предел, что обусловлено многомодовььм характером излучения и большим числом оптических элементов, в частности, поворотных зеркал. [c.48]

За период 1980-1989 гг. проведен большой объем экспериментальных и теоретических работ с целью повышения мощности и КПД лазера на парах меди, исследования структуры и повышения качества его выходного излучения [124-132]. Установлено, что структура излучения с оптическим резонатором многопучковая (обычно наблюдается от трех до пяти пучков). Каждый пучок излучения обладает своими пространственными, временными и энергетическими характеристиками. Применение неустойчивого резонатора телескопического типа с коэффициентом увеличения М = 50-300 приводит к формированию пучков излучения с расходимостью близкой к дифракционной и дифракционной. В режиме работы с одним зеркалом структура излучения двухпучковая. С одним выпуклым зеркалом, радиус кривизны которого на два порядка меньше длины АЭ, формируется пучок с расходимостью близкой к дифракционной и с высокой стабильностью характеристик [131, 132]. Исследована структура излучения и его характеристики в лазерных системах типа ЗГ-УМ [126-132. [c.25]

Из анализа формул (4.4), (4.6) следует, что расходимость и плотность мощности излучения можно изменять в щироких пределах, меняя радиус кривизны R выпуклого зеркала и расстояние I от зеркала до выходной апертуры АВ. Когда R на два порядка меньще расстояния I, расходимость пучка 0реал становится близкой к дифракционному пределу 0реал = (2 3)0диф. Увеличение расстояния I не всегда оказывается целесообразным, так как при этом из-за ограниченности времени существования инверсии существенно снижается мощность излучения. [c.126]

На рис. 4.11 приведены экспериментальные зависимости средней мощности излучения в качественном (/, 3, 5) и фоновом 2, 4, 6) пучках сверхсветимости, а на рис. 4.12 — расчетные (1, 5) и экспериментальные 2, 6) зависимости расходимости качественного пучка (D = = 2 см) и зависимости плотности мощности излучения в пятне фокусировки (.5, 4, 7) от радиуса выпуклого зеркала для АЭ ГЛ-201 и ГЛ-201 Д. По мере уменьшения радиуса зеркала R мощность и расходимость качественного пучка падают, стремясь соответственно к нулю и дифракционному пределу 0диф = 0,07 мрад. Для АЭ ГЛ-201 с прямой схемой накачки изменение радиуса кривизны зеркала R от 10 до 0,6 см [c.126]

Анализ хода кривых 5 и 5 на рис. 4.11 показывает, что при малых радиусах кривизны зеркала, когда расходимость близка к дифракционному пределу, КПД для АЭ ГЛ-201Д больше, чем для [c.127]

Геометрическую расходимость пучков можно уменьшить до определенного предельного значения с помощью линзы, зеркала или коллиматора на их основе. Чем меньше радиус кривизны выпуклого зеркала (7 на рис. 5.8, б), тем ближе расходимость качественного пучка с 0геом = = 18 мрад к дифракционному пределу. Для экспериментальной оценки расходимости выходное излучение фокусировалось зеркалом 19 с радиусом кривизны R — 2,5 м (см. рис. 5.8, б), установленным на расстоянии 175 см от АЭ, и снималось распределение интенсивности в плоскости фокусировки качественного пучка (см. рис. 5.9, б), по которому вычислялся диаметр его пятна (без учета дифракционных крыльев). Далее измерялось расстояние от плоскости фокусиров- [c.141]

Пространственно-временная структура выходного излучения ЛПМ АЛТУ Каравелла представлена на рис. 9.3. В однозеркальном режиме излучение ЛПМ имеет однопучковую структуру, которая является самой простой (рис. 9.3, в, г). Расходимость пучка с радиусом выпуклого зеркала i 3 = 3 или 5 см составляет соответственно 0,3 или 0,5 мрад, длительность импульса излучения по основанию — 35 не (рис. 9.3, г), по полувысоте 20 не. В режиме с телескопическим HP (М = 180) структура излучения двухпучковая (рис. 9.3, а, б). Эти пучки перекрываются частично как в пространстве, так и во времени. Расходимость центрального пучка дифракционная (0диф = 0,07 мрад), второго — в два раза больше (0,15 мрад). Поэтому в фокальной плоскости объектива имеются два пятна, отличаюш,иеся по интенсивности примерно в четыре раза, так как средняя мош,ность излучения в пучках ( 10 Вт) и длительность их импульсов ( 10 не) примерно одинаковы. [c.249]

Пороговая мощность. Требуемая для самофокусировки мощность потока энергии в пучке уменьшается с уменьшением радиуса а пучка. Однако при уменьшении радиуса пучка увеличивается дифракционная расходимость, для преодоления которой необходимо увеличивать мощность потока энергии в пучке. Пороговой называется минимальная мощность, вызывающая схлопывание пучка. Она может бьггь найдена из следующих соображений. [c.340]

При Р > Рпор пучок света фокусируется, а при Р <Рпор — испытывает дифракционную расходимость. Пороговая мощность не зависит от радиуса пучка и уменьшается с уменьшением длины волны. Например для сероуглерода при облучении рубиновым лазером с X = 694,3 нм [c.341]

Зависимость ширины пучка от г характеризуется гиперболами (ау/шо) —(2/2о) =1, где га=кт1/2=лт%/ к—радиус дифракционной расходимости. При 2=0 радиальная ширина имеет наименьшее значение ау = аУо перетяжка, или шейка пучка). В области шейки, или в ближней зоне, пока г < го, площадь сечения пучка практически постоянна. При 2= 2о она удваивается, а на больших расстояниях 121> 2о (дальняя зона, или область дифракции Фраунгофера) ширина пучка возрастает линейно с увеличением z w z) 2г/ к10о)=Кг/(п10о). Это показано штриховыми линиями (асимптоты гипербол) на рис. 6.21,6. Соответствующий угол дифракционной расходимости 0 = Я,/(яшо) несколько меньше, чем при прохождении плоской волны через круглое отверстие [см. (6.28)]. Важное отличие от дифракции на отверстиях, выделяющих участок волновой поверхности с примерно равными амплитудами, заключается в том, что интенсивность дифракционной картины в гауссовом пучке монотонно и быстро уменьшается с ростом угла дифракции без характерных осцилляций (т. е. чередующихся темных и светлых колец). Это качество очень полезно в оптических приборах, и иногда для подавления дифракционной структуры вместо диафрагм с резкими краями вводят искусственно постепенное ослабление пучка от оси к периферии. Такой прием называется аподизацией. [c.299]

Если ввести в пучок тонкую линзу с фокусным расстоянием Р, равным половине радиуса кривизны волновой поверхности в этом месте пучка (/ =/ /2), то после прохождения через линзу получим, как видно из (6.35), пучок с / =—/ , в котором полностью воспроизводится геометрия исходного пучка. Можно, например, выбрать Р равным радиусу дифракционной расходимости 2о = яо)оД исходного пучка и поместить линзу на расстоянии 2о от перетяжки, так как / (2о)=22о. Для гелий-неонового лазера ( =0,63 мкм) при радиусе перетяжки шп=1мм, 2о=5 м, т.е. требуется линза с Р=Ъ м (оптическая сила 0,2 дптр). Последовательность таких линз, установленных на расстояниях 22о=10м, образует линзовый волновод (рис. 6.24, в). [c.304]

Здесь 2о и 202 — радиусы дифракционной расходимости исходного и преобразованного пучков. Применяя правило AB D (7.28) с элементами матрицы ле (7.29), получаем [c.347]

Устойчивые резонаторы. Без использования методов селекции мод генерация в устойчивых резонаторах, как правило, происходит в многомодовом режиме, и вследствие этого угловая расходимость генерируемого излучения значительно (в десятки раз) превышает дифракционный предел. Преимущественная генерация мод высокого порядка в устойчивых резонаторах с большим числом Френеля обусловлена не только малостью разности потерь между нулевой модой и модами высокого порядка, но и различием объемов, занимае.мых этими модами в активной среде. При отсутствии в ре- юиаторе ограничивающих диафрагм моды высокого порядка занимают весь объем активного элемента объем нулевой моды с гауссовым распределением поля характеризуется радиусом а, описываемым выражением [c.139]

Общая расходимость пучка иа выходе резонатора является суммой дифракционной и геометрической расходимостей 0=(0д+0 ) /, причем геометрическая расходимость, определяемая радиусом кривизны выходного зеркало у=(11гг, может быть легко скомпенсирована внешней линзой с фокусом Дифракционная расходимость мод высокого порядка, в десятки раз превышающая расходимость пучка равного радиуса с плоским фронтом, таким образом скомпенсирована быть не может, что является основным недостатком излучения, генерируемого в устойчивых резонаторах. Кроме того, суперпозиция мод виутри резонатора приводит к воз- [c.139]

Из рисунков 7.1а и 7.2а видно, что бесселевый пучок сохраняется по форме, ис-пытывая только колебания интенсивности с постоянной амплитудой на оптической оси до расстояния оцениваемого по формуле (7.73) г — 300 мм. Далее по мере распро-стражения пучка, из-за конечности апертуры ДОЭ, амплитуда осцилляций нарастает, и при Z > 550 мм осевая интенсивность пучка монотонно спадает, что означает начало дифракционной расходимости пучка. Радиус бесселевого пучка 0,02 мм. [c.480]

Из описанной качественной картины явления самофокусировки следует, что оно наблюдается только для ограниченных световых пучков. Однако хорошо известно, что ограниченные световые пучки имеют дифракционную расходимость, причем тем большую, чем меньше радиус пучка. Следовательно, при сжатии пучка вследствие нелинейной рефракции одновременно усиливается влияние и самофокусировки (вследствие роста интенсивности), и дифракции. Баланс между этими двумя противоборствующими явлениями и определяет результирующее поведение пучка. В частном случае, когда самофокусировка в точности компенсируется дифракцией, наблюдается явление самоканалирования — распространение светового пучка в среде без изменения своего диаметра. [c.186]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...