Дифракционная расходимость

Разберите понятие дифракционной расходимости и проведите оценки этого явления для лазера и теплового источ ника света. [c.458]

Таким образом, формирование пучка с дифракционной расходимостью представляет собой общее свойство оптических квантовых генераторов. [c.809]

В 1965 впервые наблюдалась самофокусировка света, зарегистрированы поперечные нелинейные взаимодействия в нелинейной среде дифракционная расходимость мощного светового пучка подавляется нелинейной рефракцией, обусловленной нелинейной добавкой к показателю преломления (Ап = Лд/, [c.293]

Технологические возможности лазера во многом определяются минимальным размером сфокусированного пучка. При использовании безаберрационных линз этот размер, как видно из (2.29), определяется расходимостью и фокусным расстоянием. В случае дифракционной расходимости [c.70]

Из полученных неравенств следует физически ясное условие l jd С т. е. дифракционная расходимость должна быть меньше критического угла 0о. Объединяя (4.8) и (4.9), получаем условие диаметра пучка, распространяющегося вдоль цилиндрической поверхности [c.132]

Так происходит вплоть до того момента, который изображен на рис. 2.1 б, В дальнейшем, несмотря на продолжающееся ослабление фокусировки за счет кривизны зеркал, размеры сечения пучка перестают расти, и дифракционная расходимость почти не изменяется. Этому можно дать единственное объяснение добавляется какой-то новый фактор, противодействующий расширению пучка. Таким фактором здесь является краевая дифракция. По мере последующего приближения резонатора к плоскому поле на краю зеркал несколько возрастает, с ним растет и роль краевой дифракции. Наконец, в плоском резонаторе краевая дифракция остается единственной причиной того, что пучок не выбегает из системы и имеет не такие уж большие потери. Придерживаясь терминологии Вайнштейна, можно сказать, что поле в плоском резонаторе фиксируется не каустикой, как в устойчивых резонаторах, а краями зеркал (см. 2.4, а также [16], 2.2). [c.91]

Далее, как в задаче о неустойчивых резонаторах со светорассеянием, следует учесть, что мы имеем дело, по существу, с углами наклона фронтов парциальных волн, каждая из которых ввиду ограниченности сечения имеет конечную расходимость дифракционного происхождения. Поэтому можно считать, что формирование пучка с дифракционной расходимостью основной моды — завершается тогда, когда геометрическая расходимость уменьшается до значения X/ (2а) (у разложения суммарного поля в ряд Фурье остается фактически единственный член). Это происходит через число обходов Wq, определяемое соотношением 2а/= = XI(2а), или Af" = 4a l( f2) К данному моменту внутри резонатора остается доля первичного затравочного излучения, равная = [c.173]

Характерно еще следующее. Если среда обладает сравнительно большой оптической неоднородностью, увеличение длины резонатора сверх какого-то предела сопровождается довольно быстрым уменьшением мощности вплоть до полного прекращения генерации, хотя до дифракционной расходимости может быть еще далеко. Это происходит, очевидно, тогда, когда значительная часть излучения уже после однократного прохождения среды из-за рассеяния на ее неоднородностях начинает выходить за пределы апертуры резонатора. В результате осевая сила света, поначалу возрастая с длиной резонатора, проходит через максимум, положение и высота которого зависят от степени оптической неоднородности среды. [c.222]

Для построения теории прибора достаточно рассмотреть преобразование излучения точечного источника, т. е. сферической волны. Однако в параксиальном приближении распределение поля точечного источника в плоскости z = Z[r аппроксимируется дельта-функцией. В самом деле, в смысле формирования изображения источник ведет себя как точечный, если его размеры много меньше f >Ho могут быть еще велики по сравнению с Тогда дифракционная расходимость излучения такого источника еще мала и в плоскости z = Zir поле заметно отличается от нуля только в самом источнике. Непосредственным вычислением мож- [c.74]

Плечо 2 было нечувствительно к введению в него перед нелинейной средой оптических неоднородностей и неселективно по отношению к поперечной структуре поля. Помещение углового селектора перед зеркалом Зз позволяло получить практически дифракционную расходимость выходного излучения без существенного снижения энергии генерации в плече 2. [c.215]

Очевидно, что после прохождения светом пути I ширина дифракционного пучка должна быть (2)./Ь)1. Однако достичь столь малой дифракционной расходимости 2d на опыте оказывается достаточно трудной задачей. Для этого необходимо, чтобы угловые размеры источника 2d/F были значительно меньше, чем дифракционное уши-рение 2Х/Ь (рис. 6.32), что наб- 6.32. К вопросу о дифракционной людается лишь при очень узких расходимости световых лучей [c.289]

Г. л. позволяют получать предельно узкие и стабильные линии генерации. Малая плотность активной среды определяет малость температурных изменений показателя преломления. Это позволяет сратгательпо легко получать с Г. л. предельно малую (дифракционную) расходимость излучения. Многообразие физ, процессов, приводящих к образованию инверсии населённостей, создаёт больпгое разнообразие типов, характеристик и режи.мов работы Г. л. Возможность быстрой прокачки газот.)й активной среды через опт 1ч. резонатор позволила в Г. л. достичь рекордно больппгх ср. мощностей из- [c.381]

Осп. элемент Л. м.— усилитель яркости, к-рый уже давно и ншроко используется в лазерах и представляет там собой к.-л. активную среду, помещённую в оитич. резонатор. Пучок света, многократао пробегая между зеркалами, усиливается до тех пор, пока не наступает насыщение усиливающей среды. Структура выходного пучка лазера полностью определяется резонатором обычно стараются ограничить число генерируемых мод до одной с нродельно малой дифракционной расходимостью. В оптических же приборах, в т. ч. в Л. м., обычно требуется передать большой объём информации, заложенный в распределении амплитуд и фаз по полю зрения. Т. о., пучки света, распространяющиеся в оптич. системе, должны иметь значит, размеры. Чтобы пропустить такие пучки, УЯ должен иметь достаточную угл. апертуру. [c.559]

Как видно из представленных рисунков, с ростом поперечных модовых чисел число областей, в которых сосредоточено поле, возрастает, а их характерный размер, естественно, уменьшается. Так как именно этот размер определяет дифракционную расходимость лазерного излучения, то моды высшего порядка хуже фокусируются и поэтому от них, как правило, стремятся избавляться. [c.49]

Расходимость лазеров на стекле составляет 10 мрад, что существенно ниже дифракционной. В основном это обусловлено многомодовым режимом генерации. Для уменьшения расходимости вводят ограничивающие апертуры, а также портят (делают шероховатыми) боковые стенки стержней. Для получения мощного излучения с дифракционной расходимостью обычно используют твердотельные усилители. На маломощном задающем генераторе добиваются с потерей энергии хорошего качества излучения, а затем пропускают это излучение через серию усилительных каскадов, используя прекрасные усилительные возможности стеклянных стержней с неодимом (/ oSl см ). [c.178]

Число Френеля N — это безразмерная величина, которая часто применяется в геометрической оптике. Одна из физических интерпретаций этого числа может быть следующей. Угол дифракционной расходимости плоской электромагнитной волны с поперечным размером 2а равен Qd Я,/2а [см. выражение (1.11)]. С другой стороны, для зеркал, имеющих поперечные размеры 2а и расположенных на расстоянии L друг от друга, половина геометрического угла 0 , под которым одно зеркало видно из центра другого, составляет 0 = аЦ. Отсюда следует, что N = Qgl2Qa. Таким образом, большие числа Френеля означают, что угол дифракционной расходимости мал по сравнению с геометрическим углом. [c.192]

Все приведенные в этом разделе соотношения получены в приближении геометрической оптики. На самом деле ясно, что незатухающая электромагнитная волна (которая в геометрической оптике соответствует лучу, распространяющемуся без затухания вдоль вогнутой поверхности), если и существует, то лишь при конечном диаметре пучка d. Действительно, лучевая картина справедлива, если дифракционная расходимость А0д = 1i/d меньше, чем разброс углов падения лучей на зеркало А0 Ydlr . [c.132]

Методика аналогичного рассмотрения при статистике фазовых отклонений, отличной от гауссовой, и при исходных волнах с медленно меняющейся по сечению комплексной амплитудой изложена в [41]. Сооб-щим еще, что ширина индикатрисы рассеянного света определяется характерным поперечным масштабом фазовых искажений, во много раз превьшхая обусловленную апертурными ограничениями дифракционную расходимость. [c.164]

По мере повьппения оптической однородности среды удается все больше приблизиться к дифракционной расходимости без заметного проигрыша в мощности (правда, при этом растут требования к необходимой точьюсти юстировки резонатора). Наконец, когда среда столь однородна, что AZ. < Х/4, может быть достигнут дифракционный предел. Для этого расстояние между зеркалами должно быгь настолько велико, чтобы вплотную приблизилось к едашице. Именно в этом и заключается основной недостаток метода селекции путем непосредственного увеличения L для [c.222]

Лазер ЛТН-402 отличается меньшей массой и габаритами, высокой временной стабильностью излучения и меньшей, более близкой к дифракционной, расходимостью пучка. Улучшенные массогабаритные характеристики достигаются применением более компактного четырехзеркального резонатора, безтрансформаторного [c.106]

Таким образом, нарушение пространственной когерентности излучения лазера приводит к увеличению угла расходимости лазерного 1пучка, и при 2ра.к>йа ЭТОТ угол определяется уже не дифрак-/ ционным пределом Vaa, а отношением V2pa.K. Последнее можно трактовать как предел, устанавливаемый своеобразной дифракционной расходимостью, соответствуюш,ей одному корреляционному пятну. [c.14]

Вследствие этого расходимость излучения моды п-го порядка во столько же раз будет превосходить дифракционную расходимость основной моды резонатора (определяемую фиксированными для данной геометрии резонатора значениями компонент AB D матрицы), во сколько раз величина 2w превосходит поперечник основной моды 2шо. Расходимость основной моды есть Q = k/ nwo). Учтем, что величина 2ш высшей из возбуждающихся мод приб изительно равна диаметру d характерной для данного резонатора ограничивающей апертуры (в технологических твердотельных лазерах — обычно диаметру активного элемента). Таким образом, обусловленная дифракцией расходимость излучения этой моды (плоский угол при вершине телесного угла, в котором распространяется излучение) [c.75]

В лазерах с неустойчивыми резонаторами наличие пространственно неоднородной анизотропии не должно приводить к столь значительному падению энергии излучения, как в лазерах с резонаторами устойчивой конфигурации, однако и в этом случае она будет препятствовать достижению дифракционной расходимости излучения. Действительно, если съюстировать телескопический резонатор на бесконечность для одной из собственных [c.100]

Так как спектры генерации и накачки вырождены, то появилась возможность максимальной интеграции в единой системе с обратной связью процессов вьшужденного излучения и нелинейного смешения волн. В главе 6 рассмотрены также гибридные (комбинированные) лазеры, которые содержат в общем резонаторе активную и нелинейную среды. Гибридные лазеры обладают рядом новых уникальных свойств, в том числе возможностью генерации пучков с дифракционной расходимостью на оптически несовершенных средах, само-свипирования длины волны излучения в диапазоне десятков нанометров с шагом дискретности до 10" нм ( ) и др. В главе 7 систематизированы и достаточно подробно проанализированы уже довольно многочисленные приложения лазеров на динамических решетках системы оптической связи через неоднородные среды и по многомодовым волокнам, логические и бистабильные элементы, оптические процессоры и системы нелинейной ассоциативной памяти, оптическая интерферометрия в спектральной области и са-моюсгирующиеся оптические интерферометры и тд. Приведенная полная библиография включает самые последние публикации 1987-1988 гг. В заключении рассмотрено место лазеров на динамических решетках среди других лазеров и проанализированы их предельные характеристики. Обсуждаются перспективы дальнейшего развития этой новой области квантовой электроники. [c.7]

Исследованию динамических решеток на тепловой нелинейности посвящено много работ (см., например, [17-19]). Мы же остановимся на реализации лазеров с использованием тепловой нелинейности. По-видимому, первым сообщением о наблюдении такой генерации является работа [20]. В ней была П0Л5П1ена генерация в плоском резонаторе при накачке одним пучком (рис. 5.10). Импульс накачки имел длительность 40 не, энергию 1-4 Дж и дифракционную расходимость, соответствующую сечению 5- [c.186]

Новые возможности nonjnieHHH когерентного излучения с заданными характеристиками, прежде всего пространственно-угловыми, открыло объединение лазера накачки и лазера на четырехволновом смешении в единую функциональную систему с обратной связью - гибридный лазер. Первоначально казалось, что фактически единственным реальным результатом использования в лазерах элементов на смешении волн будет зф-фективная генерация пучков с дифракционной расходимостью на оптически неоднородных активных средах [1]. Однако с течением времени становится все яснее, что возникающие при этом эффекты значительно разнообразнее, а зачастую и неожиданнее, например самосвипирование частоты генерации непрерывного гибридного лазера на красителях на десятки нанометров. [c.190]

Энергетически наиболее выгодна схема двухпучкового знергообмена с однонаправленным кольцевым ФРК-лазером на кристалле с нелокальной нелинейностью (см. рис. 4.1). Ключевым элементом является диафрагма в резонаторе, предназначенная для устойчивой генерации только ТЕМоо МОДЫ при любой структуре пучка накачки, чем и обеспечивается качество коррекции. Задача, которую остается решить, — получение высокой эффективности преобразования. В модельном эксперименте пучок Аг -лазера (514,5 нм, 50 мВт, диаметр 1,5 мм, расходимость 0,5 мрад) проходил травленые пластинки, увеличивал свою расходимость до 50 мрад и накачивал кольцевой однонаправленный ФРК-лазер на ВаТЮз с диафрагмой 0,4 мм в резонаторе длиной Z, = 40 см (Л р = 0,2). Генерируемый пучок имел дифракционную расходимость 1,15 мрад, а эффективность преобразования составляла г] = 15 % при оптимальной прозрачности выходного зеркала Т < 0,8. По-видимому, т может быть еще выше, если обеспечить лучшее пространственное согласование пучков накачки и генерации в кристалле (в эксперименте сечения пучков накачки и генерации имели диаметр 1,15 и 0,4 мм соответственно, т.е. различались по площади почти на порядок). [c.237]

Смотреть страницы где упоминается термин Дифракционная расходимость : [c.122] [c.657] [c.677] [c.152] [c.422] [c.419] [c.459] [c.408] [c.416] [c.64] [c.64] [c.65] [c.174] [c.396] [c.87] [c.91] [c.158] [c.203] [c.440] [c.16] [c.165] [c.233] [c.101] [c.167]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...