Резонаторы устойчивые

Исследования влияния термооптических искажений на характеристики лазерного излучения развивались в общем русле работ, направленных на совершенствование лазерных оптических резонаторов как устройств преобразования запасаемой в активном элементе энергии в излучение с заданными характеристиками, и в значительной мере стимулировали эти работы практически неизбежное наличие термооптических искажений в резонаторе едва ли не в большей степени, чем другие источники аберраций, приводит к значительному ухудшению лазерных характеристик. Специфичное для термооптических искажений пространственно неоднородное двулучепреломление приводит к ряду своеобразных эффектов в лазерном излучении (самопроизвольной поляризации лазерного излучения [37, 91], резкому ухудшению контраста электрооптических затворов [138, 154] и т.п.). Устранение влияния неоднородной оптической анизотропии на характеристики излучения представляет значительные трудности не только в резонаторах устойчивой конфигурации [52, 60, 88, 92], но и при использовании неустойчивых резонаторов, которые значительно менее чувствительны по сравнению с прочими типами резонаторов к аберрациям, и при компенсации аберраций весьма мощными и перспективными методами обращения волнового фронта при нелинейных вынужденных рассеяниях [21,41,96]. [c.7]

В большинстве практических случаев при возникновении вследствие термооптических деформаций активного элемента резонаторов устойчивой конфигурации пятно нулевой моды значительно меньше поперечного размера апертурной диафрагмы эти величины могут быть близкими лишь в весьма узких пределах изменения параметров резонатора вблизи границ областей устойчивости, когда компоненты лучевой матрицы удовлетворяют соотношению AB/ D [c.78]

Аберрации первого порядка в неустойчивых резонаторах (так же, как и в резонаторах устойчивых) приводят к смещению положения оси резонатора в плоскости разъюстировки. Это должно приводить к виньетированию генерирующей зоны в поперечном сечении резонатора. [c.85]

Резонатор устойчивый, если [c.40]

Вещественное число и считается большим параметром задачи. Заведомо очевидно, что не во всяком резонаторе (т. е. в окрестности не всякого экстремального цикла In) существует подпоследовательность собственных функций задачи (1.2), (1.3), сосредоточенных в окрестности оси. В дальнейшем, однако, мы увидим, что в резонаторе, устойчивом по первому приближению, могут быть асимптотически при со —> оо построены решения задачи (1.2), (1.3), сосредоточенные в окрестности его оси. [c.268]

В дальнейшем будем рассматривать только резонаторы, устойчивые по первому приближению. В этом случае матрица Ен имеет четыре линейно независимых собственных вектора /= 1, 2, 3, 4, удовлетворяющих условию [c.276]

Перейдем от идеального резонатора к реальному с потерями энергии на стенках полости или в находящейся в ней среде. Для этого рассмотрим идеальный резонатор, в котором возбуждена какая-то одна мода, и в некоторый момент времени мысленно включим потери. Тогда амплитуда поля станет убывать и одновременно будет несколько изменяться ее относительное распределение в разных точках резонатора. С течением, времени относительное распределение амплитуд будет стремиться к некоторому устойчивому предельному относительному распределению, которое и называют модой резонатора с потерями. Амплитуда такой моды в каждой точке резонатора убывает экспоненциально с одной и той же постоянной затухания. В отличие от идеального резонатора колебания каждой моды резонатора с затуханием могут происходить в пределах резонансной полосы частот, ширина которой тем меньше, чем меньше потери энергии в резонаторе. [c.282]

В специальных конструкциях лазеров Av имеет значение меньше 1 Гц, но эта величина существенно зависит от температурного изменения L, устойчивости резонатора при работе лазера в режиме гигантских импульсов и т. д. Все это приводит к тому, что Av имеет большие значения, приведенные в табл. 30. [c.218]

В классич. М. (рис., а) электроны ускоряются в СВЧ-резонаторе, расположенном между полюсами пост, электромагнита (магн. диполя). Ввиду малой величины области фазовой устойчивости ( 32°) ускоренный пучок в М. имеет небольшой энергетич. разброс. Поперечная устойчивость движения частиц обеспечивается совместным действием ведущего магн. поля и ускоряющего СВЧ-поля резонатора. [c.150]

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]

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]

В геометрическом приближении условие устойчивости резонатора имеет вид [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]

Как уже указывалось выше, для устойчивых резонаторов существует стационарное распределение интенсивности электромагнитного поля. В общем случае интенсивность излучения в устойчивых резонаторах распределена не равномерно по всему объему резонатора, а сосредоточена внутри обозначенной точками (рис. 1.11) [c.43]

Рис. 1.11. Основные параметры устойчивости резонатора

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]

Как уже отмечалось выше, в резонаторе могут стационарно существовать лишь те колебания, для которых выполняются условия генерации (1.88). Так как с ростом поперечного модового числа уменьшается характерный размер области, занятой полем, то дифракционные потери излучения должны расти с ростом модового числа. Эти качественные рассуждения подтверждаются приведенными на рис. 1.15 результатами численных расчетов дифракционных потерь для плоского и устойчивого конфокального резонатора. Это обстоятельство дает преимущество в развитии поперечных мод низшего порядка. [c.49]

Если Шо <С d, то величиной а можно пренебречь и в качестве граничного угла разъюстировки аг, за которым каустики уже не удерживаются внутри резонатора, можно принять такой, при котором ось резонатора касается апертурной диафрагмы. Знание величины этого угла необходимо при расчетах скорости вращения зеркала резонатора при оптико-механической модуляции добротности [6, 8]. Связать аг с геометрическими параметрами резонатора нетрудно с помощью лучевых матриц. Расчет положения разъюстированного резонатора устойчивой конфигурации таким методом приведен в работе [30], Если разъюстируемым элементом является плоское зеркало, как это показано на рис. 2.14, то положение оси резонатора в плоскости этого зеркала задается параметрами уо и ао, определяемыми выражениями [c.78]

Сравним картины скоростной покадровой съемки излучения лазера с изотропным резонатором устойчивой области (см. рис. 2.12) и резонатором с бифокальной термической линзой (рис. 2.31). Огчетливо видна смена четко локализованных в пространстве модовых структур, появляющихся в каждом пичке в первом случае, замытыми невыразительными распределениями поля по мере увеличения наведенной анизотропии во втором случае. [c.99]

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]

Призмы полного внутреннего отражения можно успешно применять как в резонаторах устойчивой конфигурации и плоских, так и в неустойчивых резонаторах. Хотя в последних (например, телескопических резонаторах) влияние аберраций первого порядка на энергию излучения (оно также связано с виньетированием апертуры) невелико, но диаграмма направленности излучения лазера с такими резонаторами довольно чувствительна к наличию разъюстировок [см. формулу (2.11) и рис. 2.23]. Призменные неустойчивые резонаторы в значительной мере лишены этого недостатка, и стабильность расходимости излучения по отношению к аберрациям первого порядка (а также и всех нечетных) в них существенно повышается. На рис. 3.17 изображена оптическая схема такого резонатора и приведена зависимость величины аберрационного коэффициента первого порядка для 9той схемы ОТ коэффициента увеличения, [c.146]

На рис. 2.13 приведены распределения на зеркалах амплитуды и фазы низгпих мод для резонаторов устойчивой конфигурации. В качестве параметров использовались число Френеля N и параметр д = = 1 — Ь/К. Значение д = О соответствует конфокальному резонатору, д = 1 — резонатору с плоскими зеркалами. Нри д фО фаза поля на зеркале не является постоянной и сложным образом зависит от расстояния от оси резонатора. Это непосредственно связано с зависимостью потерь от параметра д (рис. 2.14). В конфокальном резонаторе при фиксироваппом числе Френеля поверхность постоянной фазы совпадает с поверхностью зеркала, потери моды минимальны. Появление же при р / О искривления фазового фронта вызывает увеличение амплитуды поля на границе зеркала (рис. 2.13) и, как следствие этого, увеличение дифракционных потерь. С фактом, что виесепие дифракционных потерь приводит к искривлению фазового фронта моды относительно поверхности зеркала, мы уже сталкивались, при рассмотрении резонатора, образованного гауссовыми оптически- [c.158]

Если элементы лучевой матрицы обхода действительны, то резонатор называют устойчивым, если / < 1. Поэтому, следуя традиционной терминологии, будем считать, что случай 5 < 1 соответствует резонаторам устойчивой конфигурации, а 5 > 1 неустойчивой. Используя перемеппые 5 и /, выражение (4.12) можно преобразовать к виду [c.200]

Таким образом, мы должны показать, что для открытого резонатора устойчивые моды с малыми потерями существуют и при наличии дифракционных потерь. Возможны раз.тчные подходы к поставленной проблеме. Они подробно изложены в следующих главах, здесь же мы кратко сформулируем то, о чем пойдет речь [c.20]

Все выводы предыдущего параграфа справедливы при предположении, что источник внешнего воздействия на систему обладает бесконечно большой мощностью. Только в этом случае можно считать постоянными амплитуду напряжения (генератор напряжения) или амплитуду тока (генератор тока) и не учитывать обратное влияние системы на источник колебательной энергии. Учтем теперь, что реальный источник обладает конечной мощностью, и колебательная система оказывает на него обратное воздействие Рассмотрим механическую систему, эквивалентная схема кото рой представлена на рис. 10.17. Возбуждаемая струна характе ризуется плотностью р, натяжением Т и плотностью сил трения h В центре струны через пружину связи с коэффициентом упру гости k подключен генератор механических колебаний. Генера тор представлен в виде резонатора с массой М, образованного пружиной с коэффициентом упругости k и элементом трения, характеризуемым коэффициентом крез- Автоколебательные свойства резонатора учтены зависимостью йрез от амплитуды колебаний. Эта зависимость приведена на рис. 10.18 (мягкий режим). Величина Ар является амплитудой устойчивых стационарных колебаний генератора в отсутствие связи со струной. [c.341]

Но оптическая прозрачность не всегда обязательна. Поэтому большинство литиевых ситаллов получают глушеными (например, i2 i4). Увеличение размеров кристаллов и их количества позволяет повысить прочность материала. В глушеных литиевых ситаллах основной кристаллической фазой является Р-сподумен. Близкий к нулю коэффициент термического расширения, устойчивый в интервале температур от —30 до 60—120° С дает возможность применять их в измерительной технике в качестве эталонных мер, а высокая термостойкость — в конструкциях, работающих в условиях резко переменных температур, в качестве различных теплозащитных деталей. Из ситаллов изготовляют температурные датчики, резонаторы, потенциометры, высокотемпературные шунтирующие сопротивления. Ситаллы некоторых марок могут иметь к. т. р., доходящий до —90 l0 ° " , и могут быть использованы в качестве снижающих к. т. р. наполнителей различных органических соединений, в частности эпоксидных смол, при производстве компаундов для изготовления деталей приборов. [c.484]

Оптические логические устройства на основе оптической бистабильности. Полный набор полностью оптических логич. устройств для синтеза более сложных блоков О. к. реализуется, напр., на основе пассивных нелинейных резонаторов-интерферометров, в к-рых в результате светоиндуциров. изменения оптич. длины происходит сдвиг пика пропускания (резонанса) относительно длины волны падающего излучения. В зависимости от нач, условий (нач. положения пика пропускания и нач. интенсивности) в пассивном нелинейном резонаторе нелинейный процесс завершается установлением одного из двух устойчивых состояний пропускания (отражения) падающего излученнн. [c.445]

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]

При селекции поперечных мод необходимо, чтобы оставшаяся единств, мода эффективно заполняла активную среду. Поэтому важны границы зон устойчивости (рис. 2,6), где поперечные размеры мод увеличиваются 1) радиус моды увеличивается во всём объёме, если расстояние радиусы кривизны зеркал i и оо (при этом сильно увеличивается чувствительность резонатора к разъюсти-ровкам) 2) радиус моды увеличивается на 1-м зеркале и уменьшается на 2-м, если й 5 (Л, >Л1) 3) ра- [c.456]

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]

Наибольшее распространение среди устойчивых резонаторов получил так называемый полуконфокальный резонатор, у которого одно зеркало плоское (/ 2 = оо), а второе имеет радиус R = 2Lp, т. е. его фокус лежит на плоском зеркале. Для этого резонатора X Xi = /2. Нетрудно видеть, что полуконфокальный резонатор (точки D на рис. 1.10) представляет собой половину симметричного конфокального резонатора, состоящего из двух одинаковых, отстоящих на расстоянии 2Lp друг от друга зеркал с радиусами кривизны R = R2 = 2Lp. Основное удобство полуконфокального резонатора, определяющее его широкую распространенность, заключается в возможности использования для вывода излучения плоских окон из частично прозрачных материалов, а также в параллельности выходящего пучка. В случае использования металлических зеркал излучение можно выводить через одно или систему отверстий в одном из них. [c.44]

Устойчивый резонатор сравнительно прост в эксплуатации. Он легко юстируется, достаточно устойчив по отношению к разъюстировке. Его сферические зеркала сравнительно легко поддаются изготовлению и контролю радиуса кривизны. Поэтому они находят широкое применение в лазерной технике, особенно в технике маломош,-ных (<1 кВт) лазеров. К числу недостатков устойчивых резонаторов следует отнести несовпадение объема каустики с объемом активной среды, что приводит к уменьшению КПД и увеличению размеров лазера, а также повышенные значения плотности мош,ности в перетяжке, что в случае ее малых размеров может привести к оптическому пробою. Однако самым серьезным недостатком устойчивых резонаторов является невысокая лучевая стойкость используемых в качестве выходных окон диэлектрических оптических материалов. Именно это обстоятельство ограничивает использование устойчивых резонаторов при больших плотностях излучения. [c.45]

Рис. 1.14. Качественный вид распределения амплитуды электромагнитного поля н структуры линейно поляризованного лазерного пучка в устойчивом резонаторе для некоторых мод низшег.о порядка
Поперечная структура поля характеризуется наличием узлов электрического поля по радиусу и углу и описывается числами m и п. В случае цилиндрического резонатора т означает число узлов поля на радиусе резонатора, ап — число узлов на половине его периметра. Качественный вид распределения поля на выходном окне устойчивого полуконфокального резонатора для поперечных мод низшего порядка иллюстрируется на рис. 1.14. Там же показаны качественно соответствуюш,ие распределения интенсивности в лазерном пучке. [c.49]

Смотреть страницы где упоминается термин Резонаторы устойчивые : [c.207] [c.134] [c.160] [c.202] [c.289] [c.259] [c.259] [c.345] [c.446] [c.492] [c.492] [c.351] [c.527] [c.43] [c.48]

Дифракция и волноводное распространение оптического излучения (1989) -- [ c.512 , c.513 , c.516 , c.525 , c.535 ]

Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения (1981) -- [ c.127 , c.129 , c.182 ]

ПОИСК

Гауссовы пучки в устойчивых резонаторах

Кирхгофа устойчивый резонатор

Лучевые семейства, каустики и волновые поверхности устойчивого резонатора

Модовое представление поля внутри устойчивого резонатора, не имеющего дифракционных потерь

Моды устойчивых резонаторов в приближении

Оптические резонаторы условие .устойчивости

Оптические резонаторы устойчивые

Пустые устойчивые резонаторы с бесконечными зеркалами

Резонатор диаграмма устойчивости

Резонатор устойчивый по первому приближению

Резонаторы

Согласование поля устойчивого резонатора с активной средой

Условие устойчивости открытого резонатора

Условие устойчивости резонатора

Условия устойчивости резонаторов по первому приближению

Устойчивая и неустойчивая сферические волны в неустойчивом резонаторе

Устойчивые и неустойчивые открытые резонаторы диаграмма устойчивости

Устойчивые резонаторы , 4.1.3. Плоский резонатор

Устойчивые резонаторы одномодовых твердотельных лазеров с импульсной накачкой

Устойчивые резонаторы с зеркалами конечных размеров

Устойчивые резонаторы с произвольными аберрациями. Теория возмущений

Устойчивые резонаторы с прямоугольными зеркалами

Устойчивый резонатор произвольной конфигурации

Ход луча в резонаторе. Эквивалентная последовательность линз. Условие устойчивости

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...