Резонаторы неустойчивые конфокальные

В качестве второго примера рассмотрим СОг-лазер высокой мощности, работающий по схеме рис. 5.17 и имеющий неустойчивый конфокальный резонатор положительной ветви. Длина резонатора L = 175 см, а длина активной среды 1= 140 см. Как [c.270]

Рис. 7.14. Распределения интенсивности поля в ближней (верхний ряд диаграммы) и дальней (нижний ряд диаграммы) зонах, вычисленные для неустойчивых конфокальных резонаторов. Представлены два типа диаграмм для различных чисел Френеля N и разных значений увеличения М. а — N = 3,М = 1,42 б — Л = 60, М=5. (Из работы

Мода неустойчивого конфокального резонатора представляет собой [c.79]

Рис. 4.41. Конфокальные неустойчивые резонаторы, а—отрицательная ветвь б — положительная ветвь.

В С02-лазере, работающем на длине волны % = 10,6 мкм, приходится использовать конфокальный неустойчивый резонатор. Пусть этот резонатор имеет длину L = 1 м. Какую ветвь нужно выбрать для этого резонатора, чтобы объем моды был максимальным Вычислите апертуры зеркал 2oi и 2о2, чтобы можно было получить 1) Nmb = 7,5, 2) выход излучения с одио-торцевого резонатора и 3) 20%-ный выход излучения за полный проход резонатора. Определите радиусы двух зеркал Ri и Rt. [c.235]

Резонаторы. Резонатор является элементом, во многом определяющим характеристики излучения лазера. Поэтому исследование открытых резонаторов, выбор их параметров для конкретного лазера является одной из узловых задач разработки и конструирования лазеров любого типа. Собственно задачи расчета пустых резонаторов (определение собственных типов колебаний и собственных частот) как в устойчивой, так и неустойчивой областях изучены довольно хорошо. За исключением нескольких случаев аналитического решения (резонаторы с бесконечными плоскими зеркалами, конфокальные устойчивые резонаторы) задачи расчета резонаторов решаются только приближенно численными [c.85]

Как следует из (2.19), получение плоской волны в рамках лучевой оптики возможно, если С=0. Нетрудно убедиться, что это условие соответствует конфокальному неустойчивому резонатору [c.38]

На рис. 7.28 показаны различные типы неустойчивых резонаторов. Из них наиболее часто применяются первые два, поскольку фокусы зеркал располагаются вне резонатора. Действительно, если фокусы лежат в области активной среды, то образующееся в них интенсивное световое поле может вызвать нелинейные эффекты (даже пробой), что, естественно, ухудшит качество оптического пучка. Отрицательная же конфигурация неустойчивых резонаторов (рис. 7.28, г) менее чувствительна к недостаточно точному изготовлению зеркал и их юстировке. Положительная конфокальная (рис. 7.28, а) конфигурация, впервые предложенная Ананьевым [3], применяется наиболее ча- [c.522]

Рис. 2.2.7. Конфокальный неустойчивый резонатор.

На рис. 2.56 представлены полученные численным итерационным методом распределения поля на поверхности зеркала с круглой апертурой для симметричных резонаторов (гу = Га. = Ох) с разными значениями параметра — 1 — Ь/г [15]. Распределения поля рассчитаны для основной моды в условиях относительно небольших апертур зеркал — для N I. Представлены вычисленные для разных значений параметра д кривые для модуля амплитуды поля и (рис. 2.56, а) и для фазы поля Ф (рис. 2.56, б) эти характеристики поля даны как функции от отношения расстояния от центра зеркала к радиусу его апертуры (это отношение обозначено как V.) Параметр g варьировался от нуля (конфокальный резонатор) до единицы (плоскопараллельный резонатор) и несколько далее, заходя в область неустойчивых резонаторов с выпуклыми зеркалами (О < <1,2). [c.187]

Точка (О, 0), соответствующая конфокальному резонатору (i — = Ь), лежит на границе двух заштрихованных областей. Колебания в нем неустойчивы, поскольку при таком изменении радиусов кривизны зеркал, когда один из них увеличивается, а другой уменьшается (i l Ь или Е1<С Ь., [c.352]

В качестве особо важного класса неустойчивых резонаторов рассмотрим конфокальный резонатор. Эти резонаторы представляются в плоскости 1, g2 в виде двух ветвей гиперболы, показанных на рис. 4.39 штриховыми линиями [уравнение гиперболы записывается в виде (2gi— 1) (2g2— 1) = 1]. Из большого разнообразия таких резонаторов только (симметричный) конфо- [c.224]

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]

Прежде чем продолжить рассмотрение неустойчивых резонаторов, необходимо указать здесь причины, почему эти резонаторы представляют интерес для лазерной техники. В первую очередь подчеркнем, что для устойчивого резонатора, соответствующего на плоскости gi, g2 точке, которая расположена не очень близко к границе неустойчивости, размер пятна в любом случае имеет тот же порядок величины, что и у конфокального резонатора (см. рис. 4.35). Отсюда следует, что при длине резонатора порядка метра и для длин волн видимого диапазона размер пятна будет порядка или меньше 1 мм. При таком небольшом сечении моды выходная мощность (или энергия) лазерного излучения, которую можно получить в одной поперечной моде, неизбежно оказывается ограниченной. Наоборот, в неустойчивых резонаторах поле не стремится сосредоточиться вблизи оси (см., например, рис. 4.6), и в режиме одной поперечной моды можно получить большой модовый объем. Однако при работе с неустойчивыми резонаторами возникает другая проблема, связанная с тем, что лучи стремятся покинуть резонатор. Поэтому соответствующие моды имеют значительно ббль-шие (геометрические) потери, чем моды устойчивого резонатора (в котором потери обусловлены только дифракцией). Тем не менее данное обстоятельство можно даже обратить в преимущества, если лучи, которые теряются на выходе из резонатора, включить в полезное выходное излучение лазера. [c.220]

Рнс. 4.42. Типичный пример радиального распределения интенсивности моды в неустойчивом резонаторе, полученного с помощью интеграла Кирхгофа. Результаты получены для конфокального резонатора, соответствующего положительной ветви, с jW = 2,5 н JVsks = 0,6. Вертикальными линиями отмечены положения краев выходных зеркал. (Согласно Реншу и Честеру [17].) [c.225]

Положительная ветвь конфокального неустойчивого резонатора. Из рис. 4.45 получаем М = 1,35 2aj = 2[2/.ХЛ экв/(М — 1 )] / = 4,26 см 2ai > 2Маг = 5,75 см. [c.544]

Указанная задача особенно актуальна в случае лазеров с поперечным протоком активной среды (см. конец 3.4),работаюших, главным образом, в далеком инфракрасном диапазоне, где прозрачные призмы полного внутреннего отражения едва ли осуществимы. Однако даже если число Френеля велико и необходимы не плоские, а неустойчивые резонаторы, отсутствие призм обычно не является непреодолимым препятствием для реализации соответствующих схем. Так, в случае однопроходовых резонаторов требуемые значения коэффициента увеличения М обычно невелики, что позволяет отказаться от конфокального варианта резонатора удовлетворительное заполнение рабочего сечения излучением генерации достигается и в резонаторе из плоского и слегка выпуклого зеркал. Заменив плоское зеркало на составленный из двух плоских зеркал двугранный 90-градусный отражатель, получаем искомое резонаторное устройство. Для выравнивания интенсивности ребро отражателя должно быть ориентировано, очевидно, перпендикулярно направлению потока среды. [c.242]

Конфокальному резонатору с идентичными зеркалами соответствует точка в начале координат. Легко вядеть, что тбольшие отклонения (например, из-за недостаточно точного изготовления зеркал) делают систему неустойчивой и могут привести к значительным потерям. По этой причине лучше избегать работы в этом режиме. [c.134]

Сопоставляя (2.9.15) с условием устойчивости резонаторов (2.4.14), заключаем, что в неустойчивых резонаторах гауссовы пучки не реализуются. Кроме того, они не реализуются также в резонаторах, находящихся на границе области устойчивости (когда glg2 = 1 либо 1 а — 0). Исключение (и притом очень важное ) составляет конфокальный резонатор ( 1 = О, а = 0) [c.186]

Каждой точке на g-диaгpaммe соответствует свой тип резонатора А — концентрический, В — конфокальный, С — плоский (Фабри—Перо), V — полукон-фокальный, Е — полуконцентрический, Е — неустойчивый плосковогнутый, С — неустойчивый с выпуклыми зеркалами, Я — неустойчивый двояковогнутый. [c.270]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...