Дифракция, потери

Оценка погрешностей импульсных методов измерения скоростей распространения упругих волн, обусловленных дифракцией, потерями в склейке, непараллельностью торцов образца и т. д. дана в работе [16.31. [c.264]

При оценке погрешностей фотоэлектрической пирометрии было найдено, что имеются источники погрешностей, связанные со способа.ми взаимодействия оптической системы и источника. Погрешности этой категории исследовать довольно трудно, так как они часто являются результатом сложных комбинаций различных эффектов. Один из наиболее важных эффектов такого рода связан с размером наблюдаемого источника и распределением яркости за пределами геометрически наблюдаемой площади. Для объекта конечного размера, находящегося в плоскости источника, поток излучения, прошедший плоскость диафрагмы, из-за дифракции меньше потока, который должен иметь место в соответствии с геометрической оптикой. Чтобы эти потери свести к нулю, нужно было бы увеличить размер источника так, чтобы в отверстии диафрагмы он стягивал угол 2л стерадиан. Таким образом, если пирометр измеряет по очереди два источника с разными размерами, сравнение будет содержать погрешность, обусловленную дифракцией. Дополнительная погрешность возникает в результате рассеяния на линзах объектива или на зеркале. Она также будет зависеть от размера источника, так как рассеяние пропорционально освещенности элементов объектива. [c.379]

Законы геометрической оптики можно использовать во всех случаях, когда справедлива оценка >. —> О. Однако здесь может возникнуть противоречивая ситуация весь расчет системы необходимо проводить с учетом явлений интерференции, но потери света вследствие дифракции учитывать не надо, так как они бу дут пренебрежимо малы. В таком приближении проводился расчет многолучевой интерферометрии (см. 5.7). [c.269]

Рассмотрим некоторые следствия, вытекающие из принципа цикличности. Амплитуда волны за счет усиления в активной среде за один цикл изменяется в ехр[а(о))А] раз, что должно компенсироваться выходом излучения из резонатора вследствие частичной прозрачности зеркал, дифракцией и потерями любого другого происхождения. Следовательно, применительно к амплитуде поля принцип цикличности требует выполнения равенства [c.795]

Потери на излучение таких мод экспоненциально малы и носят характер туннельного просачивания поля от каустики к краю зеркала. При отсутствии дифракции на краях зеркал собств. частоты двухзеркального неустойчивого О. р. с выпуклыми зеркалами определяются соотношением [c.492]

В отличие от резонаторов, применяемых в устройствах СВЧ-диапазона, лазерные резонаторы характеризуются следующими двумя главными особенностями I) они, как правило, являются открытыми, т. е. не имеют боковой поверхности, и 2) их размеры намного превышают длину волны лазерной генерации. Поскольку длина волны лазера простирается от долей микрометра до нескольких десятков микрометров, лазерный резонатор с размерами, сравнимыми с этими длинами волн, имел бы слишком низкий коэффициент усиления, чтобы могла возникнуть лазерная генерация. Упомянутые выше две особенности оптического резонатора оказывают значительное влияние на его характеристики. Например, то, что резонатор является открытым, приводит к неизбежным потерям для любой моды резонатора. Эти потери обусловлены дифракцией электромагнитного поля, вследствие чего часть энергии покидает резонатор. Поэтому такие потери называются дифракционными. Таким образом, строго говоря, определение моды в смысле (4.1) нельзя применить к открытому оптическому резонатору, и в таком резонаторе не существует истинных мод (т. е. стационарных конфигураций). Однако в дальнейшем мы увидим, что в открытых резонаторах в действительности существуют конфигурации типа стоячих электромагнитных волн, имеющие очень небольшие потери. Поэтому мы будем определять моду (иногда [c.160]

Одномодовые лазерные пучки 1 дельная П. к. н стохастическое блуждание пучка. При генерации лишь осн, поперечной моды ТЕМ (индексы пг = га = 0) усиление в лазере достаточно для компенсации потерь, состоящих из потерь в среде, на излучение и дифракционных. Однако этого усиления недостаточно для компенсации потерь на высших модах, поскольку с увеличением номера поперечного индекса m и (или) га дифракц. потери растут. Спонтанное излучение усиливающей среды не только является затравкой для возбуждения осн. моды, но и поддерживает на определённом уровне интенсивность подпороговых высших мод. Вследствие излучения последних П. к. одномодовых лазерных пучков не является полной. Но в пределах ширины пучка степень П. к., напр. для излучения гелиево-неоновых лазеров, отличается от 1 не более чем на 10 — 10 (рис. 2). Оси. влияние на предельную степень П. к. моды ТЕМдд оказывают ближайшие подпороговые [c.152]

Здесь а(Шв) и и — коаф. усиления и групповая скорость на частоте Шд осн. моды, Й — Планка постоянная, 9тп дифракц. потери на соответствующей моде, Д — коэф. отражения по амплитуде выходного зеркала Л п — населённости нижнего и верхнего уровней усиливающей среды, — параметр вырождения уров-ая, Р — мощность излучения через выходное зеркало. Из (3) видно, что значение обратно пропорц. разности дифракц. потерь — 9оо)< излучаемой мощности Р, разности населённостей рабочих уровней. [c.153]

Дифракция, потери 68, 74 Доплеровское уширение 47 Допороговый режим 266 Дышащий режим генерации 227 б-функция Дирака 121 [c.344]

Добротность резонатора Фабри — Перо в принципе определяется потерями на отражение и дифракцию. Потери при отражении обусловлены поглощением и пропусканием зеркал, а дифракционные потери есть результат конечности их апертуры Bычи ли i добротность Q по отдельности для каждого из этих механизмов. [c.114]

Помимо усиления активной средой, существует ряд факторов, которые уменьшают амплитуду волны внутри резонатора. Коэффициенты отражения зеркал резонатора не равны единице. Более того, для вывода излучения из резонатора по крайней мере одно из зеркал делается частично прозрачным. Кроме того, при распространении излучения вдоль оси резонатора будут и другие потери энергии потока излучения, вызванные его дифракцией, рассеянием в среде, заполняющей резонатор и т. д. Все эти потери энергии можно учесть, введя для зеркал некоторый эффективный коэффициент отражения Гэфф> который меньше значения истинного коэффициента отражения зеркал г. [c.780]

А теперь кратко обсудим вопрос об относительной величине энергии, покидающей объем резонатора, образованного плоски.ми зеркалами, вследствие дифракции за время одного цикла. Для того чтобы дифракционные потери были малыми, дифракционное уширение пучка должно составлять небольшую часть от поперечных размеров зеркал. В этом случае, как известно, мы имеем дело с дифракцией Френеля, и пучок расширяется на величину, примерно равную радиусу первой зоны Френеля iXL. Если бы вблизи одного из зеркал амплитуда сохраняла постоянное значение вдоль волнового фронта, то относительные потери за счет дифракции при достижении второго зеркала были бы, очевидно, пропорциональны кЫа + iXLIb. Однако амплитуда поля на краю зеркал обращается в нуль, в результате чего потери оказываются пропорцио-наль.чыми кубам отношений ]/ХЕ/й, Y kL/b (см. упражнение 252). Кроме того, потери увеличиваются с ростом т а п, т. е. потери минимальны для аксиальных волн и увеличиваются по мере возрастания угла между осью резонатора и волновым вектором. [c.807]

При распространении звука соотношения Г. а. могут потерять свою применимость в результате усложнения структуры звукового поля, а затем вновь восстановить её. Так, при приближении к каустической поверхности Г, а. даёт при расчёте поля ошибочные результаты (в частности, согласно лучевой картине, поле на каустике обращается в бесконечность) по удалении от каустики звуковое поле снова правильно описывается лучевой картиной. При физ. выделении лучевой трубки, напр, при диафрагировании плоской волны большим отверстием а экране, когда, согласно Г. а., проходящий пучок параллельных лучей должен был бы распространяться неограниченно, в действительности лучи постепенно вытесняются с боков дифракц. полем и на расстоянии от экрана D — линейный [c.438]

ДИФРАКЦИЯ медленных электронов — дифракция электронов с эпергиями от десятков до сотен эВ один из осн. методов изучения структуры приповерхностных слоев монокристаллов толщиной нм. Толщина исследуемого слоя определяется глубиной проникновения электрона в кристалл без потери энергии. Электроны, используемые в методе Д. м. э., теряют энергию в осн. на образование плазмонов (ср. путь, проходимый медлеппы.м электроно.м между нос-ледоват. актами возбуждения плазмонов, составляет [c.668]

Эти же самые матрицы используются и в скалярном приближении теории дифракции для нахождения ф-цпи отклика системы Грина функции). Поле при этом считается монохроматическим стационарным с комплексной амплитудой и, действит. часть к-рой равна Пе[иехр(-1шг)]. Распределение амплитуды (ха, у ) на выходной плоскости системы при известном распределении и х1, у1) на входной и в отсутствие потерь спета из-за наличия непросветлённых преломляющих поверхностей, диафрагм и т. п. находят по ф-ле [c.73]

Модуляция спета в амплитудных приёмниках связана, как правило, с появлением под действием звука дополнит, потерь оптич. мощности (на изгибах и микроизгибах световода, вследствие изменения числовой апертуры световода, в результате дифракции света на звуке достаточно высоких частот и др.). В приёмниках этого типа применяются как одномодовые, так и многомодовые световоды. Наиб, типичный акустомеханич. преобразователь 4 амплитудного приёмника (рис. 3) представляет собой две зубчатые пластины, между [c.461]

Анализ энергетич. спектров неупруго рассеянных электронов составляет основу спектроскопии характеристических потерь энергии электронов, исследующей коллективные (плазменные) и одночастичные возбуждения валентных электронов с энергией до < 50эВ, и ионизационной спектроскопии, изучающей возбуждение и ионизацию электронов внутр. оболочек атомов (электронов острова) в диапазоне потерь энергии —5000 эВ. В зависимости от используемой энергии первичных электронов в Э. с. (и в дифракции электронов) различают два случая. Если энергия лежит в интервале от десятков до 100 кэВ, то регистрируются либо электроны, прошедшие сквозь тонкий слой вещества, когда получаемая информация характеризует его объёмные свойства, либо электроны, отражённые от поверхности под скользящими углами. Обычно при этом аппаратуру совмещают в одном приборе с электронным микроскопом [5 ]. В области низких и ср. значений энергии (не превосходящих неск. кэВ) используется геометрия эксперимента на отражение. В этом случае получают информацию о структуре и свойствах приповерхностного слоя, толщина к-рого примерно равна длине свободного (по отношению к неупругому взаимодействию) пробега электрона X. При энергии электронов 50—100 эВ, когда X, составляет неск. моноатомных слоев, достигается наиб, чувствительность метода к свойствам поверхности. При большей и меньшей энергии глубина зондирования возрастает. [c.553]

До сих пор мы пренебрегали нерезонансными потерями энергии в активной среде. В реальных условиях они всегда существуют. Во-первых, размеры пучка всегда ограничены, а следовательно, пучок расширяется в поперечном направлении (относительно направления распространения) из-за дифракции и выходит (теряется) за пределы системы, ограниченной размерами активной среды Угло-вое расширение пучка с поперечным размером 2ш составляет 0d X/2w. На длине L радиус пучка увеличится на 0dL. Все лучи, попавшие в кольцо с этой толщиной и диаметром 2ш, будут уходить (теряться) из активной среды, поперечные размеры которой также 2ш. Относительная величина этих потерь составит X/w и будет максимальна в ИК-диапазоне спектра. При характерных для лазерной техники ш 1 см и Л = 1...10 мкм эти потери составят (0,1...1) 10 см т. е. на длине 1 м из-за дифракции будет теряться 1...10% излучения. Во-вторых, как правило, в усилителях присутствуют оптические элементы (окна, зеркала), на которых также теряется часть падающего на них излучения со I. Эти потери зависят от материалов, качества их обработки и обычно составляют >0,1...1% на каждом оптическом элементе. Наконец, реальная активная среда не является идеально однородной и поэтому пучок света может претерпевать на них рассеяние (рефракцию), также приводящее в конечном счете к потерям. Не вдаваясь в конкретный механизм потерь, будем характеризовать их в дальнейшем общим коэффициентом нерезонансных потерь Ро[см" ] (потери, пересчитанные на единицу длины). [c.36]

Длина лазера ограничи-вается дифракционными явлениями, а также потерями при отражении излучения от стенок трубок и на их торцах. В случае отсутствия отражения от стенок трубки в качестве предельного значения можно взять длину, на которой лазерный луч расширится из-за дифракции на величину, равную радиусу трубки, Она находится из условия 0dLa S 7 т и с учетом соотношения (2.27) составляет [c.127]

Структура низкоразмерных объектов не может быть определена только на основе метода рентгеновской дифракции. Известно, что наноструктурные многокомпонентные пленки имеют очень широкие дифракционные максимумы низкой интенсивности, что обычно объясняется аморфным состоянием вещества, хотя кристаллическая природа наноструктурных пленок может быть подтверждена другими методами. Поэтому для характеристики низкоразмерных объектов рекомендуется использование комбинированного подхода с применением различных методов, таких как рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, Рамановская спектроскопия, расширенные измерения поглощения рентгеновских лучей тонкой структурой (EXAFS), электронная микроскопия высокого разрешения и спектроскопия энергетических потерь электронов. [c.480]

Необходимо иметь в виду, что применение сканирования предполагает примерно одинаковое рассеяние на поверхностях объектива (или эффективность дифракции в нерабочие порядки ДОЭ) при всех положениях освещающего пучка. Попадание последнего в крупный дефект или в оправу объектива приводит к появлению нескомпенсирован-ного шума, резко ухудшающего качество изображения. Энергетические потери с таким осветителем не выше, чем в случае с обычным конденсором и неподвижным пучком, если траектория сканирования не выходит за пределы апертурной диафрагмы. [c.191]

Отметим в заключение еще одну особенность дифракционных асферик. При наличии аберраций помимо уменьшения интенсивности в центральном максимуме дифракционного изображения точки увеличивается интенсивность боковых максимумов (прежде всего первого). Интересно поэтому сравнить распределения интенсивности в дифракционных изображениях, созданных волной, которая сформирована многоступенчатой асферикой, и волной просто искаженной сферической аберрацией, причем интенсивности в центральном максимуме (факторы четкости) должны быть одинаковы. Соответствующие кривые приведены на рис. 7.8, из которого следует, что в случае волны, сформированной асферикой, гораздо четче выражены минимумы и существенно меньше увеличение интенсивности в первом максимуме, хотя потеря энергии в центральном максимуме такая же. Этот феномен можно качественно объяснить, если опять использовать понятие порядков дифракции. Многоступенчатая асферика имеет нулевую эффек-тивность в порядках, ближайших к рабочему, поэтому наряду с идеальной сферической волной в минус первом порядке она формирует аберрированные сферические волны в порядках с большими номерами, что согласно выражению (1.7) приводит к большим аберрациям. Свет, дифрагированный в далекие порядки, за счет аберраций распределяется по площади, значительно пресы- [c.218]

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]

Другой недостаток пары решеток-это ее дифракционные потери. При дифракции первого порядка в импульсе обычно остается 60 80% всей энергии. Это приводит к тому, что за один проход энергия в импульсе уменьшается в 2 раза, а в двухкаскадной схеме-в 4 раза. Существуют две альтернативные схемы, которые могут создавать отрицательную дисперсию при относительно меньших потерях в некоторых случаях они могут служить достойной заменой. Первая схема использует интерферометр Жира Турнуа [2], предложенный в 1964 г. для сжатия импульсов. Такой интерферометр может отражать почти всю энергию импульса, при этом различные спектральные компоненты приобретают дисперсионный фазовый сдвиг в виде [c.152]

В1961 г. была также опубликована выдающаяся работа Фокса и Ли [164], положившая начало теории открытых резонаторов в ее современном виде. В этой работе впервые была численно решена для нескольких частных примеров задача о существовании и свойствах низших (т.е. наиболее добротных) мод пустых резонаторов из плоских и вогнутых зеркал. Здесь же было введено понятие дифракщюяных потерь, которые являются долей общего потока излучения, рассеиваемой благодаря дифракции (или, в случае не рассматривавышхся в [164] резонаторов из выпуклых зеркал, по иным причинам) и проходящей мимо зеркал. Это понятие применительно к резонаторам оптического диапазона оказалось намного полезнее, чем понятие добротности, и к настоящему времени почти полностью вытеснило последнее. [c.61]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...