Резонатор объемный

По мере осознания необходимости получения мощных источников когерентного света физики исследовали различные способы их генерации и аналогично генерации радиоволн пытались применить для этой цели электронные потоки и объемные резонаторы. Однако размеры резонатора должны быть соизмеримы с длиной волны, что в данном случае трудно осуществимо. Традиционное для радиотехники генерирование колебаний при помощи электронных потоков в данном случае оказалось неосуществимым и получение когерентных электромагнитных колебаний в оптическом диапазоне было осуществлено средствами квантовой электроники. [c.118]

Резнатрон — мощный лучевой тетрод, предназначенный для генерирования колебаний в дециметровом диапазоне волн представляет со(к>й разборную электронную лампу с керамическими изоляторами, встроенными объемными резонаторами работает при непрерывной откачке газа и с водяным охлаждением применяется в схеме с заземленной сеткой в режиме непрерывной работы дает мощность до десятков киловатт при к. п. д. 40—60% 19]. [c.152]

Ультракороткие волны (УКВ) представляют чрезвычайный интерес для решения многих важнейших технических задач. Это связано с тем, что для передачи энергии и получения направленного излучения выгодно увеличивать частоту колебаний (см. 1.5). Революция в технике УКВ" произошла в 1930 — 1940 гг., и теперь устройства, на которых были проведены знаменитые опыты Герца, Попова и др., представляют лишь исторический интерес. Основной недостаток передатчика Герца — это затухание колебаний и большая ширина спектра излучаемых частот. В современных генераторах УКВ (клистронах и магнетронах) взаимодействие электронного пучка и волн, возникающих в резонаторе, происходит по-иному, что позволяет поднять верхнюю границу частот (v 30 ГГц) и резко увеличить мощность сигнала, достигающего иногда десятков миллионов ватт в им пульсе. Положительными свойствами подобных излучателей являются высокая монохроматичность электромагнитной волны (излучается строго определенная частота) и крутой фронт временных характеристик сигнала. В качестве приемника УКВ-излучения обычно используют вибратор или объемный резонатор с кристаллическим детектором, имеющим резко нелинейные свойства, с последующим усилением низкочастотного сигнала. [c.10]

Метод объемного резонатора. Можно очень точно определить частоту, при которой в объемном резонаторе (металлическом ящике) известных размеров укладывается определенное число длин полуволн электромагнитного излучения. Скорость света определяется из соотношения [c.319]

Задолго до создания лазеров были хорошо изучены типы колебаний в объемных резонаторах, широко используемых в сантиметровом диапазоне длин волн. Идеальный объемный резонатор представляет собой замкнутую полость с идеально проводящими стенками, в которой может находиться непоглощающая среда. Электромагнитное поле в таком резонаторе можно получить путем решения уравнений Максвелла с соответствующими граничными условиями. В результате оказывается, что поле в резонаторе может быть представлено как суперпозиция отдельных типов колебаний, или мод резонатора. Напряженность поля каждой моды изменяется гармонически во времени и имеет вид [c.282]

В оптическом диапазоне, вследствие малости длин волн, применение объемных резонаторов является нецелесообразным. Действительно, даже при очень малых размерах резонатора 1 мм число возбуждающихся в нем мод согласно (6.9) оказывается чрезвычайно большим, что соответствует низкой когерентности светового поля. Значительно меньшее число мод возбуждается в. [c.282]

Проведенный выше анализ показывает, что под влиянием резонансной нагрузки автоколебательная система может в определенной области частот изменить свою частоту и амплитуду, вообще прекратить колебания (режим гашения) или попасть в режим скачкообразного изменения амплитуды и частоты. Поэтому при использовании резонансной нагрузки необходимо принимать меры для уменьшения ее обратного влияния на автоколебательную систему. Одним из примеров системы с резонансной нагрузкой является генератор, связанный с контуром волномера. Для правильного измерения генерируемой частоты необходимо, чтобы связь между контурами генератора и волномера была достаточно мала (режим отсоса энергии). Явления затягивания и гашений, наступающие при сильной связи, в этом случае снижают точность определения частоты. Однако явление затягивания может быть использовано для стабилизации частоты автоколебаний. Для этого в качестве дополнительного контура в систему включают контур с высокой добротностью. В радиодиапазоне обычно применяется кварцевый резонатор, а в диапазоне СВЧ — высокодобротный объемный резонатор. При малом 63 область затягивания увеличивается. В этой области значительные вариации парциальной частоты контура генератора сопровождаются малыми изменениями генерируемой частоты. На рис. 7.12 жирными линиями изображены области стабилизации частоты при затягивании. [c.277]

В распределенных системах параметры распределены непрерывно по всему объему системы. Каждый сколь угодно малый элемент распределенной системы обладает как массой, так и упругостью. В случае электрической распределенной системы каждому элементу присущи емкость и индуктивность. В качестве примеров распределенных систем, имеющих широкое практическое применение, можно назвать струну, стержень, мембрану, двухпроводную и коаксиальную электрические линии, волноводы, объемные резонаторы и т. п. [c.319]

Так же, как и в случае системы с двумя степенями свободы, явление затягивания частоты генератора, нагруженного высокодобротным объемным резонатором, можно использовать для целей его частотной стабилизации вблизи одной из собственных частот объемного резонатора. [c.345]

Электромагнитные поля сверхвысоких частот ие удовлетворяют условию квазистационарности и носят ярко выраженный волновой характер. Для нагрева тело подвергают облучению свободно падающей электромагнитной волной или воздействию поля бегущей либо стоячей электромагнитной волны. В роли нагревательных устройств выступают уже ие рабочие конденсаторы, а — соответственно указанным способам нагрева — антенны, волноводы или объемные резонаторы. [c.305]

Применение реактивных фильтров, расположенных у краев рабочей камеры, приводит к возникновению стоячих волн, и нагревательные установки такого типа приближаются по структуре электромагнитного поля к установкам периодического действия, рабочая камера которых является объемным резонатором. [c.308]

Так как число индуцированных переходов растет с увеличением плотности излучения, то желательно, чтобы усиливаемый сигнал н стимулированное им излучение проходили активную среду многократно. При каждом таком проходе плотность излучения растет и эффективность высвечивания возбужденных частиц повышается. Для достижения этой цели рабочее вещество помещают в объемный резонатор, настроенный на частоту усиливаемого сигнала (а следовательно, и стимулированного излучения). [c.335]

Принципиальная схема квантового усилителя показана на рис. 2.16. Энергетическая накачка рабочего вещества, помещенного в объемный резонатор, производится через вход / усиливаемый сигнал с частотой (О 32, соот- [c.335]

В первых таких приборах использовался пучок молекул аммиака и поэтому их стали называть молекулярными генераторами. Для разделения возбужденных и невозбужденных молекул в молекулярных генераторах используется сильное неоднородное электростатическое поле. Возбужденные молекулы направляются в объемный резонатор, где и отдают свою энергию электромагнитному полю. [c.413]

Для склеивания и отверждения узлов из полимерных материалов применяются различные автоклавы, СВЧ-установки камерного (с объемом камеры 1 и 4 м и / = 2375 МГц) и конвейерного типов (/= 433 МГц), в которых равномерность нагрева обеспечивается импульсным вводом мощности в многомодовый объемный резонатор. [c.84]

Однако для получения достаточно большой эффективной мощности генерированного излучения необходимо, помимо инверсии населенности энергетических уровней, выполнять ряд соответствующих условий. Активное вещество помещается в объемный резонатор — своего рода ящик с отражающими стенками. Как известно, для эффективного усиления колебаний определенной частоты резонатор должен иметь размеры порядка длины волны. Однако в оптическом диапазоне длин волн резонатор, настроенный на одну единственную волну, будет иметь слишком малые размеры. [c.507]

Необходимая для генерации обратная связь осуществляется в лазере за счет помещения рабочей среды в объемный резонатор, в котором возможно возбуждение согласованной со свойствами среды стоячей электромагнитной волны. Схема лазера, состоящего из двух необходимых компонент — активной среды и резонатора, представлена на рис. 1.9. Обладающая инверсной заселенностью рабочая среда 1 обеспечивает возможность усиления колебаний за счет процессов вынужденного излучения. Резонатор, состоящий условно из одного плоского непрозрачного зеркала 2 и параллельного ему, частично пропускающего резонансное излучение плоского зеркала 3 с прозрачностью , обеспечивает раскачку колебаний с частотами в пределах ширины линии уси- [c.38]

Клистроном называется ЭВП, в котором используется принцип модуляции электронов по скорости, вызывающей модуляцию потока по плотности вследствие взаимодействия электронного потока с высокочастотным (ВЧ) полем. Большое распространение получили отражательные клистроны. Отражательный клистрон (рис. 7.15) состоит из электронной пушки 1, создающей поток электронов с необходимыми параметрами (плотностью, скоростью, формой и т. п.), отражателя 2, потенциал которого отрицателен относительно катода, и объемного резонатора 3. [c.343]

Из громадного числа созданных к настоящему времени ФВП первое место как по массовости и эффективности технических применений, так и по их разнообразию принадлежит, несомненно, объемным кварцевым резонаторам. [c.444]

Другая группа ФВП, находящих широкое применение в современной информационной технике, — объемные резонаторы на базе пьезоэлектрической керамики (типа ЦТС-22 и др.). Для построения систем самовозбуждения здесь также используют прямой и обратный пьезоэлектрический эффект. Резонаторы этого типа применяют в различных частотных фильтрах и дискриминаторах, в звукозаписывающей и звуковоспроизводящей аппаратуре, в качестве излучателей ультразвука и т. д. [c.444]

Для того чтобы усилитель превратить в генератор, необходимо ввести подходящую положительную обратную связь. В СВЧ-диапазоне это достигается тем, что активную среду помещают в объемный резонатор, имеющий резонанс при частоте V. В лазере обратную связь обычно получают размещением активной среды между двумя зеркалами с высоким коэффициентом отражения(например, между плоскопараллельными зеркалами, как показано на рис. 1.3). В этом случае плоская электромагнитная волна, распространяющаяся в направлении, перпендикулярном зеркалам, будет поочередно отражаться от них, усиливаясь при каждом прохождении через активную среду. Если одно из двух зеркал сделано частично прозрачным, то на выходе системы можно выделить пучок полезного излучения. Одна- [c.14]

Из уравнений (2.1) легко выводятся уравнения для объемной плотности числа фотонов излучения в резонаторе т. Для этого достаточно использовать соотношение т = ш//го)о [c.48]

Оптические элементы, выполненные в виде тонкослойных трехмерных голограмм, начали успешно применяться и в ряде других областей в качестве дисперсионных элементов оптических резонаторов [29J, для проекции объемных изображений зрителю 130] и т. п. [c.712]

Принцип действия. Для осуществления лазерной генерации в режиме самовозбуждения необходимо, как известно, обеспечить 1) амплитудное условие генерации, т.е. создать усиление в активной среде, достаточное для компенсации всех видов потерь 2) фазовое условие генерации, т.е. реализовать положительную обратную связь за счет использования оптических резонаторов либо самопроизвольно записывающихся объемных фазовых решеток в нелинейной среде 3) затравочное шумовое излучение, из которого развивается генерация. В традиционных лазерах усиление возникает в процессах вынужденного излучения в активной среде с инверсной населенностью. При пороговом значении накачки усиление света компенсирует его потери [c.9]

Обрагцаясь к резонаторам, мы сталкиваемся с новым обстоятельством, а именно с граничными условиями, которым должна удовлетворять волна, являющаяся модой резонатора. В лазерных резонаторах конкретный вид граничных условий гораздо менее существен, нежели в резонаторах объемных, высокочастотных. Подробное обсуждение их роли отложим до более подходящего случая, а пока примем самое простое граничное условие. Будем считать, что волна и на зеркалах должна обращаться в нуль. Напомним, что в качестве величины и обычно используется одна из поперечных (по отногпению к оси пучка) компонент электрического поля. Поэтому условие = О на поверхности зеркала соответствует обычному в высокочастотной области требованию обращения в нуль касательной к поверхности металла компоненты электрического поля. [c.20]

Такая же система уравнений получается при рассмотрении режима в помещении, содержащем резонаторы. Подробное исследование, как было уже упомянуто, находим в работе С. Н.Ржевкина 127]1), Последний вместе с М. С. Анцыферовым теоретически и экспериментально исследовал явление реверберации в комнате с большим числом резонаторов объемного типа (бутылки объемом 500 сжз каждая). Каждый из таких резонаторов накапливает пблизи собственного резонанса акустическую энергию, оказываясь при этом эквивалентным 2 объема и вносит поглощение ) около 0,1о сэбин. Поведение системы объемных резонаторов сводится, таким образом, к испра вленнойформуле реверберации (например Сэбина) [c.181]

Поверхности вращения и отраничиваемые ими тела имеют щирокое применение во многих областях техники баллон электронно-лучевой трубки (рис. 8.11, а), центр токарного станка (рис. 8.11, б), объемный сверхвысокочастотный резонатор электромагнитных колебаний (рис. 8.11, в), сосуд Дьюара для хранения жидкого воздуха (рис. 8.11, г), коллектор электронов мощного электронно-лучевого прибора (рис. 8.11, й) и т. д. [c.100]

Клистрон — электронный прибор, сочетающий в себе электронную лампу с объемными резонаторами и предназначенный для усиления и генерирования колебаний СВЧ в диапазоне сантиметровых и миллиметровых волн различают клистрон однорезонаторный или отражательный маломощный, клистрон двухконтурный или двухрезонаторный, используемый как для генерирования, так и для усиления колебаний, и клистрон многорезонаторный, обладающий большой мощностью [2, 9]. [c.145]

Так, холодильные циклы на уровне жидкого водорода уже широко используются в крупнейших промышленных установках для получения тяна -лой воды. Низкие температуры на уровне жидкого гелия начинают применяться в практической радиотехнике для осуществления малошумяи1,их молекулярных усилителей (твердые мазеры ) и генераторов на частотах сантиметрового диапазона. Высокодобротные сверхпроводящие объемные резонаторы находят себе применение н технике нзмерепий на сверхвысоких частотах. Сверхпроводящие токовые и магнитные устройства начинают внедряться как элементы вычислительных машин взамен электронных ламп. [c.5]

Полышшстпо сущестпуюгцпх ( ПМ усг. топок для 1 С11дово1 об работки пищевых продуктов — это установки периодического действия, известные под названиями СВЧ-печь , микроволновая печь или магнетронная кухня . Мощность этих установок 0,75—2 кВт, частота 2375 или 2450 МГц в зависимости от принятого в стране-изготовителе стандарта разрешенных частот. Рабочей камерой служит прямоугольной объемный резонатор, размеры которого, например для печи Славянка-1001 , составляют 35 х X 24 X 30 см (рис. 16-10). [c.309]

Резонаторные глушители. Если звук при распространении встречает систему, способную колебаться, то при воздействии на нее звуковых волн, особенно с частотой, близкой к ее собственным частотам, она приходит в соколебания с возбуждающей частотой. При совпадении собственной и возбуждающей звуковых частот без учета трения сопротивление системы-резонатора равно нулю. В этом случае объемная скорость в отверстии резонатора теоретически достигает бесконечности. При резонансном совпадении собственной и возбуждающей частот амплитуда скорости колебаний воздуха в горле резонатора резко возрастает, вызывая значительные (при наличии трения) потери энергии падающей волны. Используя резонаторы, можно получить значительное снижение уровня дискретных компонентов шума. [c.167]

Появление спутниковой, тропосферной, космической связи и глобального радио- и телевещания на сверхвысоких частотах, сверхдальней радиолокации, радиоастрономии, радиосиектросконии потребовало создания радиоприемных устройств с ничтожно малым уровнем шума. Новые возможности в этом отношении открылись перед радиотехникой в связи с достижениями в области изучения свойств различных веществ при глубоком их охлаждении и в связи с освоением новых методов построения радиоприемных схем. В результате этого в 50-х годах появились идеи создания параметрических и квантовых парамагнитных усилителей. Такие схемы обычно охлаждают с помощью жидкого азота, а в последнее время — жидкого гелия. Современные параметрические усилительные схемы осуществляются на основе использования для изменения параметров схемы диодов, ферритов, полупроводников и других нелинейных элементов. Квантовые парамагнитные усилители в настоящее время строятся на двух нринцинах. В первом из них взаимодействие волны слабого сигнала с усиливающим парамагнитным веществом происходит в объемном резонаторе (усилители резонаторпого тина), а во втором — в замедляющих волноводах (усилители бегущей волны). Все эти устройства мало похожи на привычные радиоприемники и пока еще достаточно сложны в осуществлении и эксплуатации, но зато их чувствительность может быть доведена до 10 вт. [c.380]

В 1958 г. А. М. Прохоров в СССР, Шавлов и Таунс в США предложили использовать открытый резонатор, известный в оптике как интерферометр Фабри — Перо. Оказалось, что добротность такого резонатора очень велика — много больше, чем добротность объемных резонаторов радиодиапазона. Поиск подходящих веществ значительно облегчался имеющимися работами по люминесценции, к которым в первую очередь следует отнести работы П. П. Феофилова. [c.413]

Анод шюгорезонаторного М.— массивный полый цилиндр, во влутр. части к-рого вырезаны объёмные резонаторы со щелями, выходящими иа поверхность (рис. 1). Последовательность резонаторов образует периодич. структуру на поверхности анода и обусловливает азимутальное замедленно вращающихся эл.-маги. волн, для к-рых всё пространство М. является единым высокодобротным объемным регзонатором. Энер- [c.643]

В длинноволновом диапазоне классической электроники длина волны излучения существенно больше размеров контура и его спектральные характеристики определяются сосредоточенными параметрами электрической цепи. Длинные радиоволны при этом излучаются в пространство практически изотропно. При сокращении длины волны и переход к СВЧ-диапазону для формирования электромагнитной волны используются пустотелые объемные резонаторы с размерами, сравнимыми с длиной волны. При этом появляется возможность формирования направленных (анизотропных) распределений излучения в пространстве с помощью внешних антен. Б ИК- и видимом диапазоне длина волны излучения много мень- [c.40]

Несколько меньшее распространение имеют ФВП в виде объемных резонаторов из магнитострикциоиных материалов (никель, ферриты марок СП и СК и др.). Такие ФВП называют иногда также магнитострикционными вибраторами. Для построения систем самовозбуждения таких ФВП используют прямой и обратный пьезомагнитный эффекты. Основные применения магнитострикциоиных резонаторов такие же, как пьезоэлектрических. ФВП указанных типов широко и всесторонне освещены в обширной технической литературе [1, 4, 6, 8, И, 13, 14, 17—20]. [c.444]

Рассмотрим также последствия разъюстировок кольцевых резонаторов, обладающих в отъюстированном состоянии плоским осевым контуром (резонаторам с объемной траекторией оси, через которую нельзя провести пгхоскость, будет посвящена часть 4.4). Выберем непосредственно перед тем зеркалом, последствия наклонов которого будут рассматриваться, перпендикулярно оси съюстированного резонатора отсчетную плоскость с координатными осями х, у, причем ось х будем считать лежащей в плоскости осевого контура. Степень разъюстировки зеркала охарактеризуем углами поворотов срд. вокруг оси у и вокруг направления оси резонатора z тогда при отражении от зеркала к углам наклонов лучей 0Lx,0iy добавляется Аах = 2 х и Асе = ру соответственно. [c.145]

Если при этом весовые коэффициенты в сумме равны единице, то каждый из них может трактоваться как процент влияния соответствующего частотного критерия в общем. Очевидно, изменение набора i будет приводить к изменению оптимума. Это можно истолковать как проявление неявной функциональной зависимости X = X (С), С Сх, g, С и при необходимости использовать эту зависимость в интересах повышения эффективности объемных оптимизационных расчетов, В последний период развиваются новые интересные подходы для решения многокритериальных задач, которые основаны на методах ма тематической теории принятия решений. Рассмотренные в этой главе задачи расчета и синтеза газовых лазеров можно с полной уверенностью отнести к многокритериальным задачам парамеяри-ческой оптимизации, причем в общем случае с нелинейным функ-ционалом. Для оптимизации характеристик газовых лазеров или поиска при заданных характеристиках оптимальных конструктивных решений в этих приборах, в отсутствии разработанных средств математического исследования такого рода задач, необ ходимо исходить из физических соображений. Эти предпосылки по существу заложены в этапы реализации основной структурной схемы разработки газовых лазеров с использованием ЭВМ, изложенной в п. 2.3.Уже на первом этапе (анализ конкретной рассматриваемой задачи) многокритериальная оптимизация характеристик газовых лазеров может быть сведена к однокритериальной. Таким примером может служить задача разработки газового лазера с заданными характеристиками излучения в дальней зоне или расчет характеристик молекулярного усилителя. Именно физические соображения определили основным объектом исследования в обратной задаче расчета газового лазера резонатор с зеркалами, имеющими переменные по апертуре коэффициенты отражения. Затем анализ технологических возможностей привел к основному критерию оптимизации этих зеркал —- минимальному числу колебаний в зависимости R (г). Такой физический подход к оптимизации на сегодняшний день является типичным в задачах квантовой электроники. Однако прикладные задачи уже в настоящее время требуют большого количества принципиально разных газовых лазеров, работающих в различных режимах генерации, спектральных диапазонах и с различными уровнями входной мощности. Не всегда физический подход может обеспечить необходимые упрощения, способные свести задачу к простейшим приемам оптимизации, которые не требуют исследований функционалов (см. выражения (2.155) и (2.156)). Оптимизация выходных характеристик и конструктивных элементов прибора с учетом тенденций, определенных в теории и эксперименте, может осуществляться подбором необходимых данных в небольшом интервале изменений управляемых переменных. Дальнейшее совершенствование оптимизационных задач с использованием ЭВМ, как основных в разработке и исследовании [c.123]

Прежде чем перейти к рассмотрению результатов ino количественным оценкам уровня шумюв излучения рассмотрим простой пример, дающий наглядное представление о спектральном распределении шумов. Для этой цели воапользуемся нормированными балансными уравнениями одномодового одночастотного лазера (2.5), в> которые введем до пол.нительный член, учитывающий влияние источников шумов за счет спонтанного излучения. Это можно сделать, представив объем ную плотность энергии в виде суммы индуцированной плотности энергии w t) и плотности энергии спонтанного (шумового) излучения, попадающего в моду резонатора ш ш(0- Нормируя абе величины на стационарное значение W t (2.3) и )проводя операцию линеаризации уравнений (2.5) методам , аналогичным вышеизложенному [см. вывод уравнений (3.6)], получаем уравнения для относительных флуктуаций объемной плотности нергии излучения Aw и концентрации инверсной населенности Лл , возникающих 1Под воздействием шумового спонтанного излучения [c.85]

Голограммы бьшают пропускающими (схема Лейта — Упатниекса [26]) и отражательными (схема Денисюка [28]) ) с весьма различными спектральными и угловыми селективностями, дифракционными эффективностями и их зависимостями от толщины. Все это, как мы увидим ниже, существенно сказывается не только на характеристиках генерации на динамических решетках обоих типов, но и на возможности ее осуществления в различных схемах резонаторов. Различают фазовые и амплитудные решетки, в которых пространственно модулированы соответственно действительная и мнимая части комплексного показателя преломления регистрирующей среды. Предельная дифракционная эффективность фазовых голограмм составляет 100%, а амплитудных - десятки процентов. Поэтому в лазерах на динамических решетках используются только фазовые динамические решетки, что и будет подразумеваться в дальнейшем изложении. Различают также тонкие (двумерные) и объемные (трехмерные) голограммы. При считывании тонких голограмм возникают несколько дифракционных порядков, что снижает дифракционную эффективность. В объемных голограммах дафракция происходит по закону Брэгга. При этом остается только один дифракционный пучок (—1)-го порядка, представляющий собой восстановленный сигнальный пучок. [c.19]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...