Генератор оптический параметрический

Гейзенберга представление 81, 344 Генератор оптический параметрический 39, 349 Генерация гармоник 336 [c.509]

Рис. 8.8. Схематическое представление оптического параметрического генератора.

Строго говоря, уравнения (8.72) справедливы в случае бегущей волны, когда в кристалле произвольной длины распространяются три волны с частотами (Oi, (02, соз- Покажем теперь, каким образом эти уравнения можно применить к случаю оптического параметрического генератора, схематически показанного на рис. 8.8. Рассмотрим сначала этот генератор, работающий по схеме двойного резонатора. В этой схеме внутри резонатора в прямом и обратном направлениях распространяются две волны с частотами (Oi и (02. Параметрический процесс имеет место здесь только тогда, когда направления распространения этих волн и волны накачки совпадают (поскольку лишь при данных обстоятельствах удовлетворяется условие фазового синхронизма). Если развернуть оптический путь волны в резонаторе так, как показано на рис. 8.9, а, то из рисунка очевидно, что волны испытывают потери на любом участке пути, в то время как параметрическое усиление имеет место лишь на одном из двух отрезков пути. Эту ситуацию можно эквивалентно представить в виде схемы, приведенной на рис. 8.9, б, если соответствующим образом определить коэффициент эффективных потерь а, (/=1, 2). Потери, определяемые на рис. 8.9,6 длиной кри- [c.508]

Рис. 8.9. а — развертка оптического пути в резонаторе оптического параметрического генератора Ь — приведение оптического пути при двойном проходе в резонаторе, показанного на рис. а, к одному проходу, причем потери на зеркалах включены в распределение потерь в кристалле. [c.509]

В предыдущем разделе мы показали, что волна накачки с частотой 3 через взаимодействие в нелинейном кристалле может привести к одновременному усилению оптических волн с частотами со и oj, причем 3 = СО + oj. Если нелинейный кристалл поместить внутри оптического резонатора, который настроен в резонанс на частоте сигнальной или холостой волн (или на обеих частотах), то при некоторой пороговой интенсивности накачки параметрическое усиление будет вызывать одновременную генерацию на частотах как сигнальной, так и холостой волн. Пороговая интенсивность для этой генерации соответствует значению, при котором параметрическое усиление в точности компенсирует потери сигнальной и холостой волн [16—18]. Это является физической основой оптического параметрического генератора. Практическое значение такого генератора состоит в том, что он может преобразовывать выходную мощность лазера накачки в когерентное излучение на сигнальной и холостой частотах. [c.574]

На рис. 12.7 представлен схематически оптический параметрический генератор на двойном резонансе, который резонирует как на сигнальной, так и на холостой моде (и обладает высоким Q). Пре-кде чем начать строгий анализ параметрической генерации, рассмотрим очень простую точку зрения, которая будет полезной для иллюстрации основной природы взаимодействия. Прежде всего [c.574]

РИС. 12.7. Схематическое представление оптического параметрического генератора, в котором для накачки используется излучение лазера с частотой oij. Результирующее усиление вызывает в оптическом резонаторе, содержащем нелинейный кристалл и настроенном на частоты и oij, генерацию на частотах и оз (ш = Uj + [c.574]

Оптические параметрические генераторы наряду с лазерами на красителях являются наиболее важными источниками перестраиваемых по частоте ультракоротких световых импульсов. Под параметрическим усилением и генерацией понимают нарастание интенсивности или генерацию двух световых волн с частотами 0)2 и соз в определенной среде, облучаемой сильной световой волной, называемой волной накачки, с частотой соь Параметрическое взаимодействие следует рассматривать как процесс, обратный процессу смешения частот. Если исходное излучение является монохроматическим, то частоты усиливаемых и генерируемых волн со2 и соз связаны с частотой исходной волны oi соотношением [c.286]

Генераторы оптических гармоник и параметрические генераторы света будут рассмотрены автором в отдельной книге. [c.4]

По мере развития лазерной техники все большее значение приобретают исследования динамики процессов, определяющих физическую картину работы лазера в различных режимах. Это связано прежде всего с необходимостью создания лазеров с заданными значениями параметров излучения — энергии в импульсе, длительности импульса, средней и пиковой мощности, частоты следования импульсов и т. п. Большое практическое значение имеет задача создания лазеров с экстремальными характеристиками, в частности задача создания сверхмощных лазеров. Весьма важно обеспечение устойчивости и стабильности различных режимов генерации, хорошей воспроизводимости параметров излучения от импульса к импульсу. Исследования динамики процессов в лазерах являются основой для решения практически важной проблемы управления параметрами лазерного излучения. Заметим также, что эти исследования органически связаны с изучением реальной пространственно-временной структуры излучения, генерируемого лазерами, что крайне важно для интерпретации нелинейно-оптических явлений, включая явления, на основе которых работают параметрические генераторы света, генераторы оптических гармоник, комбинационные лазеры. [c.265]

ГЛ. 7. ОПТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ И ГЕНЕРАТОРЫ [c.192]

Здесь усиление предполагается малым, а1 <С 1, что обычна имеет место для оптического параметрического генератора, работающего в непрерывном режиме. Соответствующие выражения для генератора в предположении, что и сигнальная, и холостая волны нарастают от уровня шумов и что потери на обеих частотах одинаковы, следующие [c.193]

Лазер, как правило, должен работать на одной поперечной моде, поскольку в этом случае достигается максимальная эффективность, или усиление при данной величине мощности лазерного излучения при использовании оптимальной фокусировки. Вдобавок от него требуется высокая амплитудная и частотная стабильность, если необходимо получить стабильный выход параметрического генератора. С- этой точки зрения оптический параметрический генератор предъявляет, по-видимому, наиболее серьезные требования конструкторам лазеров и специалистам по выращиванию нелинейных кристаллов, и, по-видимому, так будет продолжаться и впредь в течение некоторого времени тем, кто желает более полно познакомиться с параметрическими генераторами, можно порекомендовать обзорную статью Харриса [73] ). [c.215]

Существуют разные оптические схемы параметрических генераторов света. Одна из них показана на рис. 9.13, а. Оба зеркала резонатора (/ и 2) прозрачны на частоте накачки W. Для более низких частот зеркало 1 является полностью отражающим, а зеркало 2 характеризуется некоторым коэффициентом пропускания. Существуют параметрические генераторы света, где генерируется только одна световая волна, например волна на частоте Wi. Чтобы [c.237]

Нелинейные оптические явления в кристаллах позволяют осуществлять преобразования излучения заданной частоты в излучение с частотой, которую можно перестраивать в определенном диапазоне. Принцип действия такого рода преобразователей частоты, получивших название параметрических генераторов света, заключается в следующем. [c.77]

Оптические характеристики некоторых нелинейных кристаллов, используемых в параметрических генераторах света [c.540]

Молекулярные кристаллы бесконечно разнообразны и могут сравнительно легко модифицироваться введением примесей и небольшими изменениями самих молекул. Установление связи между строением слагающих кристалл молекул и нелинейными оптическими свойствами кристаллов открывает широкие возможности для создания модуляторов, дефлекторов, преобразователей частоты, параметрических генераторов и других устройств нелинейной оптики методами новой инженерной дисциплины — молекулярной электроники. [c.3]

На практике применяются как однорезонаторные, так идвух-резонаторные оптические параметрические генераторы. Двухре-зонаторную параметрическую генерацию можно получить при накачке от непрерывных и импульсных лазеров. При этом оказалось, что в случае непрерывной накачки пороговые мош,ности составляют всего несколько милливатт. Но наличие резонанса сразу на двух частотах вызывает некоторую нестабильность излучения на выходе как по амплитуде, так и по частоте. Одно-резонаторная параметрическая генерация была осуществлена лишь при накачке от импульсных лазеров, поскольку в случае резонанса на одной частоте пороговая мош,ность накачки оказывается значительно более высокой (на два порядка величины). [c.503]

Наконец, обсудим место лазеров на динамических решетках в квантовой электронике. Первые квантовые генераторы оптического диапазона, созданные уже более 25 лет назад, использовали для усиления явления вынужденного излучения света в среде с инвертированной населенностью (рубин [1], газовые смеси [2]). Активная среда в этих лазерах становилась усиливающей под действием стороннего источника накачки (оптического,, электрического, химического и т.д.), создающего в среде инверсию. Однако достаточно скоро появились также генераторы, использующие нелинейнооптические процессы усиления — вынужденные рассеяния [3] и параметрические многоволновые взаимодействия [4] ). Необходимым условием их реализации было использование для накачки оптического излучения с достаточной степенью монохроматичности. [c.258]

ДЛЯ излучения на частотах соз и со/ поддерживаются малыми. Эта ситуация соответствует тому, о чем было рассказано в п. В1.111 по поводу усиления света и возникновения колебаний при достаточном усилении сигнальной и холостой волн потери могут быть компенсированы, так что возникает стабильная генерация. Благодаря эффекту максимального усиления при кр. = кз. + + А/. выделяется направление при заданном положении кристалла и (при учете дисперсионного соотношения для фотонов) создается селекция частот таким образом, путем вращения кристалла может достигаться генерация перестраиваемого когерентного излучения. Это имеет важное прикладное значение. С помощью описанного оптического параметрического генератора и путем изменения угла вращения и температуры кристалла Ь1КЬ0з была осуществлена перестройка длины волны почти от [c.349]

Генераторы когерентного оптического излучения вклю-чакуг в себя две группы приборов. Основную группу составляют лазеры. Во вторую группу входят генераторы оптических гармоник, параметрические генераторы света и др. Данная книга посвящена физике процессов в лазерах ). [c.4]

Оптический параметрический генератор (ОПГ) на кристалле из LiNbOa с накачкой ИАГ — Nd-лазером можно использовать вместо линенно-перестраиваемого газового лазера в качестве источника интенсивного настраиваемого инфракрасного излучения [28, 200]. Лидар, основанный ча таком излучателе и работающий по методу дифференциального поглощения, разработан авторами статьи [392, 393]. Был использован параметрический генератор на LiNbOa с выходной энергией 20 мДж, длина волны излучения перестраивалась в спектральном интервале 1,4—4,2 мкм, ширина линии составляла , 0 см-. Рассеянное в обратном направлении излучение собирали телескопом с диаметром зеркала 41 с.м и фокусировали его на охлаждаемом до 77 К фотодетекторе на основе InSb с площадью [c.448]

Параметрический генератор света. Поместив нелинейный кристалл в оптической резонатор, можно превратить параметрическое рассеяние в параметрическую генерацию света. Будем рассматривать скалярный синхронизм — когда волновые векторы (как волны накачки, так и обеих иереизлученных световых волн) направлены вдоль одной прямой эта прямая есть ось резонатора. Ориентируем нелинейный кристалл внутри резонатора таким образом, чтобы направление синхронизма для некоторой конкретной пары частот odj и — oj совпадало с осью резонатора, и введем в резонатор вдоль его оси интенсивную когерентную световую волну накачки частоты ш. Для выполнения условия синхронизма надо позаботиться о поляризации волны накачки. Возможна ситуация, когда волна накачки и одна из переизлученных волн — необыкновенные, а другая переизлученная волна — обыкновенная. [c.236]

Пример, = 1 И 1) либо только на частоте (Oi (однорезо-наторный генератор), либо на двух частотах (Oi и (02 (двухре-зонаторный генератор). Для пучка накачки зеркала являются достаточно прозрачными. Генерация возникает, когда усиление, обусловленное параметрическим эффектом, начнет превышать потери в оптическом резонаторе. Следовательно, для начала генерации нужна некоторая пороговая энергия входного пучка накачки. Когда этот порог достигнут, генерация наступает как на частоте (Oi, так и на (02, а конкретное сочетание величин oi и (02 определяется соотношениями (8.58). Например, при условии фазового синхронизма типа I, в котором участвуют необыкновенная волна с частотой (03 и обыкновенные волны с частотами (Oi и >2 (т. е. бщ,+ Omj), из соотношения (8.586) получаем [c.503]

Четырехволновое смешение так же. как ВКР и ВРМБ, может использоваться в усилителях и генераторах. Такие устройства привлекают внимание в контексте явлений, связанных со сжатыми состояниями [33-43]. В данном подразделе речь пойдет о таких важных характеристиках параметрических усилителей, как коэффициент усиления и ширина полосы. Обсуждаются также вопросы применения параметрических усилителей для получения сжатых состояний и в оптической волоконной связи. [c.301]

Следующий крупный успех — прорыв в область пикосекундных масштабов времени (t 10 с) датируется 1966—1968 гг. В эти годы были предложены и реализованы методы синхронизации продольных мод лазеров и созданы первые пикосекундные лазеры на стекле с неодимом, генерировавшие импульсы с длительностями до нескольких пикосекунд (их стали называть сверхкороткими ) и мощностями 10 —10 Вт. В те же годы были предложены и впервые продемонстрированы методы нелинейно-оптического формирования и сжатия пикосекундных импульсов, запущены параметрические генераторы перестраиваемых по частоте пикосекундных импульсов, позволившие перекрыть видимый и инфракрасный диапазоны спектра. Таким образом, была продемонстрирована эффективность использования быстрой электронной нелинейности в пико- и субпикосекундной оптической технике. [c.9]

Поэтому именно в поле фемтосекундных импульсов впервые были реализованы предельные КПД оптического удвоителя частоты и суперлюмниесцентного параметрического генератора света. [c.110]

Среди возможных применений Преобразования частоты в режиме векторного синхронизма в молекулярных кристаллах можно указать на эффективное преобразование частоты с разделением входа и выхода, на создание логических элементов быстродействующих счетных машин, например типа И , основанных на комбинации удвоителя частоты и параметрического генератора, работающего в режиме уменьшения частоты вдвое. Сигнал на выходе такой системы будет появляться лишь при одновременной подаче под углом векторного синхронизма двух световьдх пучков на вход удвоителя частоты. Такие логические элементы имеют равноправные входные и выходные сигналы, что позволяет объединять эти элементы в более крупные блоки без снижения скорости действия отдельных структурных единиц. Это выгодно отличает нелинейные оптические логические элементы от логических элементов на оптронах [265]. [c.182]

Векторное взаимодействие в двулучепреломляющих кристаллах с фотогальванической нелинейностью приводит к ряду особенностей в известных эффектах, а также к появлению новых эффектов. Вследствие того что фазовые скорости обыкновенной и необыкновенной волн в кристалле оказываются различными, возникает возможность попутных компланарных параметрических четырехволновых взаимодействий. Они обеспечивают исключительно большое усиление для пучков, удовлетворяющих условию фазового синхронизма [22, 23], и были использованы для создания оптических генераторов [24]. [c.50]

Обратим внимание на оптическую схему генератора (рис. 5.10). Он работал при одном пучке накачки. Вьпие (п. 4.2.1) было показано, что такая генерация возможна лишь при наличии в среде нелокального нелинейного отклика. Следовательно, описанный генератор работал благодаря записи сдвинутых решеток при снятии вырождения по частотам взаимодействующих волн. В этом случае наряду с параметрическим четырех-пз овым энергообменом должен проявиться и двухпучковый энергообмен, который хорошо известен как вынужденное температурное рассеяние. Перекрытие одного из зеркал превращает схему из генератора с линейным резонатором в генератор с полуоткрытым резонатором (п. 4.2.2). Для такого резонатора характерен жесткий режим возбуждения и необходимо, чтобы отклик нелинейной среды был чисто нелокальным. В слз ие же тепловой нелинейности отклик среды всегда смешанный, так как сдвиг решетки относительно возбуждающей интерференционной картины не [c.186]

Создание эффективных оптических нелинейных и акустоопти-ческих материалов для прецизионных перестраиваемых фильтров и параметрических генераторов света в диапазоне 150 нм — 25 мкм требуется для строгого исследования структуры и состава вещества и кинетики превращений (в том числе без изменения химического состава) методами спектроскопии оптического диапазона, а также для резонансного воздействия при возбуждении вращательно-колебательных переходов молекул в биофизике, химической технологии и других областях, включая процессы горения, разделения изотопов, лазерную имплозию и т. п. Не исклю- [c.271]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...