Длительность импульса и частотный

Ко всем лазерам для записи голограмм предъявляются специ-. альные требования необходимая длина волны генерации (одна или несколько для цветной съемки), достаточная мощность и высокая степень когерентности излучения. Кроме того, импульсные лазеры для съемки голографического фильма должны работать в частотном режиме с нужной длительностью импульса и с кинематографической частотой повторения. [c.35]

Вихревые токи в металле можно возбуждать синусоидальным и несинусоидальным электромагнитным полем, импульсным полем, а также полем переменной частоты. В этих случаях измеряют частотный спектр, крутизну фронтов, длительность импульсов и другие параметры электрических сигналов. [c.189]

Непрерывная система служит для определения уровня энергии и дисперсии непрерывной эмиссии на участках с фиксированным интервалом длительности по отдельным частотным каналам. Формируется пространство категорий импульсов, и по каждой категории вычисляют параметры временной статистики. [c.196]

Таким образом, минимумы на определенных частотах в отраженном импульсе соответствуют свободным колебаниям стенки изделия на основной частоте (п = 1) и гармониках. Частотно-модулированный импульс становится амплитудно-модулирован-ным. После усиления отраженные импульсы проходят через фильтр, который выделяет минимумы амплитуды. По их частоте определяют толщину изделия. Чтобы выполнялись условия свободных колебаний и не возникали резонансы колебаний столба жидкости, длительность импульса должна быть меньше времени его распространения в иммерсионной жидкости. [c.127]

В зависимости от выбора параметра радиосигнала, за которым наблюдают при измерении времени запаздывания, различают следующие методы измерения импульсный, частотный и фазовый. В табл. 7.5 показан принцип измерения дальности различными методами. Условные обозначения в таблице ПРД — передатчик ПРМ — приемник с — скорость света Е — энергия Ги — период между импульсами Хш — длительность импульса Д — дальность до цели (объекта) А/м — девиация частоты f — частота модуляции /прд—частота излучения /отр —частота отраженных колебаний ф — фаза. [c.358]

Во входном сигнале можно выделить неинформативные параметры, изменяющие этот сигнал во времени по форме, частотным свойствам и т.п. Например, у импульсного вольтметра — это погрешность длительности импульса, его фронта и спада, скважности. Эти дополнительные погрешности должны нормироваться либо указанием пределов, либо в виде зависимости от неинформативного параметра (функции влияния), что вносится в результат измерения как поправка. [c.157]

Из этого уравнения видно, что уширение зависит от знаков параметра ДГС Р2 и параметра частотной модуляции С. Гауссовский импульс монотонно уширяется с увеличением г, если р С > 0. Если же Pj < О, то импульс сначала снимается. Рис. 3.2 иллюстрирует это зависимостью коэффициента уширения импульса TJT , от z/Lj, (при С = 2). Дисперсионная длина Lp определена в уравнении (3.1.5). В случае Pj С < О длительность импульса становится минимальной при [c.62]

Значение / слабо зависит от m,f = 0,86 при т = I и уменьшается до 0,74 при увеличении т. Чтобы получить коэффициент уширения спектра, нужно связать начальную ширину спектра Аю и длительность Тц. В случае гауссовского импульса без частотной модуляции Аю = То (уравнение (3.2.16)), где Аю-полуширина по уровню 1/е. Уравнение (4.1.9) тогда принимает вид [c.80]

Третий метод основан на предположении, что импульс сохраняет свою форму при распространении, но его длительность и частотная модуляция могут изменяться при движении вдоль оси z. В случае гауссовского импульса в форме уравнения (3.2.14) параметры Тд и С могут меняться по z. Их изменение с координатой z можно определить, используя вариационный метод [18] или через интеграл по траекториям [20]. Этот метод довольно мощный, так как он позволяет физически описать эволюцию импульса даже в случае частотно-модулированного импульса. Однако его применение ограничивается величиной N I, когда форма импульса сильно не изменяется. [c.90]

Для того чтобы понять физический смысл наблюдаемого явления, полезно взглянуть на динамику спектра, изображенного на рис. 5.5 для случая N = 3. Изменения в форме импульса и его спектре возникают при совместном действии фазовой самомодуляции (ФСМ) и дисперсии групповых скоростей. При ФСМ получается положительная частотная модуляция, так что передний фронт смещается в стоксову (относительно несущей частоты) область, а задний фронт-в антистоксову область. Уширение спектра за счет ФСМ ясно видно на рис. 5.5 при z/zq = 0,2 хорошо заметна типичная для ФСМ модуляция. При отсутствии дисперсии групповых скоростей форма импульса оставалась бы неизменной (см. разд. 4.1). Отрицательная дисперсия, однако, сжимает импульс, так как он имеет положительную частотную модуляцию (см. разд. 3.2). Сокращает свою длительность только центральная область импульса, поскольку только там сдвиг частоты практически линеен. Из-за того что интенсивность импульса в центральной его области существенно увеличивается, спектр его также значительно изменяется (см. рис. 5.5 для z/zq = 0,3). Именно совместным действием дисперсионных и нелинейных эффектов объясняется характер динамики импульса, изображенной на рис. 5.4. В случае фундаментального солитона (N = 1) дисперсия и ФСМ компенсируют друг друга таким образом, что ни форма импульса, ни его спектр не изменяются при распространении по [c.116]

Интеграл в выражениях (7.4.7) и (7.4.8) можно взять для импульсов специальной формы. В качестве иллюстрации рассмотрим случай двух гауссовских импульсов одинаковой длительности 7 без частотной модуляции. Начальные амплитуды имеют вид [c.199]

Подчеркнем, что с точки зрения достижения минимальной длительности усиление частотно-модулированного импульса и последующее [c.270]

Для узкополосных шумовых импульсов (с шириной спектра же или равной ширине частотной группы) справедливы все соотношения, определенные для тональных импульсов. Для широкополосных шумовых импульсов граничная длительность импульса составляет только 50 мс, т. е. шумовые импульсы длительностью более 50 мс воспринимаются так же, как и непрерывный шум. При уменьшении длительности в 10 раз, т. е. до 5 мс, порог слышимости снижается не на 10 дБ, как для [c.33]

Принятые эхо-сигналы изображаются на экране спектрального анализатора в виде отдельных импульсов, высота которых пропорциональна амплитуде эхо-сигнала, а положение на развертке—частоте. В анализаторе используется ЭЛТ с длительным послесвечением, что позволяет видеть на экране одновременно целую серию импульсов, характеризующих спектр дефекта. В дефектоскопе должны использоваться специальные искатели, обладающие широкой частотной характеристикой, излучающие частотно-модулированные зондирующие импульсы, и широкополосный усилитель. [c.80]

Из экспериментов следует важный практический вывод, что при заполнении зазора дистиллированной водой коэффициент преобразования ПРЭ до < 0,3 мм практически не меняется. Частотный спектр и форма импульса ПРЭ при 0,2 мм практически соответствуют пьезоэлементу с нанесенным на него электродом. Однако при увеличении зазора длительность импульса может осциллировать, а спектр меняется вследствие интерференционных явлений в зазоре. [c.136]

Точность и пределы измерения увеличиваются при уменьшении длительности импульса, приводящем к расширению частотного спектра излучаемых УЗК, ослаблению интерференционных явлений в поле излучателя и, следовательно, к более равномерному изменению звукового давления в пределах телесного угла диаграммы направленности. Поэтому и с этой точки зрения использование предельно коротких импульсов представляет несомненный интерес. [c.199]

Для генерации фемтосекундных импульсов успешно применяют принцип фа-зировки спектральных компонент света (рис. 18.17, а). Так как длительность импульса и ширина его частотного спектра есть величины дополнительные, то на первой стадии путем самовоздействия импульса в нелинейной среде получают широкополосное излучение, и лишь на второй, вводя дополнительную разность хода между различными спектральными компонентами, добиваются их наилучшей фазировки и тем самым формирования сверхкороткого светового импульса. Один из наиболее эффективных вариантов этой техники — компрессия модулированного импульса (рис. 18.17, 6), Используя самомодуляцию мощного лазерного импульса в волоконном световоде (среда с безынерционной кубической нелинейностью керровского типа), получают частотно-модулированный импульс. Как и положено в случае нормальной дисперсии прозрачных сред, в этом им- [c.291]

Газовые лазеры. Возможность создания лазерного драйвера ИТС на основе газового лазера весьма заманчива с точки зрения возможности достижения высокого КПД и частотного режима работы такого лазера. Среди газовых лазеров имеется три типа лазеров, которые способны, в принципе, обеспечить достижение параметров реакторного драйвера по энергии, длительности импульса и плотности потока энергии, доставляемой на мишень. Такими лазерами являются йодный лазер, СОг-лазер и эксимерные лазеры. Пионерские работы в области физики мощных йодных лазеров были выполнены в СССР. Активно работы в этой области развивались также в ФРГ и ЧССР. В настоящее время исследования в области взаимодействия излучения йодного лазера с веществом ведутся в России и Чешской Республике. В России, в РФЯЦ-ВНИИЭФ, действует крупнейший в мире йодный лазер ИСКРА-5 , способный обеспечить энергию 30 кДж в 12 пучках при длительности импульса до 2 не на основной частоте излучения с длиной волны Л = 1,35 мкм [5]. На этом лазере был выполнен боль- [c.25]

Наиболее простой способ повышения помехоустойчивости в отношении электрических флуктуаций — увеличение амплитуды зондирующего имнульса (см. подразд. 4.2), Разработаны способы [1, 67] подавления белого шума, основанные на применении зондирующих импульсов специфической формы. Используют частотно- или фазомодулированиые длинные импульсы, которые на приемнике выделяют из шума с помощью оптимального фильтра. Например, эффект Вно применение кода Баркера, когда фаза колебаний в пределах и.мпульса один или несколько раз скачком изменяется на я. Приходящий к приемнику полезный сигнал сохраняет структуру зондирующего импульса, что позволяет выделить его на фоне тепловых шумов. Далее сокращают длительность импульса путем синхронного и синфазного судширования отдельных его составляющих. Это позволяет сжать импульс до одного-дву X периодов колебаний с одновременным увеличением амплитуды, В результате достигается подавление шумов (так как шумы суммируются по мощности, а полезные сигналы — с учетом амплитуды и фазы) при сохранении малой длительности 5г,. пульса, необходимой для достижения высокой разрешающей способности. Эти же способы обеспечивают отстройку от внешних помех. Однако в практике дефектоскопии их используют редко в связи с их сложностью. [c.280]

Триггер ШИМ6 управляет переключателем 10. В зависимости от длительного импульса на выходе ТгШИМ 13 переключатель переключается то на -flO В, то на —10 В. Калибрационный усилитель И доводит уровни сигнала переключателя от —10 В до +10 В. В усилителе имеются цепи коррекции частотной характеристики усилителя. Импульсы с фиксированной амплитудой поступают в интегрирующую цепь, на которой происходит выделение постоянной составляющей сигнала. Принципиально — это интегрирующая цепочка типа R с усилителем 12. [c.441]

ИМПУЛЬСИАЯ МОДУЛЯЦИЯ — изменение параметров импульсных сигналов во времени или в пространстве. Обычно И. м. представляет собой разновидность модулированных колебаний, где в качество переносчика информации используется последовательность импульсов, Вид И. м. определяется законом измепения параметров (амплитуды, длительности, фазы, частоты следования) импульсных сигналов. В соответствии с этим (рис. 1) различают 4 осн. вида И. м. амплитудпо-пм-пульсную, широтно-импульсную, фазоно-импульсную и частотно-импульсную модуляции. [c.132]

В случае внутриимпульсной линейной ЧМ принимаемый отражённый сигнал после преобразования на промежуточную частоту (см. Преобразование частоты) поступает на частотно-дисперсионную линию задержки (рис. 4, а), на выходе к-рой появляется сжатый импульс длительности 1/Д/с. При внутриимпульсной ФКМ принимаемый отраж вый сигнал после преобразования на промежуточную частоту поступает на линию задержки с отводами (рис, 4, б), отображающими кодовую последовательность ФКМ зондирующего импульса и снабжённую такими фазосдвигающими элементами в отводах, к-рые обеспечивают синфазное суммирование всех парциальных сигналов при достижении импульсо.м конца линии задержки при этом на сумматоре появляется сжатый импульс длительностью 1// . [c.222]

Выражения (В,25а) и (В.27) вместе дают полное решение рассматриваемой задачи. Заметим, что соотношение (В.25а) означает, в приближении Г Г, равенство порога генерации в режиме синхронизации мод насыщенному усилению в непрерывном режиме gt, которое равно потерям в резонаторе. Заметим также, что в соответствии с (В.27а) импульс не имеет частотного сдвига. Выражение (В.276) вместе с (В.2) определяет длительность импульса. Полагая Vm = С0т/2л и Avo = Лсоо/2я, иаходнм [c.540]

Уравнение (3.3.2) можно использовать для анализа эволюции импульсов с другими формами огибающей и начальной частотной модуляцией. В качестве примера на рис, 3.7 показана эволюция супергауссовского импульса без начальной частотной модуляции на длине волны нулевой дисперсии (Р2 = 0) при С = 0и 1 = 3в уравнении (3.2.23). Ясно, что формы импульсов могут сильно меняться в зависимости от начальных условий. На практике чаще представляет интерес не детальная структура импульса, а степень его дисперсионного уширения. Так как длительность импульсов, показанных на рис. 3.6, 3.7, измерять на уровне половины максимальной интенсивности не совсем правильно,-будем использовать среднеквадратичную длительность, определяемую уравнением (3.2.25). В случае входного гауссовского импульса можно получить простое аналитическое выражение для о, которое утитывает действие Р2, Рз и начальной частотной модуляции С на дисперсионное уширение [10], [c.70]

Таких впечатляющих параметров, вообще говоря, трудно достичь, если для получения закодированной последовательности битов полупроводниковый лазер модулируется непосредственно. Дело в том, что импульсы, излучаемые лазером с прямой модуляцией током, обладают частотной модуляцией, поэтому при рассмотрении дисперсионного уширения импульсов необходимо учитывать влияние частотной модуляции. В случае частотно-модулированного гауссовского импульса выходная длительность импульса Tj связана с начальной длительностью Гц уравнением (3.2.18). В разд. 3.2 было показано, что такие импульсы сначала могут сжиматься в зависимости от соотношения знаков параметра ДГС Pj и параметра частотной модуляции С. Произведение BL можно получить из уравнения (3.2.18) при данной величине максимально допустимого уширения. На рис. 3.9 показан предел произведения как функция параметра частотной модуляции С при Р2 = — 20пс /км. Для сравнения также приведена кривая, полученная для частотно-модулированных супергауссовских импуль- [c.74]

Использовать солитоны в высокоскоростных линиях связи можно двояко. В первом случае цель довольно скромная солитонный эффект используют для того, чтобы увеличить длину световода (так называемое расстояние между ретрансляторами) по сравнению с расстоянием для линейной системы (малые уровни мощности, отсутствие нелинейных эффектов). Как видно из рис. 5.4, длительность солитона высшего порядка первоначально уменьшается. Начальное сжатие происходит даже при наличии потерь в световоде, и это может скомпенсировать уширение солитона из-за потерь [74]. Поскольку период солитона для 100-пикосекундных импульсов, распространяющихся на длине волны 1,55 мкм, относительно велик (> 500 км), такие импульсы могут распространяться на расстояния 100 км, прежде чем они значительно уширятся по сравнению с начальной длительностью. В работе [73] было предсказано, что расстояние между ретрансляторами можно увеличить более чем в 2 раза, когда пиковая мощность входного импульса достаточна для создания солитонов высшего порядка. Требуемые значения пиковой мощности для передачи импульсов без частотной модуляции со скоростью 8 Гбит/с относительно невелики ( 3 мВт). Так как такой уровень мощности вполне достижим для полупроводниковых лазеров, солитонный эффект легко можно использовать для улучшения работы оптических линий связи. [c.127]

ДОЛЖНОГО усиления солитонов. Наиболее перспективной, по-видимо-му, является схема с ВКР-усилением [67], схематично изображенная на рис. 5.15. Передача информации осуществляется вблизи длины волны минимальных потерь в световоде ( 1,56 мкм). Периодически с интервалом L, используя частотно-зависимый направленный ответвитель, в световод по обоим направлениям вводят непрерывное излучение лазера на длине волны 1,46 мкм. Важными параметрами системы являются скорость передачи информации В, длительность импульса TrwuM, период усиления L и полная длина системы Lj-, которая определяется числом каскадов усиления, при превышении которого распространение солитонов становится неустойчивым. В данном разделе рассматриваются те основные аспекты конструирования, которые определяют параметры системы. [c.134]

В первом эксперименте на длине волны 1,06 мкм [22] 60-пикосе-кундные импульсы были сжаты в 15 раз после прохождения 10-метрового световода и пары решеток Ь 2,5 м). В другом эксперименте [23] был достигнут коэффициент сжатия 45 использовались световод длиной 300 м и компактная дисперсионная линия задержки из пары решеток. Обычно в сжатых импульсах на 1,06 мкм значительная доля энергии переносится в несжатых крыльях импульса, поскольку для уменьшения оптических потерь обычно используют меньшие длины световодов, чем те, которые предписаны уравнением (6.3.5). Когда дисперсионные эффекты не проявляются до конца, только центральная часть импульса имеет линейную частотную модуляцию и энергия в крыльях остается несжатой. Для устранения этих крыльев применяется метод спектральной фильтрации [24]. При этом используется тот факт, что крылья содержат спектральные компоненты крайних частот спектра импульса их можно устранить, помещая диафрагму (или фильтр) рядом с зеркалом М, на рис. 6.2. На рис. 6.7 сравниваются автокорреляционные функции сжатых импульсов, полученные со спектральной фильтрацией и без нее [64]. Начальные 75-пикосекундные импульсы были сжаты до 0,8 пс в обычном волоконно-решеточном компрессоре при этом коэффициент сжатия был более 90. При использовании метода спектральной фильтрации крылья в сжатом импульсе были устранены, при этом длительность импульса увеличилась лишь до 0,9 пс. Данный метод был использован для генерации импульсов заданной фопмы за счет использования специального амплитудно-фазового экрана вместо обычной диафрагмы [63-65]. Кроме того, для этих целей можно также использовать [66] модуляцию по времени импульсов с частотной модуляцией сразу на выходе из световода (до прохождения пары [c.162]

Длительность импульсов излучения волоконного ВКР-лазера примерно такая же, как у импульсов накачки ( 100 пс). Однако из-за эффектов ФСМ и ФКМ эти импульсы частотно-модулированны, и, если в достаточно большой части импульса чирп линеен, они могут быть сжаты в волоконно-решеточном компрессоре (см. разд. 6.3). Важным достижением было получение импульсов длительностью [c.246]

В [66] описаны эксперименты по компрессии частотно-модули-рованных сверхкоротких лазерных импульсов в интерферометре Жира—Турнуа в зависимости от числа отражений и угла падения. Ход угловой зависимости длительности импульса хорошо согласуется с кривой 2 на рис. 1.176 (диапазон изменения длительностей от 120 до 300 фс). [c.57]

Упомянем об еще одной интересной особенности распространения оптических солитонов фемтосекундного диапазона длительности, обнаруженной в недавних экспериментах. Она связана с нарастающим по сдвигом центральной частоты в спектре фемтосекундного солитона в область низких частот [33]. Эффект связан с комбинационным взаимодействием различных спектральных компонент импульса. Если низкочастотное крыло спектра солитона попадает в полосу комбинационного усиления, то происходит перекачка энергии из высокочастотной области спектра в низкочастотную. Так, при начальной длительности импульса ti/2=120 фс (Я=1,5 мкм) на выходе световода длиной 52 м наблюдается сдвиг максимума в спектре солитона, достигающий 20 ТГц [33]. Показано, что величина эффекта очень сильно зависит от длительности импульса частотный сдвиг пропорционален То С-Физическая картина ВКР самопреобразования и соответствующие методы математического описания детально обсуждались в 3.6. [c.212]

Помеш,ение в резонатор частотного фильтра может радикально изменить ситуацию [6]. Авторы исследовали генерационные характеристики импульсного лазера на фосфатном стекле с активной синхронизацией мод и модуляцией добротности. В качестве фильтра использовался эталон Фабри — Перо толш,иной 0,25 мм с шириной полосы пропускания 15 см . Благодаря фазовой самомодуляции и ограничению полосы усиления длительность импульсов в цуге монотонно уменьшалась от 40 до 4 пс. Наивысшее спектральное качество достигалось в конце цуга. [c.244]

RED — ввод данных и режима интегрирования исходных уравнений. Входными данными для этой подпрограммы является импульс на входе усилителя. Он может вводиться с магнитной ленты как результат численного расчета излучения задающего генератора с использованием пакета программ IMPOULS, либо таблица экспериментальных данных. Возможен расчет по аппроксимирующим формулам с помощью подпрограммы POW и PHSy описывающих соответственно изменение во времени амплитуды и фазы входного импульса. Кроме формы импульса вводятся параметры, характеризующие наличие или отсутствие фазовой модуляции (в случае задачи когерентного взаимодействия входного импульса со средой) частный случай длительности импульса в соответствии с которым система уравнений (2.21) переходит в систему уравнений (2.22). Входными параметрами являются также число проходов через усиливающую среду, частотная расстройка, нерезонансные потери. В подпрограмме выбирается шаг интегрирования как в пространстве, так и во времени, а также ряд параметров численного интегрирования и управления печатью. [c.113]

Вместо рассмотренной в предыдущем разделе синхронизации мод при модуляции внутренних потерь или оптической длины резонатора синхронизация мод может осуществляться путем модуляции усиления. Для этого в резонатор лазера вводится накачка в виде непрерывной последовательности импульсов, генерируемых другим лазером с синхронизацией мод (см. рис. 5.8). Если длина резонатора лазера достаточно близка к длине резонатора лазера накачки или кратна ей, то при определенных условиях усиление оказывается модулированным с периодом, равным времени полного прохода резонатора. Как и при модуляции потерь, короткий импульс в этом случае формируется за промежуток времени, соответствующий максимальному усилению. Длительность этого импульса при оптимальных условиях может быть на два-три порядка короче длительности импульса накачки. Наибольший практический интерес представляет применение метода синхронной накачки в лазерах на красителях, так как в лазерах этого типа используется преимущественно оптическая накачка, а их линии усиления весьма широки (величина А(0з2/2л лежит в пределах от 10 до 10 Гц). Лазеры на красителях допускают в определенном диапазоне плавную перестройку частоты в области максимума спектра излучения. Это достигается введением в резонатор частотно-селек-тивного оптического фильтра, в качестве которого могут быть использованы, например, эталон Фабри—Перо, фильтр Лио или призма. Ширина спектра пропускания этих фильтров, однако, не должна быть слишком мала, так как ее сужение может вызвать существенное увеличение длительности импульсов. По указанным причинам значение лазеров на красителях с синхронной накачкой в технике генерации пикосекундных и субпи-косекундных импульсов в последние годы все больше возрастает. По сравнению с лазерами на красителях с пассивной синхронизацией мод, которым посвящена следующая глава, синхронно накачиваемые лазеры имеют следующее преимущество для перестройки частоты их излучения может быть использована полная спектральная ширина лазерного перехода, тогда как при пассивной синхронизации полоса перестройки дополнительно ограничивается спектром линии поглощения насыщающегося поглотителя. [c.150]

Теоретическое исследование лазеров на красителях с пассивной синхронизацией мод было впервые выполнено Нью на основе скоростных уравнений [6.8, 6.9]. Он показал, что использование комбинированного действия насыщающегося поглощения и снижения усиления позволяет ускорить процесс укорочения импульса при надлежащем выборе параметров лазера, обеспечивающем подавление импульса на фронтах и усиление его пика. (Эту область параметров называют также статической зоной укорочения импульса.) Такой анализ не учитывал частотно-зависимых эффектов и эффектов ограничения полосы частот. Это не позволило описать стационарный режим и теоретически оценить достижимые длительности импульсов, их форму и т. д. (в приближении применения скоростных уравнений длительность импульса с ростом числа его проходов стремится к нулю). Простое аналитическое описание стационарного режима было сделано Хаусом. Он учел зависящее от частоты действие оптического фильтра [6.10], но одновременно использовал ряд приближений, такие, как малая (по сравнению с энергией насыщения усилителя и поглотителя) энергия импульсов и малые потери и усиление за один проход, что сильно ограничило область применимости полученного решения. В результате этого допустимые параметры лазера оказались заключенными в весьма малую область, не содержащую зачастую экспериментально реализуемых величин В дальнейшем изложении мы будем следовать одной из работ Хермана и Вайднера, в которой процесс синхронизации мод исследовался при более общих условиях и на энергию импульсов, потери и коэффициент усиления никаких ограничений не налагалось [6.11]. [c.189]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...