Угловая расходимость когерентного

Комбинированные системы с использованием обоих видов управления находят широкое применение при планировочных и отделочных работах, особенно на базе оптических, квантовых генераторов — лазеров, обладающих большой монохроматичностью, малой угловой расходимостью, когерентностью, спектральной плотностью и малым ослаблением луча в атмосфере. Узким лазерным лучом достаточной мощности можно управлять машинами на расстоянии в сотни метров и более. [c.75]

Фурье-анализ выражения для угловой расходимости когерентного источника. Результат, выражаемый равенством (63), можно представить в несколько ином виде. Введем в рассмотрение отдельную частотную компоненту бегущей волны и будем считать ее совершенно монохроматичной. В этом случае полоса частот Асо равна нулю. Что можно сказать о векторе распространения Квадрат вектора распространения равен = со (для света в вакууме). Поэтому должно иметь совершенно определенное значение, если значение со известно. Но это не значит, что каждая компонента к должна иметь определенное значение. Величина равна сумме квадратов соответствующих компонент [c.438]

Угловая расходимость когерентного источника 438 [c.526]

Параметры Лазеров подразделяются на внешние и внутренние. Внешние параметры характеризуют излучение, вышедшее из лазера внутренние связаны с процессами, происходящими внутри резонатора с рабочим веществом. К внешним основным параметрам относятся энергия и мощность излучения, длительность импульса, угловая расходимость пучка света, когерентность излучения и поляризации. Помимо этого в ряде случаев необходимо знать распределение энергии и мощности внутри пучка, его спектральный состав и изменение во времени, а также изменение угловой расходимости в ближней и дальней зонах. К внутренним параметрам относятся спектр мод резонатора, усиление и шумы в ряде случаев требуется знать также порог генерации и насыщение. Различные типы лазеров имеют различные параметры, определяющие области их применения в науке и в технике, и в частности в машино-и приборостроении. [c.19]

Лазерный пучок представляет собой когерентное электромагнитное излучение. Поэтому его распространение должно определяться уравнениями Максвелла. Векторы поля В и Н, которые описывают распространение лазерного пучка, удовлетворяют векторным волновым уравнениям (1.4.7) и (1.4.8). Для пучков с малой угловой расходимостью и сред, показатель преломления которых слабо изменяется в поперечном направлении, векторное волновое уравнение ср датся к скалярному [1]. Действительно, из (1.4.7) и (1.4.8) можно получить скалярное волновое уравнение, если предположить, что относительное изменение диэлектрической е и магнитной /х проницаемостей мало в масштабе длины волны излучения. В этом случае волновое уравнение (1.4.7) или (1.4.8) принимает вид [c.31]

Угловая расходимость излучения является важнейшим параметром когерентных источников. В [16] ( 1.1) автор осуществил попытку систематического изложения вопроса о зависимости этого параметра от характера распределения поля на выходе источника. Некоторые материалы [16] будут использованы и здесь. [c.43]

Брюстера к оптической оси прибора. Это обеспечивает наименьшие потери энергии при многократном прохождении светового потока между зеркалами резонатора Излучение газового лазера отличается от излучения рубинового лазера режимом генерации (непрерывный), более высокой монохроматичностью и когерентностью и большей направленностью — его угловая расходимость не превышает одной угловой минуты. Выходная мощность такого лазера составляет 0,5... 10 мВт при потребляемой мощности около 40...90 Вт. [c.33]

В перпендикулярном зеркалам резонатора направлении, соответствующем его максимальной добротности, условие пространственного синхронизма кз = к1 + к2 при фиксированной частоте накачки соз выполняется для вполне определенных частот (01 и (02, связанных соотношением со1 +со2 = соз. На них и происходит параметрическая генерация. При изменении ориентации кристалла или его температуры или при наложении постоянного электрического поля частоты (01 и (02 изменяются. Эти обстоятельства можно использовать для плавной перестройки частоты параметрического генератора. Полоса перестройки частот генерации определяется диапазоном частот, для которого в данном нелинейном кристалле возможен пространственный синхронизм. Весьма жесткие требования предъявляются к источнику накачки. Его излучение должно иметь высокую монохроматичность и малую угловую расходимость. Недостаточная временная и пространственная когерентность излуче- [c.496]

Пользуясь вышеприведенными формулами, можно ввести понятие эффективной когерентной длины нелинейного взаимодействия для пучка с угловой расходимостью А0, распространяющегося вблизи направления точного согласования фазовых скоростей [c.194]

Использованная здесь идеализированная модель предполагает прозрачный и оптически однородный кристалл, безграничный в поперечном сечении, и монохроматическую плоскую волну накачки. При нарушении этих условий формула (8), описывающая детальную частотно-угловую форму спектра, будет неверна. Например, если расходимость накачки А д много больше (см. (45)), то угловая ширина излучения с данной частотой будет иметь порядок A fl g, а интенсивность излучения в направлении синхронизма будет пропорциональна не а ll ov, где длина когерентности имеет порядок [c.27]

Применение когерентного излучения. Высокая степень монохроматичности и малая расходимость когерентного оптического излучения определяют области его практического использования. Излучение с высокой временной когерентностью может быть использовано для передачи информации на оптических частотах при решении задач, связанных с оптической интерференцией (измерение расстояний, линейных и угловых скоростей, деформаций поверхностей и т. д.) в качестве стандарта частоты. Высокая направленность пространственно-когерентного излучения обусловливает ряд его преимуществ перед некогерентным излучением небольшую величину энергетических потерь, связанных с расходимостью пучка высокое угловое разрешение, поз- воляющее точно направить луч на малый объект и существенно сократить помехи возможность пространственной фильтрации при приеме сигналов. Отсюда следует, что узконапрявленное оптическое излучение может быть эффективно использовано при передаче информации на большие расстояния, при оптической локации удаленных объектов (особенно для выделения объекта среди других целей), при измерении углов и расстояний по принципу, на [c.343]

Управление параметрами лазерного излучения представляет собой процесс, обеспечивающий изменение одного или нескольких параметров, характеризующих луч. К ним относятся мощность излучения для лазеров, работающих в непрерывном режиме, энергия излучения и длительность импульса, определяющие мощность излучения лазеров в импульсном режиме, плотность лучистого потока, угловая расходимость и распределение интенсивности по поперечному сечению пучка, частота или длина волны излучения, поляризация. В ряде случаев необходимо учитывать модо-вый состав излучения и степень когерентности. [c.69]

При накачке многомодовым (по продольному индексу) излучением He-Ne- или Кг-лазера с длиной когерентности (8 см для Кг-лазера), малой по сравнению с удвоенной длиной резонатора ( 30 см), время установления генерации увеличилось примерно на два порядка, а угловое распределение генерационного пучка стало нерегулярным. Внесение сильного аберратора в резонатор и в этих условиях практически не увеличивало исходную угловую расходимости пучка. [c.158]

Пучок света с минимально возможной при данном диаметре а угловой расходимостью Д0 Я,/а формируется в результате интерференции вторичных волн от всего поперечного сечения. Такая интерференция возможна только тогда, когда световые колебания когерентны по всему поперечному сечению пучка. Высокая пространственная когерентность лазерного пучка обусловлена самой природой процесса испускания света (вынужденное излучение). Когда направленный пучок ( плоская волна) формируется от обычного источника света, помещенного в фокус собирающей линзы или вогнутого зеркала, для достижения дифракционного предела расходимости необходимо, чтобы освещение всей поверхности линзы или зеркала было когерентным. Как было показано в 5.5, размер области когерентности от протяженного источника равен dfvK/Q, где Q = D/L — угловой размер источника. В данном случае расстояние L от источника равно фокусному расстоянию F и d=KF/D. Из требования d>a получаем прежнее ограничение на размер источника D< %F/а. Для увеличения допустимого размера источника можно увеличивать F, но при этом уменьшается та часть светового потока источника, которая попадает в формируемый пучок. [c.288]

С другой стороны, падающий электронный пучок можно сколлимировать так, что он будет иметь угловую расходимость 10 рад и меньше, но для рентгеновских лучей расходимость излучения от каждой точки источника дает изменение угла падения на облучаемый участок образца (шириной около 20 мкм) порядка 10" рад. Таким образом, для электронов приближение плоской волны является хорошим, а для рентгеновских лучей уже необходимо рассматривать когерентную сферическую волну от каждой точки источника с изменением угла падения, значительно большим чем угловая ширина брэгговского отражения. Тогда на картине дисперсионной поверхности нельзя рассматривать только одно направление падения, определяющее две точки связки на двух ветвях поверхности, как это сделано на фиг. 8.3. Вместо этого следует учесть, что вокруг Ьо одновременно и когерентно возбуждена целая область дисперсионной поверхности. Эту ситуацию реализовали Като и Ланг [249], и Като [251] показал, как провести интегрирование по фронту сферической волны и получить выражения, дающие правдоподобную оценку особенностей секционных топограмм. Затем интенсивность толщинных полос, полученных на проекционных топограммах, вычисляют путем интегрирования секционной топограммы вдоль линий равной толщины. [c.209]

Подавление ди акционных возмущений с помощью нарушения пространственной однородности или временной когерентности излучения. Дифракционные возмущения, возникающие в пучке вследствие интерференции дифрагированной и плоской волн, можнО устранить, вводя в пучок мелкомасштабные фазовые неоднородности, которые могут носить случайный или регулярный характер. Введение случайных фазовых неоднородностей, возможное, например, с помощью травленных в плавиковой кислоте стеклянных пластин, приводит к уширению угловой расходимости излучения до величины 0= (йр) , где р — характерный поперечный размер неоднородности. Подавление дифракции происходит за счет увеличения угловой расходимости, что ведет к уменьшению яркости излучения. Однако при использовании этого метода возможно восстановление высокой яркости при использовании эффектов ОВФ или усреднения (см. 4.3). Подавление дифракционно-интерференционных эффектов возможно не только при пространственном разупорядоче-нии пучка, но и при уменьшении степени его временной когерентности, характеризуемой длиной когерентности к=ст , где — время когерентности, связанное с шириной спектра излучения соотношением т =1/Ау. Для подавления дифракционных возмущений необходимо, чтобы длина когерентности была меньше длины развития дифракционных возмущений, следующей из формулы (4.25) [c.157]

Турбулентность на трассе уменьшает величину рсн, во-первых, за счет искажений пространственной когерентности, приобретаемых волной на пути от рассеиваюш.его объема к приемной системе лидара во-вторых, за счет увеличения поперечного размера av вследствие турбулентного уширения зондируюш,его пучка. Если считать, что угол поля зрения приемной системы превышает угловую расходимость излучения передатчика, то можно положить av = aэ L) (3.9). Далее, выбрав в качестве зондирующего одномодовый сфокусированный лазерный пучок (1/Р= ) и положив [c.234]

Лазер — прибор, действие которого основано на получении стимулированного или вынужденного излучения, отличающегося от спонтанного излучения своей монохроматичностью, высокой степенью когерентности, высокой направленностью н значительной мощностью. Схема прибора состоит из четырех элементов активного вещества, зеркального резонатора, источника возбуждения и источника питания (рис. 2.1), Для получения стимулированного излучения активное вещество генератора переводится сначала с помощью возбуждения (накачки) из равновесного состояния в неравновесное, в результате чего его внутренняя энергия значительно повышается. Эта энергия удерживается возбужденными частицами, которые сосредоточиваются на энергетическом уровне, расположенном выше основного, В результате возбуждения активного вещества часть возбужденных частиц срывается с верхнего уровня и переходит на нижний, выделяя при этом кванты электромагнитной энергии оптического диапазона. Выделение этой энергии на частоте перехода приводит к резонансному выделению энергии всеми возбужденными частицами, сосредоточенными на верхнем энергетическом уровне. Происходит лавинообразное нарастание эне,ргии на частоте перехода. Излучение каждой частицы связа ю с излучением другой частицы по времени и фазе, в результате чего суммарное выходное излучение отличается высокой степенью когерентности. Вследствие того, что в излучении участвуют возбужденные частицы, расположенные на одном энергетическом уровне, выходное излучение отличается высокой монохроматичностью. Применение зеркального резонатора, расположенного по торцам активного -вещества, приводит к тому, что значительно усиливается только то излучение, которое распространяется параллельно оси активного вещества, все остальное выходит из активного вещества, не получив значительного усилия. В результате этого угловая расходимость выходного излучения очень мала, т. е. излучение отличается высокой направленностью. Вследствие того, что в излучении одновременно принимает участие большое количество возбужденных частиц, выходное излучение имеет значительную спектральную мощность. [c.24]

Новые возможности nonjnieHHH когерентного излучения с заданными характеристиками, прежде всего пространственно-угловыми, открыло объединение лазера накачки и лазера на четырехволновом смешении в единую функциональную систему с обратной связью - гибридный лазер. Первоначально казалось, что фактически единственным реальным результатом использования в лазерах элементов на смешении волн будет зф-фективная генерация пучков с дифракционной расходимостью на оптически неоднородных активных средах [1]. Однако с течением времени становится все яснее, что возникающие при этом эффекты значительно разнообразнее, а зачастую и неожиданнее, например самосвипирование частоты генерации непрерывного гибридного лазера на красителях на десятки нанометров. [c.190]

При ограниченных размерах нелинейной среды и поперечного сечения светового пучка накачки наиболее интересен случай рассеяния назад,- когда усиливаемые упругая и световая волны распространяются навстречу и каждая из них обеспечивает положительную обратную связь для процесса параметрического усиления другой. Если когерентный падающий пучок пространственно неоднороден, т. е. его интенсивность не постоянна по поперечному сечению, то при ВРМБ происходит интереснейшее явление обращения волнового фронта, не имеющее аналога в классической оптике. Схема эксперимента по его наблюдению приведена на рис. 10.6. Волновой фронт интенсивного лазерного пучка, имеющего высокую направленность, существенно искажается поставленной на его пути фазовой пластинкой Я со случайными неоднородностями. Расходимость пучка возрастает при этом в десятки раз. Затем линза Л с большой апертурой, достаточной для того, чтобы перехватить весь расширенный пучок, направляет свет в кювету К, заполненную сероуглеродом или метаном при высоком давлении. Небольшая часть лазерного пучка отражается плоскопараллельной пластинкой, и его угловое распределение в дальней зоне регистрируется измерительной системой С1. Аналогичная система С2 регистрирует рассеянный назад свет, также прошедший через линзу Л и фазовую матовую пластинку Я. [c.500]

Пример резонатора телескопического типа хорошо демонстрирует повышенные селективные свойства неустойчивых резонаторов, формируюш,их световые пучки с высокой степенью пространственной когерентности. Как известно, с точки зрения угловой селекции выгоднее работать в условиях относительно больших дифракционных потерь, так как дифракция обеспечивает срыв генерации в первую очередь мод высоких порядков. Поскольку для неустойчивого резонатора дифракционные (геометрические) потери всегда велики, то при его использовании фактически не требуется принимать какие-либо меры по дополнительной селекции поперечных мод. Лазер с неустойчивым резонатором генерирует обычно только основную поперечную моду (моду ТЕМоо) при этом часто достигается дифракционный предел расходимости. Заметим, что с точки зрения направленности излучения желательно иметь более высокие значения коэффициента расширения М (более высокие значения Л/дкв)- [c.211]

Il = /оехр —2г 1а ) при размере пятна а = 0,21 см. Луч имел дифракционную расходимость с угловой полушириной, равной всего 3- 10 рад. Для таких параметров когерентная длина, определяемая выражением (5.4), составляет в кристалле KDP около 20 см. Используя такой луч и кристалл длиной z = 1,23 см, можно добиться точного согласования фазовых скоростей, при котором интенсивность второй гармоники нарастает как z . Ашкин, Бойд и Дзидзик проверили эту зависимость на кристаллах трех различных длин. Как показано на фиг. 24, изменение интенсивности второй гармоники вблизи направления точного согласования фазовых скоростей хорошо описывается соотношением (4.13). Так как мощность луча непрерывного газового лазера составляет всего 1.48- 10 вт, то, несмотря на точное согла- [c.202]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...