Линия генерации

Внесение в резонатор усиливающей среды, которая частично или полностью компенсирует потери излучения при отражении от его зеркал, эквивалентно увеличению коэффициента отражения до некоторого эффективного значения / эфф ( < эфф 1)- Благодаря этому резонансная полоса сужается в (1—Я)/ 1— эфф) раз. Если считать, что при стационарной генерации лазера усиление в активной среде полностью компенсирует потери излучения при отражении от зеркал резонатора, то надо положить эфф=Г Это дает нулевую ширину резонансной полосы и соответственно нулевую спектральную ширину линии генерации лазера. В действительности, спонтанное излучение ( шум ) приводит к тому, что усиление в активной среде лазера оказывается меньше потерь в резонаторе . Недостаток усиления компенсируется непрерывным поступлением энергии со стороны спонтанного излучения. Вследствие этого. / эфф<1 и ширина линии генерации оказывается хотя и крайне малой, но вое же конечной величиной. Ее теоретическое значение составляет 10 Гц. В реальных случаях в силу ряда [c.281]

Лазер на рубине. Рабочим веществом является рубин, активными центрами — ионы хрома. Линия генерации имеет X ж 0,69 мкм, к. п. д. 1%, режим работы — импульсный, энергия в импульсе до 500 Дж. [c.341]

Особый класс составляет ЛК с распределённой обратной связью (РОС). В РОС-лазерах роль резонатора играет структура с периодич. изменением показателя преломления и (или) усиления. Обычно она создаётся в активной среде под действием двух интерферирующих пучков накачки. РОС-лазер характеризуется узкой линией генерации ( 10 см ), к-рая может легко перестраиваться в пределах полосы усиления путём изменения угла между пучками накачки. ЛК наиболее эффективны для генерации ультракоротких импульсов излучения. Самые короткие импульсы ( 10 с) достигнуты в непрерывных ЛК с пассивной синхронизацией мод. [c.564]

Рис. 2.2. Уменьшение числа линий генерации с помощью трехзеркального резонатора

Здесь используется параметр а, встречающийся в выражении (5.118). Однако заметим, что из-за наличия в (5.117) квадратичного по модовому индексу I фазового члена 1 2 функция E t) имеет теперь квадратичный по времени фазовый член Отсюда следует, что у несущей частоты волны ио + 2р/ появилось линейное по времени смещение. Значение величины р и тем самым величина этого смещения зависит от <р2 в (5.117), однако точное выражение для 2р/ мы здесь не будем приводить, поскольку в дальнейшем оно не понадобится. Однако следует подчеркнуть, что импульс с линейно меняющейся во времени частотой, представленный в форме (5.118), может на самом деле быть получен при выполнении определенных условий синхронизации мод, определяемых выражением (5.117). Теперь нетрудно показать, что длительность импульса вида (5.118) не определяется обратной шириной спектра. Чтобы убедиться в этом, вычислим спектральную ширину импульса, применяя преобразование Фурье к выражению (5.118). Оказывается, что в этом случае ширина линии генерации равна [c.312]

Лазерный переход осуществляется в непрерывном режиме на переходах 3s >2р () = 0,63 мкм), 2s 2р (X = 1,15 мкм) и 3s Зр (X — 3,39 мкм) нейтральных атомов неона. Имеет место конкуренция линий генерации на 0,63 и 3,39 мкм, которым соответствует общий верхний уровень. [c.43]

Спектральная область преобразо- Наиболее сильные линии генерации [c.132]

Наличие большого дипольного момента необходимо, но оно не гарантирует большой величины соответствующего матричного элемента F/ -перехода и большого коэффициента усиления активной среды. Кроме этого, оказываются важными значения характеристических чисел для данных вращательных переходов возможности выбора этих параметров ограничены наличием случайных совпадений линий поглощения с линиями генерации лазера накачки. [c.150]

Среди них отметим сдвиг частоты и сужение линии генерации, а также изменение поперечной структуры излучения. [c.234]

Для возбуждения генерации на различных модах необходимо, чтобы ширина мод была меньше расстояния между ними. На фиг. 3.12 представлены типичные величины ширины линии излучения, ширины моды резонатора и ширины линии генерации для газового лазера. Ширина моды резонатора с учетом [c.75]

Рассмотрим классический гелий-неоновый лазер. Спонтанное излучение возникает за счет переходов между энергетическими уровнями независимо от того, проявятся ли соответствующие переходы среди возможных линий генерации. Подчеркнем, что для обеспечения минимальных помех, создаваемых в интересующих нас модах посторонними источниками вынужденного излучения, световой поток на выходе лазера должен быть соответствующим образом отфильтрован. В большинстве случаев для этой цели достаточно защищенных многослойных полосовых спектральных фильтров ( 0,1 нм), но при необходимости можно добиться дополнительной селективности, пользуясь дифракционным спектрометром (от 1 до 3 ж). [c.470]

Настройка контура линии генерации ЛП-лидара на центры линий поглощения зондируемых атмосферных газов производилась методом изменения температуры рубинового стержня, помещенного в рубашку с охлаждающей жидкостью. При изменении температуры охлаждающей жидкости от —20 до +75 °С осуще ствляется плавная, практически линейная перестройка центра контура усиления лазера в интервале длин волн генерации 693,8—694,6 нм. В указанный спектральный диапазон попадает ряд линий поглощения газов Н2О, О2, N, I, NO2 и их изотопных модификаций, что позволяет осуществлять диагностику интегрального содержания перечисленных газов на атмосферной измерительной трассе, сосредоточенной между зеркалами измерителя. [c.217]

Были измерены глубины провала на линии молекул кислорода >w(02) =694,6 нм в зависимости от параметров резонатора (здесь /о — интенсивность спектра излучения линии генерации без селективного поглощения, А/—величина провала в центре линии). [c.219]

Перед выходным окном лазера необходимо ставить узкополосный фильтр, пропускающий только линию генерации, но поглощающий излучение газоразрядной трубки. Перед монохроматором полезно поставить фильтр, отсекающий линию лазерного излучения. Необходимо [c.53]

Для использования биений в качестве меток, указывающих направление сдвига фазы, мощность добавочной линии генерации можно ослабить, чтобы глубина модуляции интерферограммы была меньше, чем на рис. 6.19. В случае кремния амплитуда биений при использовании тех же линий незначительна (хотя надежно различима) при 300 К и равна нулю при Т > 400 К из-за поглощения линии 1,08 мкм. Для кристалла Si толщиной 1 мм при облучении на длинах волн 1,15 и 1,08 мкм получаем (A0)mod 30 °С. [c.158]

В чем заключаются естественные и технические причины уширения линий генерации [c.455]

Г. л. позволяют получать предельно узкие и стабильные линии генерации. Малая плотность активной среды определяет малость температурных изменений показателя преломления. Это позволяет сратгательпо легко получать с Г. л. предельно малую (дифракционную) расходимость излучения. Многообразие физ, процессов, приводящих к образованию инверсии населённостей, создаёт больпгое разнообразие типов, характеристик и режи.мов работы Г. л. Возможность быстрой прокачки газот.)й активной среды через опт 1ч. резонатор позволила в Г. л. достичь рекордно больппгх ср. мощностей из- [c.381]

НЕЛИНЕЙНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ — совокупность методов оптич. спектроскопии, базирующихся на применении эффектов нелинейной оптики. Методами Н. с. исследуют нелинейные оптич. восприимчивости — их частотную дисперсию, симметричные свойства, изменения во времени и т. и., а также изменения линейных оптич. характеристик вещества (показателя преломления, коэф. поглощения, анизотропии и оптич. активности), вызванные нелинейным взаимодействием мощного оптич. (лазерного) излучения с исследуемым веществом, Н. с. относится к лазерной спектроскопии, т. к. для реализации всех методов Н. с. используется лазерное излучение одной или неск. длин волн. Одной из разновидностей Н. с. является активная лазерная спектроскопия. Первые работы по Н. с. появились в 1964—66, широкое развитие она получила после созда-Бия плавно перестраиваемых по частоте лазеров, а также лазеров со стабилизиров. узкими линиями генерации, лазеров, испускающих сверхкороткие световые импульсы с длительностью в пико- и фемтосекундном диапазонах, и др. [c.306]

П, э. играет большую роль в квантовой электронике в нелинейной оптике ячейки с просветляющимся веществом используются для т, н. пассивной модуляции добротности и синхронизации мод лазеров, формирования коротких импульсов в лазерных усилителях и т. п. П, э. в газовых средах, помещённых в резонатор лазера а. обладающих доплеровски уширенной линией поглощения на частоте генерации, используется для стабилизации частоты и сужения линий генерации. В нели-нейной спектроскопии наблюдение П. а. в неоднородно уширенных линиях поглощения является ордт/i из методов регистрации спектров с высоким разрешением. [c.151]

Среди основных причин уменьшения когерентности пучка со временем и в пространстве необходимо назвать наличие меняющихся во времени оптических неоднородностей среды, а также несовершенство оптических элементов лазерных систем. Однако даже при их отсутствии время и область существования когерентности лазерного излучения будут ограничены из-за неизбежного ушире-ния линии генерации. Действительно, так как колебания электромагнитных волн можно представить в виде Е г, ) = о( ) os (2лу + ф( , t)), то изменение относительной фазы ф(г, t) синхронных в момент времени t = 0 колебаний с частотами, отличающимися на Avj, будет возрастать со временем oo2nAvj и станет равным 2п через время [c.58]

Дтр примерно равна обратной ширине линии генерации Avren. Этот результат нетрудно понять, если вспомнить, что временное поведение каждого импульса есть просто фурье-образ его частотного спектра. Отсюда видно, что, поскольку ширина линии генерации AvreH может быть порядка ширины линии усиления Avo, то можно надеяться, что синхронизация мод в твердотельных или полупроводниковых лазерах позволит генерировать очень короткие импульсы (до нескольких пикосекунд). В лазерах на красителе ширина линии усиления в сотни раз превышает эту величину в твердотельных лазерах, что дает возможность получать в этих лазерах и уже действительно были получены значительно более короткие импульсы (до приблизительно 30 фс). В газовых же лазерах ширина линии усиления намного уже (до нескольких гигагерц) и поэтому генерируются относительно длинные импульсы (до 100 пс). А теперь вспомним, что два последовательных импульса разделены временным промежутком тр, определяемым выражением (5.111). Поскольку Ди = = 2nS.v = n /L, где L —длина резонатора, мы имеем xp = 2L , что в точности равно времени полного прохода резонатора. Следовательно, внутри лазерного резонатора генерация будет иметь вид сверхкороткого импульса длительностью Дтр, определяемой выражением (5.112), который распространяется вперед и назад по резонатору. В самом деле, в этом случае пучок на выходе из какого-либо зеркала представляет собой цуг импульсов, причем временной промежуток между двумя последовательными импульсами равен времени полного прохода резонатора. Характерные числовые значения подтверждают такое представление, поскольку пространственная протяженность Дг импульса длительностью, скажем, Дтр = 1 пс равна Дг = СоДт = 0,3 мм, т. е. много меньше типичной длины резонатора лазера. [c.309]

Прежде чем продолжить рассмотрение, необходимо указать на то, что происходит в случае, когда фазы являются случайными. На рис. 5.40 показано временное поведение квадрата амплитуды поля A t) 2 для случая семи мод с межмодовым расстоянием Д(1), имеющих одинаковые амплитуды Eq и случайные значения фаз. Мы видим, что выходной пучок, в отличие от рассмотренного выше случая с синхронизацией мод, представляет собой теперь нерегулярную последовательность световых импульсов. Однако, как следует из общих свойств рядов Фурье, длительность каждого светового импульса по-прежнему равна Дтр, или примерно l/AvreH (AvreH —полная ширина линии генерации), среднее время между импульсами в точности равно Дтр, а частота повторения импульсов Тр = 2л/Дй). Заметим, что, поскольку время отклика обычного электронного приемника, как правило, значительно превышает Дтр, на выходе многомодового [c.309]

В качестве наиболее интересного примера лазеров на элек-тронно-колебательных переходах рассмотрим Ыг-лазер. Этот лазер имеет наиболее важную линию генерации на длине волны А, = 337 нм (УФ) и относится к типу лазеров на самоограни-ченных переходах. Импульсный азотный лазер широко используется для накачки лазеров на красителях. [c.379]

L — база резонатора. Здесь использовано предположение, что контур линии усиления является лоренцов-ским [107], а зависимость аф (к) в пределах ширины линии генерации линейна и определяется коэффициентом К- [c.182]

В проведенном рассмотрении предполагали, что частота света совпадает с центром линии усиления (или поглощения), где эти процессы максимальны и введенное сечение а относится именно к центру линии. В реальных ситуациях частота света может не совпадать с центром линии. В этом случае сечение перехода и соответственно коэффициенты усиления (или поглощения) будут меньше на значение, определяемое формой линии (1.3). Сечения основных лазерных переходов а активной среды АИГ-Nd достаточно хорошо изучены и изложены в [22, 27—29]. В табл. 1.3 и на рис. 1.11 приведены основные (самые сильные) линии генерации лазеров на АИГ-Nd, сечения переходов а и коэффициенты ветвле-ьия люминесценции Величина показывает относительную [c.24]

Свойства основной линии генерации 1064,85 нм перехода / з/2- /и/2. В лазерной генераци и наиболее часто испшьзуется линия люминесценции (усиления) кристаллов АИГ-Nd с длиной волны 1064,15 нм, обладающая максимальным сечением перехода и соответственно максимально достижимой для АИГ-Nd лазер Ов выходной мощностью излучения. [c.27]

Для цветной голографии представляет интерес прокачнон ионный лазер разработки Новосибирского электротехнического института на аргоне и криптоне или их смеси. Лазер имеет возможность выбора линии генерации с помощью внутрирезонаторного селектора длин волн и работы с высокой выходной мощностью на линиях 0,647 мкм (1,5 Вт) 0,514 мкм (4,8 Вт), 0,488 мкм (4,7 Вт). Общая мощность на всех линиях 15 Вт, длина когерентности — не менее 1 м. [c.44]

Аналогичные особенности в поведении лазера на красителе, а именно возрастание максимальной мощности излучения, сужение линии генерации, а также самосвипирование ее частоты наблюдались [c.230]

Усиление генерации при полном включении ОВФ-зеркала объясняется достаточно просто. Действительно, коэффициент отражения ОВФ-зеркала на основе BaTiOg, использованного в [9.55, 9.56], был довольно большим (до 50—60%), что существенно увеличивало добротность резонатора. Сужение линии генерации объясняется авторами достаточно высокой спектральной селективностью формируемых в ФРК пропускающих голограмм. В частности, при типичных значениях толщины образца d 1 см и пространственного периода решетки Л 1 мкм спектральная полуширина брэгговского максимума равна Av = vA/d л 50Ггц. Положительная обратная связь, возникающая в резонаторе в процессе генерации, приводит, вероятно, к еще большему сужению линии до экспериментально наблюдаемых значений единиц гигагерц. [c.231]

Максимумы коэффициентов молекулярного поглощения озона 10°—10 м aтм приходятся в ИК-области на полосу 9,6 мкм (область генерации СОг-лазера), а УФ-области на полосу Гартли 0,2—0,31 мкм, где имеются линии генерации мощных лазеров на эксимерах и четвертой гармоники YAG Ы(1 +-лазера. [c.24]

В связи с тем что время флуоресценции типичного красителя составлиет 5-10 сел, источник оптической накачки для лазеров на красителях должен обеспечивать высокие М0ЩН0С1И накачки, чтобы превысить потери на спонтанное излучение. Необходимую мощность накачки можно получить, используя разнообразные импульсные лампы или интенсивное излучение другого лазера. Второй способ дает значительно большую мощность накачки и более эффективен. Органические красители, для которых наблюдался лазерный эффект, перечислены в табл. 33.17 [14]. Здесь же приведены длины волн центра линии генерации, полученные как при накачке другим лазером, так и при вакачке излучением импульсной газоразрядной лампы. [c.759]

Сравним спектральные плотности мощности накачки и генерации. Ширина полосы Av4F2= см а ширина линии генерации Avз— 0,01 см. Следовательно, спектральная плотность излучения накачки порядка 3 10 Вт см" с , а генерации приблизительно 2,3 10 Вт см с . Таким образом, спектральная плотность генерируемого излучения на четыре порядка выше, чем у накачки. Подчеркнем, что такую и большую спектральную плотность мощности излучения можно получить только с помощью квантовых генераторов. [c.77]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...