Линия усиления

Поэтому даже в ограниченном участке спектра число собственных частот резонатора может быть значительным. В случае, например, гелий-неонового лазера (X = 632,8 нм) число собственных частот, расположенных в пределах ширины линии усиления, равно примерно 5—10, в рубиновом лазере оно достигает сотен, а в некоторых лазерах — десятков и сотен тысяч (лазеры на красителях, см. 230). [c.798]

На задних линиях рентгенограмм, снятых под углом 90 (для всех исследуемых режимов обработки), дублет задних линий слит и несколько размыт. С увеличением силового воздействия задние линии шире, степень размытия их больше, а фон в зоне задних линий усилен. Примерно та же закономерность наблюдается и для глубины деформированного слоя, т. е. с увеличением силового воздействия глубина деформированного поверхностного слоя возрастает. [c.161]

Н, л. работают в широком диапазоне режимов генерации, от непрерывного до существенно импульсного с длительностью, достигающей 0,5 пс. Последняя достигается методом синхронизации мод в широкой линии усиления, характерной для лазерных стёкол. [c.320]

Активная среда Длина волны излучения лазера, мкм Ширина линии усиления, МГц Характерная длина резонатора, см Число мод внутри линии усиления [c.23]

Монохроматичность лазерного излучения характеризует способность лазеров излучать в узком диапазоне длин волн и определяется величиной Av/vo. Ширина спектра излучения лазера определяется прежде всего числом линий, на которых происходит генерация. Контур линии усиления активной среды, совпадающий с контуром линии испускания (люминесценции), имеет ширину Avj. Поэтому в пределах линии усиления могут разместиться одна или несколько собственных частот резонатора, удовлетворяющих соотношению (1.106) и отстоящих друг от друга на [c.54]

Рис. 2.1. Профиль линии усиления /((v) и частотный спектр излучения лазера в многомодовом (а) ч одномодовом (б) режимах генерации

В случае одномодового режима генерации спектральная ширина излучаемой линии много уже ширины контура линии усиления и определяется спектральными характеристиками резонатора. Разброс частот возбуждаемых в резонаторе колебаний зависит, как известно, от его добротности Qp, определяемой как [c.56]

Газовые активные среды, как правило, отличаются высокой оптической однородностью, что позволяет достигать уровня расходимости, близкого к дифракционной, и обеспечивать локальность воздействия и высокие значения плотности мощности излучения в фокальном пятне. Сравнительно невысокие плотности среды в газовых лазерах определяют весьма низкие значения ширины линии усиления. Поэтому им свойственна высокая монохроматичность излучения. Если добавить к этому высокие мощности излучения и способность работать в импульсном, импульсно-периодическом и непрерывном режимах генерации, что обеспечивает возможности проведения самых различных процессов в селективной и термиче- [c.115]

Таким образом, линия усиления рабочей среды СО2-лазера состоит из большого числа соответствующих разным j линий, каждая из которых уширена за счет эффекта Доплера на величину Av и за счет столкновений на величину Avi. Значение Ауд определяется с помощью выражения (1.38), а Avi для СОг-лазера можно вычислить с помощью расчетного соотношения [c.121]

Шов стыкового соединения, без скоса кромок, односторонний, выполняемый электродуговой ручной сваркой по замкнутой линии, усиление снято. [c.201]

Не вдаваясь на этом этапе в какие-либо детали, заметим лишь, что при помощи специального метода, называемого синхронизацией мод, можно получить импульсы света, длительность которых приблизительно обратно пропорциональна ширине линии перехода 2- 1. Например, в газовых лазерах, ширина линии усиления которых относительно узкая, можно получать импульсы излучения длительностью 0,1 —1 не. Такие импульсы не рассматриваются как очень короткие, поскольку даже неко- [c.22]

ЭТОМ форма линии поглощения для различных значений /(v) изменится так, как показано на рис. 2.19. Мы видим, что с увеличением /(v) в линии поглощения образуется провал на частоте v. Ширина этого провала того же порядка, что и ширина отдельных линий поглощения, представленных на рис. 2.18 в виде штриховых кривых, т. е. порядка ширины однородно уширенной линии. Аналогичные соображения применимы и к рассмотрению не поглощающего, а чисто усиливающего перехода. В этом случае действие насыщающего пучка будет выражаться в образовании провалов, но в контуре линии усиления, а не поглощения. Заметим также, что подобные рассуждения могут быть применимы при исследовании поглощения и насыщения усиления, вызванного световым импульсом достаточно высокой интенсивности. [c.80]

При каком давлении должен находиться углекислый газ, чтобы все вращательные линии слились в одну Какова при этом давлении ширина линии усиления [c.105]

Ширина линии усиления некоторых лазеров (например, лазеров на красителях или вибронных твердотельных лазеров) является очень большой и может возникнуть необходимость перестройки длины волны выходного излучения от центра линии в пределах всей доступной ширины линии. В некоторых других [c.252]

Однако приведенное выше на первый взгляд естественное заключение следует изучить более тщательно. Действительно, на раннем этапе развития лазеров считалось, что, если линия усиления лазера уширена однородно, то он в принципе должен те- [c.254]

НОЙ (например, в газовом лазере), так и однородной (например, в рубиновом лазере) линии усиления. Кажется, что последний результат находится в противоречии с приведенным выше соображением. Впоследствии это противоречие было устранено [8] посредством учета того обстоятельства, что в активной среде каждой моде соответствует определенная пространственная картина стоячих волн. Рассмотрим для простоты две моды, картины стоячих волн которых в активной среде сдвинуты друг относительно друга на К/4 (рис. 5.8). Пусть мода 1 на рис. 5.8 соот- [c.256]

Таким образом, можно сделать вывод, что лазер всегда имеет тенденцию работать в многомодовом режиме. Прп однородном уширении линии усиления это является следствием пространственного выжигания дырок, а в случае чисто неоднородной линии — следствием только спектрального выжигания дырок, поскольку моды взаимодействуют с различными наборами атомов и механизм пространственного выжигания дырок не играет никакой роли. Следует, однако, заметить, что в случае однородной линии при генерации нескольких мод с частотами вблизи центра линии усиления явление пространственного выжигания дырок усредняется наличием указанных мод. В этих условиях однородный характер линии не позволяет генерировать модам, находящимся дальше от центра линии усиления. Поэтому в случае однородной линии (по сравнению с неоднородной) допустима генерация для меньшего числа мод, находящихся вблизи максимума контура усиления. [c.257]

Даже когда лазер работает в режиме одной поперечной моды (т. е. при фиксированных m и /), он может все же генерировать несколько продольных мод (т. е. мод, отличающихся значением продольного индекса п). Частотное расстояние между этими модами равно Avn = /2L. В некоторых случаях для выделения одной продольной моды можно использовать короткие резонаторы, такие, что Av > Avo, где Avo—ширина контура усиления При этом если частота моды настроена на центр линии усиления, то частоты соседних продольных мод оказываются расположенными на достаточно большом расстоянии от центра линии усиления, так что (при не очень большом превышении накачки над пороговым значением) лазер на этих модах генерировать не может. Условие применимости данной схемы селекции мод можно записать в виде [c.258]

Рис. 5.22. Дырки, выжигаемые в контуре линии усиления газового лазера, генерирующего на частоте v ф (а) и v = vo (б). В обоих случаях сплошная линия соответствует отсутствию насыщения, в то время как штриховая линия — наличию насыщения.

Иное дело при однородном уширении, когда каждый атом имеет одни и те же форму и положение линии усиления (и люминесценции), совпадающие с формой и положением результирующей линии всего ансамбля атомов. Казалось бы, в этом случае, если нет затворов и т.п., стационарная генерация должна осуществляться на одной моде с самым низким порогом возбуждения (частота наиболее близка к частоте максимума полосы усиления, дифракционные потери минимальны). [c.175]

Указанные явления отчетливо наблюдались в экспериментах [48]. Импульсы накачки с длительностью 30 пс и пиковой мощностью 300 Вт перестраивались по частоте в диапазоне 1,17—1,35 мкм. При длине волны накачки Х ==1,2б мкм на выходе волоконного световода (L==250 м) регистрировались стоксовы импульсы со сдвигом частоты 450 см 1, соответствующим центру линии усиления. По мере отстройки от длины волны, соответствующей нулевой дисперсии групповой скорости, величина стоксова сдвига уменьшалась (рис. 3.15). В экспериментах [49] измерения производились при фиксированной длине волны ь = 1,32 мкм, варьируемым параметром была длина световода, а регистрируемым — стоксов сдвиг частоты, который уменьшался с увеличением длины световода. [c.139]

Принцип стабилизации. Стабилизация частоты лазера, как и стандартов радиодиапазона, основана на использовании спектральных линий атомного или молекулярного газа (оптич. реперы), к центру к-рых привязывается частота V с помощью электроЕШОй системы автоматич. подстройки частоты, Т. к. линии усиления лазеров обычна значительно превосходят ширину полосы пропускания оптического резонатора, то нестабильность (бv) частоты V генерации в большинстве случаев определяется изменением оптич. длины резонатора /(б/) б V = Осн. источниками нестабиль- [c.451]

Большое соотношение ширины контура усиления Т. л. и частоты межмодовых биений ( 10 ) позволяет достаточно просто осуществлять режим синхронизации мод и получать сверхкороткие импульсы длительностью 10 " — 10 с, ограниченной обратной шириной линии усиления. Так же, как и модуляция добротности, синхронизация мод в т. л. осуществляется как активным, так и пассивным образом, Т, л, может также работать в режиме усилителя [c.49]

Основу активной среды 3. л. составляют обычно двухатомные эксимерные молекулы—короткоживущие соединения атомов инертных газов друг с другом, с галогенами или с кислородом. Длина волны излучения Э. л. лежит в видимой или ближней УФ-области спектра. Ширина линии усиления лазерного перехода Э. л. аномально велика, что связано с разлётным характером нижнего терма перехода. Характерные значения параметров лазерных переходов для наиб, распространённых Э. л. представлены в таблице. [c.500]

Эксимериая молекула Длина волны в центре линии перехода, нм Ширина линии усиления, нм [c.500]

Наряду с высокими энергетич. характеристиками важной привлекательной особенностью Э. л. является чрезвычайно высокое значение ширины линии усиления активного перехода (табл.). Это открывает возможность создания мощнь[х лазеров УФ- и видимого диапазонов с плавной перестройкой длины волны в достаточно широкой области спектра. Указанная задача решается с помощью инжекционной схемы возбуждения лазера, включающей в себя маломоишый генератор лазерного излучения с длиной волны, перестраиваемой в пределах ширины линии усиления активной среды Э. л., и широкополосный усилитель. Эта схема позволяет получить лазерное излучение с шириной линии 10 нм, перестраиваемое по длине волны в диапазоне шириной 10 нм и более. [c.501]

Широкая линия усиления, малое время жизни верхнего лазерного уровня, а также необходимое для эффективного протекания процессов (4.36), (4.37), (4.38) высокое давление рабочей смеси приводят к необходимости осуществления высокой интенсивности накачки с энерговкладом 0,1...1 Дж/см за время 0,1...1 не. Возбуждаемые электронным пучков по схеме (4.36) лазеры на димерах благородных газов работают на однокомпонентных средах при давлениях > 10 атм и позволяют получать мощность излучения в импульсе до 10 ... 10 Вт при КПД до 20%. [c.167]

Следует заметить, что свойство генерации коротких импульсов, которое подразумевает концентрацию энергии во времени, в некотором смысле аналогично свойству монохроматичности, означающему концентрацию энергии в узком диапазоне длин волн. Однако генерация коротких импульсов является, по-видимому, менее фундаментальным свойством, чем монохроматичность. В то время как любой лазер можно в принципе изготовить таким, что он будет генерировать достаточно монохроматическое излучение, короткие импульсы можно получать лишь от лазеров с широкой линией излучения, т. е. на практике только от твердотельных или жидкостных лазеров. Газовые же лазеры, обладающие более узкими линиями усиления, лучше всего подходят для генерации высокомонохроматичсского излучения. [c.23]

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]

Заметим, что эта задержка не равна //с, так как линия усиления вносит дополнительный вклад в показатель преломления среды. Этот вклад необходимо учитывать при выполнении условия, чтобы время полного прохода импульса было равно периоду модуляции потерь. Для простоты мы в дальнейшем не будем рассматривать эффект этой задержки. Поэтому пренебрежем фазовым членом в выраже1нш (В.9) и запишем [c.538]

Необходимо заметить, что приближенные выражения (В.9) и (В.11) справедливы в том случае, если спектральная ширина светового импульса много мегьшс ширины Ao)o линии усиления. Следовательно, последующий анализ справедлип лишь при выполнении неравенства [c.539]

Что касается самой затравки , то можно считать, что в случае плоских и устойчивых резонаторов значительного объема, обычно имеющих большое шсло сравнительно добротных мод в зоне максимума спектрального контура линии усиления, спонтанное излучение приходится примерно поровну на все эти моды. Поэтому суммарное поле с учетом зависимости от времени представимо в виде и(х, у, t) = 2 A qUf (x, у) X [c.169]

Считая излучение сосредоточенным в зоне максимума усиления, имеем Xj 1 — j3/ полагая также г > 1, получаем в результате решения системы Aj со 2 j2 Q J 3 р1з выражения для Aj следует, что спектральное распределение интенсивности имеет характерный колоколообразный вид. Число отдельных спектральных компонент определяется главным образом параметром который при лоренцевой форме контура линии усиления шириной равен (2ApIAPjj) . Отсюда вытекает следующая формула для ширины спектра генерации APj. 2г Ар [c.181]

Фазировка различных компонент широкого спектра позволяет одновременно укоротить импульс и резко увеличить пиковую мощность, поэтому практически всеми своими достижениями современная пико- и фемтосекундная лазерная техника обязана эффективному использованию этого фундаментального принципа. Рис. В.2в иллюстрирует методы фазировки спектральных компонент в дискретном спектре практически эквидистантных мод, генерируемых многомодовым лазером. Если ширина линии усиления Аюу значительно превышает межмодовый интервал fi=n /L, Аюу О, то вид суммарного поля [c.13]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...