Моды активного резонатора вырождение

Если уширение резонансов, обусловленное потерями резонатора, становится много больше межмодового интервала, то спектр собственных значений мод такого резонатора превращается в почти непрерывный. Такого же эффекта можно добиться, если одно из зеркал резонатора заменить рассеивающей поверхностью. Аналогично, если в активную среду поместить достаточное количество рассеивающих частиц, то возникает обратная связь и система может действовать как лазер. Вообще говоря, резонаторы, имеющие большое число вырожденных мод, могут использоваться для создания нерезонансной обратной связи [12]. Важное преимущество этих резонаторов перед резонаторами типа Фабри — Перо заключается в том, что их частота генерации не зависит от геометрических размеров лазера. Это позволяет использовать лазеры с такими резонаторами в качестве стандартов частоты, которые, однако, не имеют преимуществ, связанных с временной и пространственной когерентностью обычных лазеров. [c.487]

Поляризационное вырождение мод снимается вследствие различия структуры их волнового фронта. Как показано в гл. 3, активный элемент в первом приближении представляет собой бифокальную линзу (цилиндрическую для прямоугольного или сферическую для цилиндрического активных элементов), фокусы которой для ортогональных поляризаций различаются тем больше, чем больше термооптическая постоянная В соответствии с этим будут различными и структуры мод, их потери и собственные частоты. Особенно сильно это отличие будет проявляться, когда резонатор для одной собственной поляризации устойчив, а для другой — нет. При этом будет генерироваться излучение с той поляризацией, потери для которой меньше [95]. [c.239]

Механизм, приводящий к ухудшению направленности излучения в подобных случаях, был изучен в [50,43]. Оказалось, что при введении в телескопический резонатор частично отражающей плоской пластинки появляются паразитные моды, которым соответствуют замкнутые траектории лучей, причем на одно отражение от этой пластинки приходится много проходов по активной среде. Поэтому паразитные моды даже при совсем мало отражающей пластинке имеют более низкие пороги возбуждения, чем основная мода двухзеркального резонатора. Поскольку этим модам, кроме того, присуща высокая неравномерность распределения поля, возбуждаются сразу несколько из них со всеми вытекающими отсюда печальными последствиями. И неудивительно в 2.5 мы сталкивались с тем, что наличие даже ничтожно слабой сходящей волны, порожденной краевой дифракцией, приводит к вырождению мод по потерям. Поэтому предпринимаемые иногда попытки повлиять на режим генерации (в частности, понизить его порог) путем установки в резонатор элементов, иници- [c.211]

Особенность вырожденных устойчивых конфигураций можно наблюдать экспериментально, если фиксировать интенсивность возбуждаемых в активном резонаторе колебаний при непрерывном изменении его длины [17, 93, 106]. В точках, соответствующих вырожденным конфигурациям, наблюдаются резкие экстремумы мощности. Любопытно, что в различных экспериментах фиксировались максимумы и минимумы мощности. Это явление легко понять, если учесть, что вырожденные резонаторы характеризуются двумя факторами, противоположно влияющими на энергетику генерации. С одной стороны, локальное уменьшение дифракционных потерь тем резче, чем меньше общий уровень этих потерь. С другой стороны, частотное и пространственное (по продольной оси) вырождение поперечных типов колебаний. Таким образом, в режиме одной поперечной моды при малом уровне недифракционных потерь, когда межмодо-вая конкуренция не играет роли, а дифракционные потери составляют значительную долю в общем балансе потерь, можно ожидать максимума мощности [93]. Напротив, при высоком общем уровне потерь, когда с дифракционными эффектами можно не считаться, в многомодовом режиме следует ожидать минимума мощности [17, 106]. [c.81]

При наличии инверсной населенности уровней энергии 2 и i активной среды ( 2> i), т. е. при выполнении условия N2lg2>N)gi (Ni, Nu 2, g — населенности н кратности вырождения уровней 2, i) вынужденное излучение превалирует над поглощением и свет с резонансной частотой ш = 2— i/h усиливается при прохождении через среду. Усиленный таким образом свет люминесценции активной среды называют излучением сверхлюминесценции. Для возникновения генерации вводят положительную обратную связь, располагая активную среду в оптическом резонаторе, который в простейшем случае представляет собой два параллельных зеркала. Одно из зеркал резонатора делается полупрозрачным для частичного вывода излучения. Пространственное распределение поля генерируемого излучения соответствует собственным колебаниям резонатора, называемым модами. Различают продольные и поперечные моды, относящиеся к распределению поля вдоль оси резонатора и в плоскости, перпендикулярной оси. Искусственное снижение добротности резонатора позволяет достичь значительного коэффициента усиления активной среды без возникновения генерации. Последующее быстрое включение добротности приводит к генерации мощных световых импульсов малой длительности (гигантских импульсов). [c.895]

Если зеркала квадратны, то моды с поперечными индексами т, пип, т остаются вырожденными. При круглых зеркалах частичное вырождение также остается одинаковыми комплексными частотами продолжают обладать моды, различающиеся лишь видом аз1шутального множителя (ехр( %), ossinh). Дополнительные возмущения могут снять и это вырождение. Так, если в резонатор ввести источники поглощения с малой плотностью порядка os /tp, то каждая такая группа расщепится на две моды с азимутальными множителями, близкими к os и sin/(/ , причем потери у первой из них оказываются большими, чем у второй. Если добавить еще и равномерно возбужденную активную среду, то генерация [c.151]

В случаях отсутствия и слабого модового вырождения временная структура генерируемого излучения имеет обычно характе р хаотических (нерегулярных) пульсаций, а в случае сильного вырождения мод пичковая структура излучения приближается к периодической. Следует иметь в виду, что характер временной зависимости определяется не только типом резонатора, количеством мод и степенью их вырождения, но и наличием различного рода неоднородностей в активной среде. Под конкуренцией или взаимодействием мод обычно понимают взаимное их влияние друг на друга вследствие различного амплитудного и фазового распределения в веществах, с которыми они взаимодействуют (сюда прежде всего следует отнести активные среды, нелинейные и параметрические материалы). [c.179]

В настоящее время известны два основных типа оптических гироскопов. Первый из них — оптический кольцевой гироскоп (см., например, обзоры [9.69, 9.70]) представляет собой кольцевой лазер (рис. 9.12, а), т. е. кольцевой оптический резонатор, одно или несколько плеч которого заполнены активной усиливающей средой. Если резонатор покоится, то собственные моды, представляющие собой бегущие по и против часовой стрелки световые волны, оказы-вдются вырожденными по частоте. В случае же, когда платформа, на которой он закреплен, приходит во вращение с некоторой угловой частотой Q, то из-за доплеровского сдвига в системе координат, связанной с платформой, наблюдается сдвиг частот между модами, бегущими в противоположные стороны [c.234]

Поля при Ф = 0 уравнения (7.32) и (7.33) дают, как и слеДобало ожидать, две линейные ортогональные поляризации, ориентированные в плоскости падения (р-компонент) и перпендикулярно плоскости падения (5-компонент) брюстеровских граней. Моды имеют одинаковые частоты и разные поляризационные потери, так как Л1=1, Л2=7 . При наложении на активную среду продольного магнитного поля и увеличении параметра Ф собственные поляризации резонатора, оставаясь линейными, разворачиваются навстречу друг другу. Собственные частоты остаются постоянными (Л1,2 — вещественны), потери более добротной моды увеличиваются, а менее добротной — уменьшаются. При некотором критическом значении Ф = Фкр наступает полное вырождение собственных типов колебаний, когда их плоскости поляризации, частоты и потери совпадают. Из (7.32) можно найти [c.158]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...