Моды синхронизация

Синхронизация мод лазера может также осуществляться при подаче внешнего сигнала, изменяющего потери резонатора или его оптическую длину (внешняя синхронизация). Частота внешнего сигнала должна быть близка к А —разности частот генерируемых лазером мод. [c.369]

В зависимости от режима работы различают ОКГ, работающие в непрерывном режиме, в импульсном режиме с длительностью импульса 10 — 10 с, режиме гигантских импульсов с длительностью 10 — 10" с и так называемом режиме синхронизации мод, при котором длительность импульса может быть 10" —10 с. Подробнее режимы работы различных типов ОКГ будут рассмотрены в п. 4—6. [c.17]

Лазер может работать в так называемом режиме синхронизации мод и генерировать при этом импульсы, длительность которых [c.32]

Такой процесс синхронизации мод можно осуществить с помощью периодической модуляции добротности резонатора в процессе развития генерации. Частота внешней периодической модуляции должна быть при этом равной частотному интервалу между модами [20], Синхронизация мод приводит к циркуляции внутри резонатора одного короткого импульса. На выходе из ОКГ получается цуг пикосекундных импульсов, следующих друг за другом с интервалом времени, равным времени прохождения света в резонаторе от полупрозрачного зеркала до глухого и обратно, т. е. % = 2L/ . [c.32]

Конструкция лазера отличается от твердотельных ОКГ тем, что в резонатор вместо стеклянного стержня помещается кювета с раствором. Инверсия, как и в твердотельном ОКГ, осуществляется при помощи оптической накачки от импульсных ламп. Жидкостные лазеры такого типа могут работать как в режиме свободной генерации, так и в режимах модулированной добротности и синхронизации мод. [c.64]

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]

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]

При создании Н. л. реализованы все характерные методы управления параметрами лазерного излучения, разработанные квантовой электроникой. В дополнение к т. н. свободной генерации, продолжающейся в течение практически всего времени существования импульса накачки, широкое распространение получили режимы включаемой (модулированной) добротности и синхронизация (самосинхронизации) мод. [c.320]

Импульсный свободной генерации, импульсный с модулированной добротностью, режим синхронизации мод [c.231]

Более подробно изучается режим синхронизации мод, включены новые разделы, касающиеся лазеров с разгрузкой резонатора и методов сжатия оптического импульса. [c.8]

В качестве примера показана электромагнитная волна с временем когерентности то, которая имеет вид синусоидального электрического поля со скачкообразным изменением фазы через интервалы времени то. Мы видим, что представление о временной когерентности непосредственно связано с монохроматичностью. В дальнейшем (в гл. 7) будет показано, хотя это очевидно из рис. 1.5, что электромагнитная волна с временем когерентности, равным То, имеет спектральную ширину А 1/то. В той же главе покажем, что в случае нестационарного пучка (например, лазерного пучка, полученного в результате модуляции добротности или синхронизации мод) время когерентности не связано обратно пропорциональной зависимостью с шириной полосы генерации и фактически может быть много больше, чем величина 1/Av. [c.20]

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]

Временную картину синхронизации мод на рис. 5.38 нетрудно понять, если различные моды представить в виде векторов на комплексной плоскости. При этом /-й моде соответствует комплексный вектор с амплитудой Eq, вращающийся с угловой скоростью (оо + /Дсо. Если мы теперь перейдем к системе координат, вращающейся с угловой скоростью ио, то центральная мода будет представлять собой вектор, неподвижный относительно этих осей, а /-Я мода — вектор, вращающийся с угловой скоростью /Д(о. В момент времени / = 0 в соответствии с (5.109) все векторы будут иметь нулевые фазы и, следовательно, одинаковое направление, которое будем считать расположенным в горизонтальной плоскости на рис. 5.39. В этом случае полное поле равно 2п- - 1) о- При / > О векторы мод с частотой и > (Оо будут [c.307]

Прежде чем продолжить рассмотрение явления синхронизации мод, имеет смысл подытожить и прокомментировать полученные к настоящему моменту основные результаты. Мы установили, что условие синхронизации мод (5.106) определяет выходной пучок, который представляет собой цуг синхронизованных по фазе импульсов, причем длительность каждого импульса [c.308]

Осуществление синхронизации мод. Синхронизация мод может возникать самопроизвольно. В этом случае синхронизуется обычно небольшое число мод и поэтому продолжительность импульсов мало отличается от периода их повторений (продолжительности цикла). Для еньшения продолжительности импульсов применяются различные методы, в частности модуля- [c.319]

До сих пор анализировалась ситуация, связанная с активной модуля-цией потерь в лазере для получения режима генерации с синхронизованными модами. Синхронизацию мод можно получить также и с модуляцией усиления и фазы световой волны с помошью электрооптического модулятора. Для фазового модулятора (ФМ) вместо (1.4.4) можно записать [c.47]

Ввиду сравнительной малости величины довольно трудно за]зегистрировать четвертую гармонику. Поэтому исследователям для ее возбуждения пришлось использовать мощные импульсы длительностью порядка 10 пс, полученные с помощью так называемого лазера синхронизации мод. Тщательно проведенные опыты С. А. Ахманову и сотрудникам позволили не только зарегистрировать четвертую гармонику, но и измерить величину нелинейной восприимчивости Знание величин восприимчивостей кроме технической нужды квантовой электроники также позволяет проверить правильность теории моделей, на основе которых рассчитываются эти восприимчивости. [c.394]

Синхронизацию мод можно осуществить при использовании фототропных затворов. Такой затвор, помещенный внутрь резонатора между глухим зеркалом и рабочим телом (рис. 17), автоматически вызывает синхронизацию, и лазер при этом также излучает последовательность пикосекундных импульсов. Действие фототропного самопросветляющего затвора сводится к тому, что, являясь нелинейным поглотителем, он сильнее подавляет малые флюктуации интенсивности и слабее большие, что приводит к наиболее быстрому усилению и сужению самого интенсивного флюк-туационного пичка. [c.32]

Конкуренция мод — подавление одних мод другими в автоколебат. системах — связана с тем, что конкурирующие моды черпают энергию на покрытие диссипативных расходов из общего источника. В результате одни моды создают дополнит, нелинейное затухание для других. Благодаря эффектам конкуренции и взаимной синхронизации колебаний в автоколебат. системах с большим числом степенен свободы (или даже бесконечным числом — в случае распределённых систем) возможно установление из нач. шума (нарастающих в результате развития линейных неустойчивостей флуктуаций на разл. частотах) реж]1ла регулярных периодич. А. Эффекты конкуренции и синхронизации оказываются принципиальными и для появления высокоорганизованных структур в нелинейных неравновесных средах. [c.14]

Внутрирезоваторные лазерные М. с. Кроме описанных выше М. с., воздействующих на проходящий световой пучок, возможно управление оптич. излучением при его генерации. Напр., модуляция излучения полупроводникового лазера осуществляется модуляцией тока накачки. В газовых и твердотельных лазерах внесение в резонатор переменных потерь приводит к амплитудной модуляции излучения. При этом внутрирезо-наторная модуляция, как правило, значительно эффективнее модуляции проходящего света. Введение в резонатор лазера фазового М. с. позволяет изменять оптич, длину резонатора и осуществлять частотную модуляцию излучения. Полоса частот внутрирезонатор-ных М. с. должна быть меньше разности частот генерируемых лазером мод До). При приближении частоты внеш. воздействия к Дш начинается эфф. взаимодействие между модами лазера, приводящее К синхронизации мод и генерации лазером коротких оптич. импульсов. Осп. недостатком внутрирезонаторных М. с. является то, что внесение в резонатор дополнит, элементов снижает общую мощность излучения лазера и ухудшает стабильность генерации. [c.183]

Интересным случаем внутр. М. с. является режим синхронизации мод, к-рый осуществляется при модуляции добротности (длины резонатора) с частотой, близкой к частоте межмодовых биений лазера. При синхронизации мод лазер генерирует короткие и мощные импульсы, следующие друг за другом с частотой внеш. модуляции. [c.185]

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]

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]

Рубин представляет собой кристалл корунда АЬОэ с примесью ( 0,05%) ионов Сг " , заметающих в кристал-лич. решётке ионы А1. Рубиновый лазер работает по трёхуровневой схеме, в к-рой уровнем 1 является осн. состояние уровнем 2 — полосы fj и уровнем 3 — дублет - . В мощных рубиновых лазерах применяют круглые стержни диам. 2см и дл. 20—30 см. Типичный режим работы—импульсный, реализуются также модуляция добротности, синхронизация мод, усиление мощности. Длина волны генерации рубинового лазера 0,7 мкм. [c.49]

Развитие полупроводниковых лазеров сделало Tiep neK-тивным использование их для накачки Т. л. Полупроводниковые лазеры (ПЛ) на основе монокристаллов арсенида галлия путём изменения состава позволяют получать генерацию в области 0,75 -н 1 мкм, что даёт возможность эффективно возбуждать генерацию на ионах Nd , TnT , Но , и Yb [5]. Накачка излучением ПЛ является близкой к резонансной, что в значит, степени снимает проблему наведённых термич. искажений в АЭ и позволяет относительно легко достигать предельно высокой направт jrenHo TH лазерного пучка. Получена непрерывная генерация на ионах Но (> г 2,) мкм), Тт (Х, 2,3 мкм), Ег (Я, 2.9 мкм), а также на разл. переходах ионов Порог генера1ши по мощности накачки в нек-рых случаях составляет единицы милливатт. Так, напр., порог генерации на ионах Но " в кристалле ИАГ—Тш —Но равен 4 МВт, а порог генерации на осн. переходе ионов N d в стекле не превышает 2 мВт. На целом ряде кристаллов с неодимом получена генерация второй гармоники. На осн. переходе неодима реализованы режимы модуляции добротности и синхронизации мод. Общий кпд неодимового непрерывного лазера с накачкой излучением ПЛ на длине волны генерации 1,06 мкм достигает 20%, [c.50]

Бнерация сверхкоротких импульсов. Для генерации СКИ в лазерах используют процесс синхронизации продольных мод резонатора лазера. Для синхронизации мод применяются пассивные и активные методы связывания фаз продольных мод лазера. При одинаковой фазе, навязанной всем продольным модам лазера, синфазное сложение амплитуд электрич, полей приводит к генерации СКИ, длительность к-рых ограничена шириной спектра генерации. В неодимовых лазерах, к-рые обычно используют в Ф. с., достигается генерация СКИ длительностью 10" — 10 с при помещении в оптич. резонатор лазера насыщающихся органич. красителей—для пассивной синхронизации мод, а также акустооптич. и эл.-оптич. модуляторов света—для активной синхронизации мод. В методе активной синхронизации мод сфазирование отдельных продольных мод осуществляется с помощью помещаемого внутрь резонатора модулятора для управления потерями резонатора внеш. периодич. сигналом с частотой, равной или кратной частотному интервалу между продольными модами резонатора лазера [3 ]. [c.280]

Другие важные дополнения включают в себя некоторые разделы традиционной оптики (например, метод матрицы лучей, интерферометр Фабри — Перо и многослойные диэлектрические зеркала), описание распространения гауссова пучка (закон AB D) и теорию релаксации колебаний и активной синхронизации мод. [c.8]

Метод синхронизации мод позволяет получить генерацию лазерных импульсов сверхкороткой длительности (от нескольких десятков фемтосекунд до нескольких десятков пикосекунд). Синхронизация мод соответствует условию генерации, при котором моды резонатора генерируют с примерно одинаковыми амплитудами и синхронизованными фазами. [c.305]

Чтобы понять физический смысл этого выражения, на рис. 5.38 мы построили величину A t ), пропорциональную интенсивности пучка, от времени t для 2п- - = 7 генерирующих мод. Видно, что благодаря выполнению условия синхронизации фаз (5.106) генерирующие моды интерферируют друг с другом и образуют цуг равно отстоящих световых импульсов. Максимумы импульсов приходятся на те моменты времени, когда знаменатель в выражении (5.110) обращается в нуль. Таким образом, в новой системе отсчета времени t максимум появляется при / = 0. Числитель в выражении (5.110) также обращается в нуль при / = О, и мы видим, что (0) = (2/гСледую- [c.306]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...