Показатель преломления активной

Неоднородное температурное поле в активном элементе и соответствующие поля механических напряжений и деформаций приводят к изменению показателя преломления активной среды от точки к точке в объеме элемента и к изменению его формы. А эти факторы ведут к изменению оптической длины пути [c.29]

Выход излучения из резонатора и переход энергии в другие типы колебаний из-за несовершенства изображений, создаваемых зеркалами, окнами разрядных трубок, а также из-за неоднородностей показателя преломления активной среды (особенно в твердотельных и полупроводниковых лазерах). [c.226]

Важную роль согласование резонаторов играет в твердотельных лазерах с выносными зеркалами. Из-за отражений нучков от торцов активного элемента образуется три отдельных резонатора. Показатель преломления активного элемента из-за разогрева накачкой зависит от радиуса [c.182]

L — полная длина резонатора I — длина активного элемента Ях — радиус кривизны -й отражающей поверхности и — расстояние от /-Г0 зеркала до ближайшей грани активного элемента f — фокальное расстояние активного элемента как мера его оптической неоднородности По — показатель преломления активной среды по оси. [c.137]

При высоких интенсивностях излучения существенную роль начинает играть нелинейность показателя преломления активной среды [c.50]

Наряду с эффектом насыщения усиления следует учитывать и другие факторы, влияющие на формирование поля излучения в активном резонаторе. Так, например, дисперсия показателя преломления активной среды может приводить к так называемому эффекту затягивания частот [10], проявляющемуся в нарушении эквидистантности спектра резонансных частот резонансные частоты более плотно группируются вблизи центра линии усиления. Нагревание активной среды при поглощении излучения накачки приводит к изменению ее показателя преломления. В результате возникает так называемый эффект тепловой линзы. активный элемент действует на излучение внутри резонатора подобно собирающей либо рассеивающей линзе (см., например, [11]). [c.108]

Распределенная обратная связь. Предположим, что показатель преломления активного элемента пространственно промодулирован в направлении его оптической оси (оси 2) [c.255]

Пространственная модуляция показателя преломления активного элемента — это лишь один из способов реализации РОС-лазера. Другие способы основаны на пространственной модуляции коэффициента усиления или на модуляции геометрических параметров (поперечного сечения активного элемента). Вопросы практической реализации [c.256]

Типичная конструкция полупроводникового ИЛ с полосковой оксидной изоляцией показана на рис. 6.5, б. Расположенный между слоями с меньшим показателем преломления активный слой толщиной d образует планарный волновод. Такой волновод характеризуется приведенной толщиной [5, 9] [c.115]

Вектор [Е, ft], как известно, перпендикулярен к и ft. Кроме того, множитель I говорит о сдвиге фазы второго члена в (149.6) относительно первого на /аЯ. Поэтому оказывается, что второй член в (149.6) приводит к различию фазовых скоростей (или показателей преломления) для волн с правой и левой круговой поляризациями, т. е. к естественной оптической активности (см. гл. XXX). [c.524]

Отличительной чертой всех полупроводниковых лазерных материалов, в том числе и арсенида галлия, является очень высокий по сравнению с другими лазерными материалами (кристаллы, стекла, жидкости, газы) коэффициент усиления электромагнитного излучения. Благодаря этому удается выполнить условие генерации для миниатюрных полупроводниковых образцов. Типичный лазер на арсениде галлия показан на рис. 35.24, а. Для получения генерации две противоположные поверхности полупроводника полируют и делают плоскопараллельными, а две другие оставляют грубо обработанными, чтобы предотвратить генерацию в нежелательных направлениях. Обычно обе отражающие поверхности не имеют отражающих покрытий, так как показатель преломления полупроводника достаточно большой и от полированных торцов отражается примерно 35 % падающего излучения. Активная область представляет собой слой толщиной около 1 мкм, т. е. немного больше запирающего слоя (примерно 0,2 мкм). В свою очередь поперечные размеры лазерного пучка гораздо больше (около 40 мкм) толщины активной области (рис. 35.24, б). Следовательно, лазерный пучок занимает довольно большое пространство в р- и п-областях. Однако поскольку поперечные размеры пучка все же относительно невелики, выходное излучение имеет большую расходимость (несколько градусов). [c.297]

В жидких лазерных материалах может быть достигнута концентрация активных ионов того же порядка, что и в лазерных стеклах. Это позволяет получить большие энергии и мощности излучения с единицы объема активного вещества. В то же время сильная зависимость показателя преломления от температуры обусловливает значительные оптические неоднородности, возникающие при накачке активной среды, что приводит к ухудшению генерационных характеристик лазеров и увеличению расходимости лазерного пучка. Применение прокачки активной жидкости через лазерную кювету позволяет реализовать как периодический, так и непрерывный режим работы лазера. [c.948]

ДИСПЕРСИЯ [волн — зависимость фазовой скорости гармонических волн от их частоты звука — зависимость фазовой скорости гармонических звуковых волн от их частоты линейная спектрального прибора — характеристика спектрального прибора, определяемая производной от расстояния между спектральными линиями по длине света оптического вращения — зависимость оптической активности вещества от длины волны проходящего через него линейно поляризованного света пространственная — зависимость тензора диэлектрической проницаемости среды от волнового вектора, приводящая, например, к вращению плоскости поляризации света — зависимость абсолютного показателя преломления вещества от частоты света] [c.229]

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]

К — число молекул в единице объёма, Лд и — показатели преломления среды на частотах накачки и стоксовой компоненты). Типичное значение д для наиб, важных комбинационно-активных сред (сжатый водород, жидкий азот, кристалл кальцита и др.) составляет 10 —10 см/Вт. [c.303]

И интервалами между ними 10 МКС. Такой характер генерации может быть обусловлен целым рядом причин. Из-за большого выделения теплоты в активном элементе в процессе возбуждения и генерации происходит непрерывное изменение плотности и показателя преломления рабочего тела. Эти изменения вызывают изменение оптической длины резонатора и, как следствие, скачкообразное изменение продольной моды. К изменению продольной моды приводит также связанное с нагревом рабочего тела изменение ширины и положения линий флюоресценции активного иона. Так, на- [c.171]

Мы уже показали, что при очень небольших значениях аЯ плотность энергии накачки однородна лишь в центральной части стержня г < R/n, и то время как вне этой области она неоднородна. Очевидно, что неоднородное распределение плотности энергии в активной среде является нежелательным. Получить однородное распределение можно [7], если активный стержень поместить в цилиндрическую оболочку из прозрачного материала с тем же показателем преломления, что и у стержня (рис. 3.13). В этом случае, если радиусы лампы и оболочки сделать одинаковыми и равными nR, то можно повторить рассуждения с помощью рис. 3.11, начиная с анализа хода лучей через точку Р, расположенную на поверхности оболочки. В этом случае преломленные лучи 2 и 3 будут касаться поверхности активной среды и внутри нее будет собираться весь падающий свет. Если aR = 0 и свет проникает в среду только в плоскости рис. 3.13, то плотность энергии в активной среде становится однородной и определяется выражением (3.13). Другой способ, который позволяет получить более однородную накачку, состоит в матировании боковой поверхности стержня. В этом случае свет накачки, попадая на поверхность стержня, будет рассеиваться, и, следовательно, он не будет концентрироваться, как на рис. 3.11. На рис. 3.14 построены кривые зависимости от r/R безразмерной величины [c.125]

Займемся теперь выводом явных выражений для величины В, которая входит в уравнения (5.16) и (5.1 в). Строгое выражение для этой величины выводится снова в Приложении Б. Для большинства практических целей подходит приближенное выражение, которое можно получить, исходя из простых соображений. Для этого рассмотрим резонатор длиной L, в котором находится активная среда длиной I с показателем преломления п. Можно считать, что мода резонатора образована суперпозицией двух волн, распространяющихся в противоположных направлениях. Пусть / — интенсивность одной из этих волн. В соответствии с выражением (1.7) при прохождении волны через слой dz активной среды ее интенсивность изменяется на величину dI = a N2 — Ni)I dz, где а—сечение перехода на частоте рассматриваемой моды резонатора. Определим теперь следующие величины 1) Т и —коэффициенты пропускания двух зеркал резонатора по мощности 2) а и Ог — соответствующие относительные коэффициенты потерь на зеркалах 3) Ti — относительный коэффициент внутренних потерь за проход. Тогда изменение интенсивности Д/ за полный проход резонатора запи- [c.240]

В качестве второго примера активной синхронизации мод предположим, что внутрь резонатора помещен управляемый внешним сигналом модулятор, у которого показатель преломления п изменяется с частотой Асо. Если модулятор расположен [c.315]

Таким образом, генерируемые при пассивной синхронизации мод импульсы имеют длительность, на один-два порядка превы-ишющую предельную, определяемую шириной спектра усиления стекла. Такое расширение длительности начальных флуктуа-циопных выбросов происходит на линейном этапе развития генерации до просветления затвора и обусловлено дисперсией показателя преломления активной среды и других внутрирезонаторных элементов, а также дисперсией коэффициента усиления. Дисперсия показателя преломления с1п1с1(й приводит к временному расплыванию ультракоротких импульсов (УКИ), обладающих значительной шириной спектра [25]. что, в свою очередь, вызывает уменьшение амплитуды шумовых флуктуаций и увеличение длительности линейного этапа развития генерации до момента просветления пассивного затвора. Поэтому существует некоторая оптимальная длительность УКИ, для которой влияние дисперсии минимально. [c.207]

В 3 дано описание ДГС-лазера как диэлектрического волновода, а в 4 рассматривается распространение волны в симметричном трехслойиом плоском диэлектрическом волноводе. Центральный слой — это область в ДГС-лазере, в которой происходит генерация света и которая называется активным слоем. Трехмерное волновое уравнение для электрического поля оптической частоты выводится из уравнений Максвелла. Далее выводится дифференциальное уравнение, описывающее распространение электрического поля, поляризованного перпендикулярно направлению распространения, — поперечного электрического поля (ТЕ). Аналогичные уравнения описывают поперечные магнитные поля (ТМ), в которых магнитное поле поляризовано перпендикулярно направлению распространения. Эти поля зависят от двух пространственных переменных и времени, и решение волнового уравнения для них получается методом разделения переменных. Как следует из решений волновых уравнений, показатель преломления активного слоя должен быть больше показателей преломления прилегающих слоев, чтобы в трехслойной структуре происходило волноводное распространение излучения. Граничные условия для электрического и магнитного полей также выводятся из уравнений Максвелла. Применение этих граничных условий на границах раздела диэлектриков (гетеропереходах) приводит к дисперсионному уравнению, являющемуся уравнением на собственные значения, которое дает набор дискретных значений постоянной распространения. Получающиеся для этих дискретных значений конфигурации электрического и магнитного полей называются модами. [c.33]

Имеющиеся в настоящее время лучшие рефрактометрические методы позволяют измерять изменение показателя преломления порядка Следовательно, их чувствительность недостаточна для измерения кругового двулучепреломления по разности показателей преломления для света, поляризованного по кругу вправо и влево. Поэтому для измерения оптической активности веществ применяют другую методику и аппаратуру — спектрополяриметр для измерения величины угла вращения плоскости поляризации и дихрограф в виде приставки к сиектрополяриметру или самостоятельного прибора для измерения кругового дихроизма. [c.299]

В 142 от.мечалось, что кубические кристаллы, в силу высокой степени их симметрии, должны быть оптически изотропными. Сравнительно недавно была обнаружена, однако, зависимость поглощения от поляризации света в кубическом кристалле закиси меди СиаО (Е. Ф. Гросс и А. А. Каплянскнй, 1960 г.) и анизотропия показателя преломления в кубическом кристалле кремния (Пастернак и Ведам, 1971 г.). Известны и другие явления, для описания которых обычная связь между электрической индукцией О и электрической напряженностью Е, введенная в 142, оказывается недостаточной. Наиболее важным примером этих эффектов может служить естественная оптическая активность (гиротропия) кристаллов, сравнительно легко наблюдаемая и описанная в гл. XXX. [c.521]

Подход, основанный на аналогии с френелевским отражением, поучителен вот в каком отношении. Напомним, что отражение от границы раздела двух сред возникает вследствие различия как показателей преломления, так и коэффициентов поглощения (усиления). В частности, отражение от металлов объясняется, главным образом, второй причиной. Из сказанного легко сделать вывод, что самоотражение в активное среде лазера может обусловливаться модуляцией и показателя преломления, и коэффициента усиления. Как показывают более детальные исследования вопроса, самоотражение играет существенную роль в оптических квантовых генераторах. [c.828]

Поскольку показатель преломления узкозопного полупроводника с ДГС больше, чем показатель преломления широкозонных слоев, возникает волновод, локализующий генерируемое излучение вблизи активной области. Выходная плотность мощности полупроводникового лазера ограничена лучевой прочностью кристалла, поэтому для повышения выходной мощности гетеролазера используют раздельное ограничение носителей и излучения в пятислойных структурах, например [c.947]

Оптические квантовые генераторы с элементами из активированного стекла аналогичны по своему устройству, выполненным на элементах из рубина и других кристаллов. Из стекла, активированного неодимом, изготовляют активные элементы в виде стержней и в виде волокон или пучков волокон. Стержни одного из типов имеют диаметр 3,5 и 7 мм при длине 45,60 и 90 мм. Стержни из неодимового стекла применяют преимущественно в импульсных квантовых приборах. Активный элемент в виде волокна имеет сердцевину и оболочку из стекла различного состава. Сердцевина выполнена из активированного, оболочка — из бесцветного стекла с меньшим показателем преломления. Благодаря оболочке лучше исиользуется световая энергия накачки [c.222]

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]

Неравновесные носители можно локализовать в значительно меньшей области, чем световое поле. Так, в ДГС-лазерах толщину d узкозонного активного слоя удаётся довести до размеров длины волны де Бройля электрона с кинетич. энергией, близкой к высоте потенц. барьера на границах 8 нм). Ширина ак-тнБного слоя такого Г. порядка длины волны генерируемого излучения и контролируется независимо изменением показателя преломления п среды. Т. о., Г. можно рассматривать как планарный оптич. волновод со встроенным в него активным усиливающим слоем. Волновод образован за счёт изменения п в плоскости, перпендикулярной гетеропереходу, а локализация электронно-дырочной плазмы в слое заданной толщины обес- [c.445]

Появление лазеров вызвало интенсивное развитие методов внутр. М, с., основанных на управлении когерентным излучением за счёт изменения параметров лазера. При этом мы. устройства, применяемые как внеш. модуляторы, номещаются внутри оптического резонатора лазера. Используя разл. способы внутр. модуляции, получают любой вид М. с. амплитудный, частотный, фазовый и поляризационный. Частотой излучения лазера управляют, изменяя добротность оптич. резонатора лазера, напр. менян оптич. длину резонатора. С этой целью одно из зеркал резонатора закрепляют либо на магнитострикционном стержне (см. Магнитострикционный преобразователь), либо на пьезоэлементе и изменяют длину резонатора синхронно с модулирующим напряжением. Тот же эффект достигается путём изменения показателя преломления среды, заполняющей резонатор, для чего используется электрооптич. кристалл. Частотную модуляцию излучения лазера можно получить также при наложении на активную среду магн. или электрич. полей (см. Зеемана эффект, Штарка эффект), под действием К-рых происходит расщепление и смещение рабочих уровней атомов, ответственных за генерацию когерентного излучения. Изменяя величину коэф. усиления, получают амплитудную модуляцию излучения лазера. Для этого воздействуют на разность населённостей активной среды, либо изменяя мощность её возбуждения, либо используя всцомогат. возбуждение, приводящее к-перераспределению населённостей. Амплитудная модуляция излучения может быть получена и при помощи модуляции тока разряда газовых или полупроводниковых лазеров, работающих в непрерывном режиме. Одним из методов управления когерентным излучением является модуляция величины обратной связи лазера, т. е. коэф. отражения зеркал резонатора. С этой целью используют резонатор, одно из зеркал к-рого вращается с большой скоростью, и потому условия генерации выполняются лить в короткие промежутки времени. Вместо зеркал часто используют вращающуюся призму полного внутр. отражения. Изменение величины обратной связи можно получить, заменяя одно из зеркал на систему зеркал, образующих интерферометр Фабри — Перо. Коэф. отражения такого резонатора зависит от расстояния между зеркалами, изменяя к-рое можно модулировать интенсивность излучения и получать т. н. гигантские импульсы, мощность излучения в к-рых существенно превосходит мощность непрерывной генерации. Наконец, излучение лазеров также модулируют, изменяя добротность оптич. резонатора путем введения потерь, величина к-рых управляется внеш. сигналом. Для этого используют модуляторы на основе элек- [c.184]

Имеется много других, хотя и более инерционных, механизмов, приводянщх к существенно более сильной нелинейности показателя преломления. К ним относятся резонансные нелинейности в полупроводниках (экситонные резонансы в двумерных структурах), фото рефр активный эффект в неорганич. кристаллах, ориентация анизотропных молекул в световом поле и оптич. нагрев среды. Диапазон значений нелинейного параметра превышает десять порядков (рис. 3), Несмотря на существ, различие физ. механизмов нелинейности, многочисл. данные неплохо укладываются на прямые % Тнл возрастание величины сопровождается увеличением инерционности отклика. [c.296]

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]

РАСПРЕДЕЛЕННАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ (РОС) -обратная связь в нек-рых типах лазеров, в к-рых оптич. резонатор образуется благодаря пространственной не-риодической неоднородности активной среды (вместо зеркал). Обычно РОС создаётся с помощью периодич, модуляции показателя преломления (или коаф. усиления) либо периодического пространственного изменения сечения оптич. волновода (в тонкоплёночных лазерах). Период пространственной неоднородности d в РОС-лазерах сравннм с длиной волны генерируемого излучения Xj, и удовлетворяет Брэгга — Вульфа условию". [c.254]

ЭЛЕКТРОбПТИКА—раздел оптики, в к-ром изучаются изменения оптич. свойств среды под действием электрич. поля и вызванные этими изменениями особенности взаимодействия оптич, излучения со средой, помещённой в электрич. поле. Оптич. характеристики любой среды, такие, как величина показателей преломления для разл, поляризаций света и оптическая активность, зависят от распределения связанных зарядов в среде. Если среда находится пол действием внещ. электрич, поля, то положение [c.588]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...