Резонатор дисперсии

В Р. д. используются элементы с угл. дисперсией (дифракционные решётки, спектральные призмы) йли амплитудной селекцией спектра (интерферометры Фабри — Перо, резонансные отражатели и др.). В резонаторах, содержащих элементы с угл. дисперсией, эфф. полоса пропускания зависит от геометрии резонатора и расходимости генерируемого излучения и с Хорошей точностью оценивается ф-лой [c.318]

Интерферометр Фабри —Перо, состоящий из двух идентичных зеркал, разделенных воздушным промежутком длиной L, освещается монохроматическим непрерывным светом с перестраиваемой частотой. Из измерения зависимости интенсивности выходного пучка от частоты падающей волны было найдено, что область дисперсии интерферометра равна 3-10 Гц, а его разрешение составляет 60 МГц. Вычислите расстояние между зеркалами L интерферометра, его резкость и коэффициент отражения зеркал. Вычислите также добротность Q резонатора Фабри —Перо на длине волны 0,6 мк.м (оранжевый цвет) и время жизни фотона в резонаторе. [c.233]

Дисперсия групповой скорости в асимметричном резонаторе Фабри — Перо. [c.340]

Когда ВКР-лазер накачивается цугом импульсов, каждый стоксов импульс после обхода резонатора должен быть достаточно точно синхронизован с одним из следующих импульсов накачки. Однако добиться такой синхронизации относительно легко. Из множества длин волн, лежащих в широкой полосе ВКР-усиления, в лазере может генерироваться излучение на некоторой длине волны, удовлетворяющей требованию синхронности накачки. Кроме того, длину волны генерации можно подстраивать простым изменением длины резонатора. Этот метод можно считать основанным на временной дисперсии [34], чтобы отличить его от призменной подстройки (см. рис. 8.4), основанной на пространственной дисперсии в призме. Метод временной дисперсии весьма эффективен при перестройке импульсных волоконных ВКР-лазеров в широком диапазоне длин волн. Скорость перестройки можно получить следующим образом. Если длина резонатора меняется на AL, временная задержка А/ должна компенсироваться таким изменением длины волны А , чтобы выполнялось [c.227]

ПС при помещении компрессора внутрь резонатора волоконного ВКР-лазера [47]. Расстояние между решетками регулировалось для получения слегка отрицательной дисперсии при полном обходе резонатора лазера, т. е. пара решеток не только компенсировала положительную дисперсию световода, но и обеспечивала для импульсов. [c.246]

В первой экспериментальной демонстрации волоконного солитонного ВКР-лазера [132] накачкой служили 10-пикосекундные импульсы от лазера на центрах окраски на длине волны 1,48 мкм. Кольцевой резонатор включал 500 м сохраняющего поляризацию одномодового световода со смещенной дисперсией, длина волны нулевой дисперсии [c.252]

В [43] представлены расчеты группового запаздывания отраженных импульсов и их среднеквадратичной длительности как функции отношения со/со . На рис. 1.14 изображены зависимости / (со) = л(со) и ф"(ш) от частоты со для многослойного зеркала (ВН) В (В(Н) — слой с высоким (низким) показателем преломления). Авторы [44] обнаружили быстрый рост ф" с увеличением числа слоев и отношения показателей преломления п п . На рис. 1.15 представлена зависимость измеренной длительности импульса лазера на органическом красителе от общей дисперсии зеркал резонатора. Данные этого рисунка демонстрируют важность дисперсионных свойств зеркал при генерации сверхкоротких импульсов. Кроме того, видно, что значения [c.52]

Рис. 1.15. Зависимость длительности генерируемых импульсов от дисперсии зеркал резонатора [61]

Простейшая схема такого лазера представлена на рис. 5.14 [42]. Импульсно-периодическое излучение накачки от лазера на центрах окраски (Х =1,47 мкм, Ti/2=10 пс) вводится в синхронный резонатор, содержащий одномодовый волоконный световод (L = 500 м). Точка нулевой дисперсии световода за счет специального выбора профиля показателя преломления сдвинута в область Хкр= 1.536 мкм. Таким образом центр линии комбинационного усиления 1,588 мкм попадает в область аномальной дисперсии групповой скорости. [c.216]

М—1)/2 ДО т= М — 1)/2, а 6v=6(o/2n= /2L — частотное расстояние между модами здесь оно принято постоянным во всей области частот генерации. Это, например, соблюдается всегда, когда можно пренебречь дисперсией оптической среды, влияющей на оптическую длину резонатора L. В зависимости от свойств активного вещества и резонатора фазы ф различных собственных колебаний могут быть статистически зависимыми или статистически независимыми. [c.91]

Заслуживает внимания предложение использовать интерферометр Фабри—Перо в качестве фильтра. Располагая диафрагму в центральной зоне интерферограммы Фабри—Перо, можно уменьшить полосу пропускания такого фильтра до доли области дисперсии, определяющейся размером диафрагмы. Предельные возможности фильтра Фабри—Перо ограничены качеством пластин интерферометра и внутренними потерями интенсивности света, которые растут при увеличении разрешающей силы. Потери интенсивности можно уменьшить, используя сферический резонатор Фабри—Перо [29]. При помощи интерферометра Фабри — Перо со сферическими отражателями уже достигнута длина когерентности в 10 ж [30, 31], и возможно, что она будет доведена до 300 м [32]. [c.328]

С ВЫСОКИМ разрешением в том, что сферический эталон Фабри — Перо обладает примерно такими же дисперсией и разрешением, как и эталон Фабри — Перо с плоскими зеркалами, расположенными на расстоянии, в 2 раза большем, чем в сферическом [20. Компактность прибора весьма выгодна с точки зрения обеспечения стабильной настройки зеркал. Кроме того, сферический эталон Фабри — Перо менее чувствителен как к настройке, так и к качеству поверхностей и, кроме того, обладает меньшими дифракционными потерями (в этом отношении плоскопараллельный и сферический эталоны аналогичны конфокальному и плоскопараллельному лазерным резонаторам) [21]. [c.389]

Содержание пособия соответствует действующей программе курса общей физики для физических специальностей вузов. От существующих учебных пособий оно отличается тем, что в нем в сравнительно небольшом объеме наряду с традиционными вопросами строже и подробнее, чем это обычно принято, рассматриваются статистические и когерентные свойства квазимонохроматического излучения, спектральное разложение, электронная теория дисперсии, оптические резонаторы, разрешающая сила оптических и спектральных приборов, фотоэлектрические измерения, основы нелинейной оптики. Большое внимание уделяется объяснению свойств лазерного излучения и применению лазеров в оптическом эксперименте. Изложение учебного материала проводится на основе электромагнитной теории света, с соблюдением требования единства теории и эксперимента, обязательного при изучении курса общей физики. [c.6]

В связи с этим для выделения одной продольной моды в резонатор вводится элемент с большой дисперсией — эталон Фабри-Перо. Он представляет собой обычно однородную стеклянную пластинку с параллельными гранями, на которые нанесены отражаюш,ие покрытия, располагается в резонаторе с небольшим наклоном к пучку, чтобы отраженный свет не попадал обратно в резонатор, и работает как узкополосный фильтр. Зависимость пропускания эталона от [c.186]

Здесь к—константа распространения излучения в среде, заполняющей резонатор L — длина резонатора — произвольное целое число (продольный индекс собственного типа колебаний). Из (1.3) в отсутствие дисперсии среды легко получить выражение, определяющее собственные частоты [c.12]

Наличие бесконечного числа максимумов пропускания у рассмотренных селекторов во многих случаях является большим недостатком, поскольку при перестройке их максимумов пропускания по длине волны диапазон изменения частоты генерации ограничен. Дело в том, что при перемещении на один период функции пропускания частота излучения становится прежней. Поэтому для широкодиапазонной перестройки необходимо использовать элементы, обладающие одним максимумом пропускания. Таким свойством обладает резонатор лазера, содержащий элементы с угловой дисперсией, т. е. приводящие к различию в направлении распространения волн с различными частотами. [c.200]

В фокальной плоскости резонатора наблюдается развернутая в спектр интерференционная картина в виде вертикально ориентированных полос, перпендикулярных направлению дисперсии спектрографа. Многократные проходы света через интерферометр Майкельсона, который можно рассматривать как фильтр со спектральным пропусканием, пропорциональным соз яаД (а — волновое число, Д — разность хода в интерферометре), формируют спектр генерации лазера в виде узких полос. Применение поляризационных элементов Р, Рг и Рз в описываемой установке необходимо вследствие того, что лазеры на красителях часто не обладают поляризационной когерентностью. Поэтому и необходимо преобразовать излучение в две [c.242]

В распределённых системах характер А. существенно зависит, помимо вида нелинейности, ещё и от особенностей дисперсии среды и граничных условий, в частности наличия резонатора. В нек-ры.х случаях спектр возбуждения мод и особенности их нелинейного взаимодействия таковы, что при анализе А. в распределённой системе с бесконечным числом степеней свободы возможно ограничиться т. н. одно-модовым описанием. Для примера рассмотрим А. в [c.14]

АНАЛИЗАТОР СПЁКТРА — устройство для получения спектров физ. процессов. А, с. может служить любой прибор, поведение к-рого зависит от частоты воздействия. В основе действия таких приборов лежит одно из след, явлений интерференция, преломление при наличии дисперсии фазовой скорости, резонанс. Первые два явления используют для получения оптич. спектров. А. с., работа к-рых основана на явлении резонанса, наиболее универсальны. Распространение получили А. с, с электрич. резонаторами, такими, как колебат. контур с сосредоточенными параметрами или отрезок линии с распределёнными параметрами, [c.76]

Одним из наиб, эффективных лазерных устройств для генерации импульсов короче 100 фс является лазер на красителе со сталкивающимися импульсами [3 ]. В этой схеме применяется столкновение встречных СКИ в нелинейном быстрорелаксирующем поглотителе, к-рый обеспечивает взаимное сжатие импульсов за счёт совместного просветления поглотителя. Длительность импульсов, к-рые могут генерироваться в таком лазере, составляет 20—30 фс, при условии компенсации дисперсии групповой скорости (такая дисперсия определяется наличием в резонаторе зеркал, активной среды и насыщающегося поглотителя и приводит к уширению импульса) путём помещения в резонатор пары призм, к-рая при определённой их установке может давать отрицат. дисперсию. [c.280]

Если условие (5.51) выполняется, то эталон будет обеспечивать дискриминацию между модой в центре линии и двумя соседними модами резонатора (дискриминация между соседними модами резонатора). Однако этого недостаточно для обеспечения работы в одномодовом режиме, так как если область дисперсии эталона Avfsr значительно меньше половины ширины ли- [c.260]

Для пояснения данной ситуации обратимся к примеру. Рассмотрим вновь случай, когда L = 90 см, Avo = 190 ГГц, Пг= 1,5 и f = 30. Для выполнения условия дискриминации соседних мод резонатора в соответствии с (5.51) выберем U = 1 см. Согласно же условию (5.55) положим L2 =/-i/2f = 0,17 мм. Тогда область дисперсии второго эталона равна Av" = o/2tt L2=600rrn, так что условие (5.56) выполняется и происходит селекция одной продольной моды. В более общем виде условие генерации в режиме одной продольной моды с двумя эталонами записывается следующим образом [c.262]

Рис. 6.34. Устройство кольцевого лазера на красителе со сталкивающимися импульсами и синхронизацией мод, Призменный компрессор состоит из четырех прпзм, вносящих регулируемую дисперсию в кольцевой резонатор так, чтобы получить как можно более короткие импульсы.

Современные аналоги дифракционной решетки, открытой в 1786 г. американским астрономом Риттенхаусом [1], во многом определяют прогресс в ряде областей науки и техники [2—10]. Это измерительная и ускорительная техника, техника антенн и техника связи, электроника и микроэлектроника. Преобразователи поляризации и фазовращатели, поляризационные и частотные фильтры, квантовые генераторы и открытые резонаторы микроволнового диапазона — вот далеко не полный перечень устройств, которые в качестве одного из своих основных узлов имеют дифракционную решетку. Но все это стало возможным только после повторного открытия дифракционных решеток Фраунгофером в 1821 г. [1Ц. На первых порах именно потребности зарождавшегося тогда спектрального анализа стимулировали изготовление решеток со все большей разрешающей силой [12]. В этом плане выдающееся значение имели работы Роулэнда, создавшего делительную машину (1882), с помощью которой можно было изготовлять весьма совершенные дифракционные решетки. Он был также первым, кто начал конструировать решетки на сферических вогнутых поверхностях, благодаря чему полученные спектры обладают такой дисперсией и резкостью, о какой до того не приходилось и мечтать. [c.5]

SSFM-метод применялся для решения многих разнообразных задач оптики, таких, как распространение волн в атмосфере [42, 43], в световодах с градиентным профилем показателя преломления [44, 45], в полупроводниковых лазерах [46-48], в неустойчивых резонаторах [49, 50] и в волноводных ответвителях [51, 52]. Этот метод часто называют методом распространения пучка [44-52], если его применяют для описания стационарного распространения, когда дисперсия заменяется дифракцией. В частном случае опирания распространения импульсов в волоконных световодах он впервые применялся в 1973 г. [28]. В настоящее время SSFM-метод широко распространен [53-64] ввиду его большей скорости по сравнению с разностными методами [39]. Он относительно прост в применении, но требует осторожности в выборе размеров шагов по z и Г, чтобы сохранить нужную точность. В частности, нужно проверять точность, вычисляя сохраняюшиеся величины, такие, как энергия импульса (в отсутствие поглощения), вдоль длины волокна. Оптимальный выбор размера шага зависит от степени сложности задачи. Существует несколько рекомендаций в выборе шага иногда необходимо повторять вычисления, уменьшив шаг, чтобы быть уверенным в точности численного моделирования. [c.52]

Синхронно-накачиваемые волоконные ВКР-лазеры привлекательны для генерации сверхкоротких световых импульсов [47]. Когда такие лазеры накачиваются импульсами длительностью < 100 пс, то, вообще говоря, необходимо учитывать эффекты дисперсии групповых скоростей, групповое запаздывание импульсов, ФСМ и ФКМ. Эти эффекты обсуждаются в разд. 8.3, где синхронно накачиваемые волоконные лазеры рассматриваются более подробно в отдельном подразделе. Если импульс ВКР попадает в область отрицательной дисперсии групповых скоростей световода, то солитонные эффекты могут формировать импульсы длительностью 100 фс и менее. Такие волоконные лазеры иногда называют солитонными ВКР-лазерами, подробно они рассматриваются в разд. 8.4. Другое направление развития волоконных лазеров-создание компактных устройств с зеркалами, интегрированными в волоконный резонатор. Один из способов добиться этого [49] замена зеркал на волоконные решеточные отражатели, изготовленные путем травления решетки на сердце-вине короткого отрезка световода. Другой путь-использование кольцевой конфигурации резонатора [48] на основе волоконной петли со связью через волоконный ответвитель - позволяет получить цельноволоконный кольцевой ВКР-лазер с низким порогом. [c.228]

Призмы и решетки обладают угловой дисперсией — направление светового пучка после них зависит не только от исходного направления, но и от длины волны. В результате резонатор при фиксированной его геометрии оказывается отъюстированным только для излучения вполне определенной частоты, на которой и осуществляется генерация (ход лучей на рис. АЭа изображен сплошными линиями). Для других частот резонатор разъюстиро-ван (штриховые линии) и имеет большие потери, что и влечет за собой эффект спектральной селекции. Изменяя геометрию резонатора, можно осуществлять перестройку по частоте. Чтобы торцы элемента не образо- [c.226]

Замена зеркала на возвратный отражатель уничтожает корреляцию между структурой волны и расположением неоднородностей. При повторном прохождении через них дисперсия фазового распределения уже не учетверяется, а только удваивается, поэтому потери на светорассеяние оказываются вдвое меньшими, чем в первом случае. Все это, естественно, в полной мере относится не только к резонаторам, но и к соответствующим двухпроходовым усилителям. [c.244]

По мере уменьшения х до десятков фемтосекунд первостепенную важность приобретают вопросы совместного проявления фазовой самомо-дуляции и дисперсии групповой скорости в резонаторе. [c.247]

Все эксперименты в работе [55] бьши сделаны с использованием одномодового одночастотного излучения аргонового лазера накачки. В работе [59] сопоставлены результаты по возбуждению генерации одномодовым и многомодовым криптоновым лазером. Без аберратора внутри резонатора при накачке одномодовым пучком угловая расходимость была невелика, но пятно в дальней зоне было заметно асимметричным расходимость пучка в плоскости дисперсии решетки примерно в четыре раза превышала расходимость в перпендикулярном направлении. Направление уширения пучка совпадало с направлением оси с и, по-видимому, было связано с остаточным оптическим разрушением этого кристалла. Попытка убрать эту расходимость установкой углового селектора в резонатор была успешной лишь наполовину расходимость уменьшилась при резком уменьшении интенсивности генерации. [c.158]

Термостабильные диэлектрики могут быть получены и при введении примесей в сегнетоэлектрикн типа титаната барня. Таким способом получены и широко используются в технике керамические соединения типа Т-1000, Т-4000, Т-10000 и др., в которых сегнетоэлектрический температурный максимум е расширяется. Однако в СВЧ-днапазопе этот метод приводит к составам с сильной дисперсией е, так что их применение в качестве подложек пли резонаторов невозможно из-за высокого диэлектрического поглощения. [c.92]

В отличие от сегнетоэлектриков электрическое управление пьезосвойствами параэлектриков отличается отсутствием гистерезиса и высоким быстродействием (поскольку процесс электроуправления не связан с доменными переориентациями). По той же причине добротность параэлектрических резонаторов существенна, так как в них в радиочастотном диапазоне отсутствуют дисперсия диэлектрической проницаемости и акустические потери, обусловленные движением доменных стенок. Для электрического управления пьезоэффектом целесообразно использовать параэлектрики, разработанные для нелинейных устройств СВЧ, чтобы расширить частотный диапазон применения пьезорезонаторов н динамический диапазон перестройки частоты. Кроме того, СВЧ-па-раэлектрики, в которых параметрические эффекты наблюдались и используются в диапазоне СВЧ, позволяют в принципе получать и акустические параметрические эффекты. [c.157]

Ниже будет показано, что для генерации возможно более коротких импульсов в некоторых случаях целесообразно поместить в резонатор дополнительный оптический элемент (например, стеклянную пластинку), толщина которого выбрана такой, чтобы за счет дисперсии групповой скорости обеспечить максимальную компенсацию чирпа . Подобная дисперсия вызывается и остальными оптическими элементами, суммарное действие которых необходимо учесть. Изменение амплитуды напряженности поля в линейном оптическом элементе с учетом дисперсии групповой скорости описывается уравнением (1.50 ) (при Р =0). Интегрируя это уравнение по z, используя при [c.205]

Обычные монохроматоры, которыми пользуются для выделения необходимой спектральной линии, редко обладают разрешением, достаточным для того, чтобы наблюдать ширину полосы, меньшую области дисперсии однометрового лазерного резонатора. Следовательно, наблюдающаяся интенсивность будет представлять собой среднюю интенсивность одной или нескольких мод резонатора. Предположим, что величина О не меняется за период б (или в пределах одной области дисперсии Fg), Тогда, интегрируя (5.65), получаем среднее значение [c.252]

Механизмы дисперсии звуковых волн достаточно разнообразны. Во-первых, это релаксащ1я скорости звука, которая, впрочем, непосредственно связана с потерями. Во-вторьгх, резко выраженной дисперсией характеризуются среды с внутренним частотным или пространственным масштабом, как мы уже видели в гл. 1. Наконец, к тем же эффектам приводит геометрическая дисперсия, существующая, в частности, в системах с границами - волноводах, стержнях, резонаторах. Возможно и резонансное селективное подавление отдельных компонент в спектре волн. [c.146]

Другой пример - кольцевой резонатор в виде металлического стержня, свернуюго в кольцо. Для сравнительно низких мод такого стержня дисперсия невелика, и резонансные условия приближенно выполняются, причем добротности мод в этом диапазоне примерно одинаковы. Эксперимент проводился с алюминиевым резонатором длиной 635 мм и диаметром 12 мм, его добротность 500, а пороговое число Маха М 5 10 , При /з = 10 кГц, несмотря на малость дисперсии, генерировалось небольшое число частот (яо-видимому, из-за резкого ограничения амплитуды накачки). Однако в других случаях (при больших /3) генерировались и весьма широкие спектры. Любопытно, что даже для ультразвуковой накачки возникал довольно сильный звук, т.е. реапизоэывалось прямое преобразование энергии ультразвука в слышимый звук. [c.161]

Рис. 5.6. Длительность флуктуации интенсинности в конце линейною этапа развития генерации в зависимости от начальной ширины спектра с учетом дисперсии показателя преломления иттрий-алюминиевого граната (с-) и неодимовиш стекла на, фосфатной ф) и силикатной с) основах длиной 10 см / — йп/й(И -8 10 с. 2 — ёп/и(а -0. Штриховая линия — число проходон спета по резонатору на линейном этапе генерации

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...