Резонатор закрытый

Электрооптический затвор вместе с каким-либо поляроидом, например призмой Николя или призмой Глана—Томпсона, помещается в резонатор между рабочим телом и одним из зеркал (рис. 16). При этом напряжение подбирается таким, чтобы сдвиг фаз составлял 180° при двукратном прохождении. Тогда затвор будет открыт при отсутствии и закрыт при приложении напряжения к конденсатору. Накачка производится при закрытом затворе, но в некоторый момент напряжение резко снимается, и затвор открывается. Время включения затвора с помощью ячейки Керра примерно 10 с. Такой же оказывается и длительность светового импульса лазера, [c.30]

Селективные свойства могут быть приданы волново-даи и резонаторам и закрытого типа — спец, подбором формы (напр., волноводы П- и Н-образного сечений) 1 спец, расположением поглощающих вставок. [c.485]

Рассчитывая коэффициенты разложения, имеет смысл использовать не только собственные функции, но и разности собственных значений закрытого резонатора. Действительно, у открытых резонаторов эти разности с точностью до членов относительной величины /М определяются значениями фазовых поправок Фазовые поправки, в отличие от дифракционных потерь, практически не зависят от случайных параллельных сдвигов или неравенства величины зеркал, наличия промежуточных диафрагм и т.п. (см. предыдущий параграф), примерно совпадая с поправками для закрытого резонатора. Отсюда, кстати, следует, что характер изменения распределения поля под воздействием внутрирезонаторных аберраций мало зависит от случайных причин. Поэтому сведения, полученные с помощью первого приближения теории возмущений, могут служить объективной характеристикой поля излучения реальных лазеров расчет влияния возмущений на дифракционные потери требует намного более сложного анализа (см., например, [186]). [c.152]

Аналогия между открытым и закрытым резонаторами [c.55]

Для открытого двухзеркального резонатора аналогия с закрытым резонатором и колебательным контуром, в котором колебания затухают, может показаться несколько искусственной. Поэтому мы исследуем эту модель на примере плоского резонатора Фабри— Перо с бесконечно большими зеркалами. Плоская волна с частотой и амплитудой о попадает слева в резонатор Фабри—Перо (рис. 2.4). Его длина равна L. Волновой вектор образует угол 6 с нормалью к зеркальным поверхностям. Амплитуда поля Е позади резонатора образуется в результате суперпозиции всех парциальных волн, возникающих при многократных отражениях на обоих зеркалах (см., например, [2.1]) [c.59]

Нестационарный режим работы лазера, осуществляемый в отличие от чаще всего нежелательного режима релаксационных колебаний целенаправленно, достигается путем возможно более быстрого изменения добротности резонатора лазера (т. е. потерь) или усиления. Принцип модуляции добротности заключается в следующем. Внутри лазерного резонатора в качестве дополнительного элемента помещается оптический затвор. При закрытом затворе генерация не может начаться, и под действием накачки активной среды возрастает инверсия населенностей, значительно превышая порог генерации лазера без введения дополнительных потерь в резонатор. Если затвор откры- [c.89]

Мы видим, что при резонансе резонатор довольно интенсивно отбирает энергию от возбудителя. Если у резонатора трение незначительно, то отобранная энергия идет на увеличение интенсивности его колебания через некоторое время запасенная им энергия вновь вернется к возбудителю. Если же резонатор обладает значительным трением, то отобранная им от возбудителя энергия рассеивается и вновь к возбудителю практически не возвращается колебания возбудителя резко затухают. Это явление используется на практике для гашения нежелательных колебаний системы. Так, для устранения боковой качки корабля на нем устанавливают сильно демпфированный резонатор, выполненный в виде водяного столба в U-образной трубке, скрепленной с корпусом корабля. На рисунке 11.27 показана модель такой системы доска, имеющая вид поперечного сечения корабля, подвешена в точке А как маятник с доской скреплена U-образная трубка, колена которой связаны воздухопроводом с запирающим краном К. При закрытом кране К столб воды в U-образной трубке колебаться не может. Если при закрытом кране отклонить доску ( корпус корабля ) от положения равновесия и отпустить, то она вместе с U-образной трубкой будет колебаться с достаточно малым затуханием. Но стоит то же проделать при открытом кране, когда становятся возможными колебания жидкости в U-образной трубке, колебания доски (корпуса) быстро затухнут. [c.353]

Теория наиболее проста для резонаторов того типа, который Гельмгольц использовал в своем исследовании свойств музыкальных нот. Такие резонаторы представляют собой почти закрытые сосуды, снабженные отверстием их используют для усиления гармонического тона, звучащего вблизи резонатора, вследствие возбуждения резонансных колебаний заключенного в резонаторе воздуха. Точная форма резонатора оказывается несущественной. Резонатор может быть сферическим, цилиндрическим или почти любой другой формы,—лишь бы только наименьший [c.325]

Так как резонансная полость с акустической точки зрения представляет собой трубу, закрытую с одного конца, то при вычислении собственной частоты такого резонатора приходится учитывать излучение ее открытого конца. Формула Гельмгольца для собственной частоты цилиндрического резонатора с поправкой на излучение имеет вид [c.34]

Таким образом, резонансная гипотеза удовлетворительно объясняет ход частотных характеристик излучателя, а также срывы генерации и отклонения от линейного изменения частоты на краях рабочего диапазона. Однако механизм звукообразования пока остается невыясненным. Предположительная картина возникновения звуковых колебаний, основанная на анализе ряда работ зарубежных авторов, а также проведенных нами скоростных киносъемок осцилляции струи (частота излучения 1,1 кгц, частота съемки до 10 тыс. кадров в секунду) и мгновенных теневых ее фотографий, сводится к следующему. Зарождение случайных колебаний в стационарном скачке, возникшем при торможении сверхзвуковой струи (торможение препятствием в виде резонатора), приводит к появлению в пространстве между этим скачком и донышком резонатора слабых пульсаций. Если рассматривать резонатор и часть струи до скачка уплотнения как некоторую резонансную трубу с одной жесткой и одной мягкой границами, то можно предположить, что возмущения, соответствующие собственной частоте такой четвертьволновой трубы, будут со временем усиливаться вплоть до появления нелинейных колебаний и ударных волн умеренной интенсивности. Эксперименты на трубах с двумя жесткими стенками [74, 75] показали, что возникновение разрывов (при возбуждении колебаний поршнем) наблюдается уже через 8—10 циклов. В трубе с одним открытым концом, возбуждаемой сверхзвуковой струей, переходный процесс составляет всего 3—4 цикла [39]. Теоретически нарастание колебаний в закрытой трубе рассмотрено в работах [75, 76] для открытой трубы со струйным возбуждением такие исследования, по-видимому, не проводились, хотя в работе [39] приводятся некоторые ориентировочные расчеты. [c.87]

Акустические системы конструктивно представляют собой различного рода резонаторы, трубы открытые и закрытые с одного из концов, различные объемы, акустические фильтры и т. п. Это системы, как правило, с распределенными параметрами и только на низких частотах их приближенно можно рассматривать как системы с сосредоточенными параметрами. [c.60]

Вообще говоря, поток энергии из точечного источника — диполя или линейного тока — отличен от нуля. Возможны, однако, особые случаи (закрытый резонатор, запредельный волновод), в которых второе слагаемое в (3.14) компенсирует первое, и поток равен нулю. Для дальнейшего существенно, что и в этих случаях свойство (3.3) или (3.6) сохраняется. [c.28]

Нарушение теоремы единственности. В замкнутом объеме без потерь, т. е. в закрытом резонаторе с идеально проводящими стенками, в (4.11) и в (4.12) интегралы по 5/ отсутствуют, а остальные слагаемые могут быть равны нулю при [c.39]

Простой пример возбуждение закрытого резонатора метод разделения переменных. Прежде чем детально излагать метод собственных частот, решим уже известным методом разделения переменных задачу о возбуждении изнутри полого металлического цилиндра. Для определенности выберем -поля-ризацию, и = Егу остальные компоненты поля получаем дифференцированием потенциала и. Решается граничная задача [c.85]

Возбуждение закрытого резонатора метод собственных частот. Итак, решается неоднородная задача (8.1) возбуждения закрытого резонатора с идеально проводящими стенками. Сопоставим ей однородную задачу [c.86]

Неполнота системы функций Un компенсируется тем, что к сумме в (8.9) добавляется интегральный член (интеграл по непрерывному спектру). Это слагаемое обеспечивает правильное условие на бесконечности для всего решения, т. е. интеграл тоже растет на бесконечности и компенсирует экспоненциальное увеличение слагаемых в (8.9). Внутри и вблизи резонатора интеграл невелик, и поэтому в этой области пространства сохраняются все достоинства, которые имеют решения, полученные методом собственных частот для закрытых резонаторов. [c.91]

Диэлектрик в закрытом резонаторе. Объясним метод на уже сформулированной задаче (8.23), (8.24а), (8.25а) о закрытом резонаторе, содержащем диэлектрическое тело. Сопоставим данной задаче дифракции следующую вспомогательную однородную задачу, в которой сохраняются те же граничные условия (8.24а), (8.25а), а уравнения для в 1/+ и в У имеют вид [c.92]

В закрытых резонаторах без потерь (или с потерями только в стенках) Шп к) вещественно. Однако метод без каких-либо усложнений переносится на задачи, в которых есть и какие-либо другие потери, например, в материале диэлектрика или на излучение, если резонатор открытый. При этом, как легко показать ( ), [c.101]

Перенос математического аппарата на уравнения Максвелла. Как уже упоминали в начале главы, метод разложения полного ( 8) или дифрагированного ( 9, 10) поля в ряд по собственным функциям легко переносится на уравнения Максвелла. Применение метода собственных частот к задачам о возбуждении закрытых резонаторов приводит к тройным рядам, причем коэффициенты разложения полей Е vl Н различны, хотя и содержат один и тот же резонансный множитель, и к рядам еще надо добавлять некоторые градиентные слагаемые. [c.102]

Для метода этого параграфа разложения несколько проще. Неоднородной задаче возбуждения открытого или закрытого резонатора (для простоты записи — пустого) [c.102]

Таким образом, метод собственных колебаний представляет поле задачи дифракции в виде рядов по собственным функциям. Особенно эффективен метод для высокодобротных закрытых и открытых резонаторов. [c.104]

Поскольку нас интересует поле в резонаторе, то можно от волнового уравнения в частных производных (16.4) перейти к уравнениям в обыкновенных производных, что во многих случаях значительно удобнее. Учтем, что в резонаторе поле может сун ествовать лишь в виде собственных колебаний с дискретным набором резонансных частот. Это утверждение, строго говоря, применимо лишь к резонаторам закрытого типа. В случае же открытых резонаторов ситуация оказывается сложнее, так как такие резонаторы наряду с дискретным спектром собственных частот обладают и сплошным спектром, поскольку излучают через отсутствующие боковые стенки. Однако моды сплошно- [c.139]

ОПТИЧЕСКИЙ резонатор — совокупность неск. отражающих элементов, образующих открытый резонатор (в отличие от закрытых объёмных резонаторов, применяемых в диапазоне СВЧ). Для длин волн % < 0,1 см использование закрытых резонаторов, имеющих размеры й Я, затруднительно из-за малости д и больших потерь энергии в стенках. Использование же объёмных резонаторов с <1 > А, также невозможно из-за возбуждения в них большого числа собств. колебаний, близких по частоте, в результате чего резонансные линии перекрываются и резонансные свойства практически исчезают. В О. р, отражающиеэле-йтж менты не образуют замкнутой полости, поэтому боль-434 щая часть его собств. колебаний сильно затухает и [c.454]

Рио. 1. Прорежевие спектра мод при замене закрытого (о) резонатора открытым (б) <г, г — собственные частоты (,) , ш - - ш" резонаторов, а, е — амплитуды колебаний в резонаторах как функции частоты а> возбуждающего сигнала. [c.485]

Здесь Тс — время жизни фотона в резонаторе (время релаксации квадрата амплитуды электрического поля). Из указанного выше второго свойства оптического резонатора следует, как мы увидим в дальнейшем, что в оптическом резонаторе резонансные частоты расположены очень близко друг к другу. Действительно, в соответствии с выражением (2.14) число мод резонатора N, расположенных в пределах полосы лазерной линии шириной Avo, равно N = Snv KAvo/ = 8я(КД ) (Л> оА), где Л>.о = = K .vol — ширина лазерной линии, выраженная в единицах длины волны. Из приведенного выражения видно, что N пропорционально отношению объема резонатора V к кубу длины волны. Так, например, если v=5-I0 Гц (частота, соответ-ствуюш,ая середине видимого диапазона), V=I см и Avo = 1,7-10 Гц [доплеровская ширина линии Ne на длине волны 0,6328 мкм см. выражение (2.81)], то число мод Л 4-10 . Если бы резонатор был закрытым, то все моды имели бы одинаковые потери и такой резонатор в случае его применения в лазере приводил бы к генерации очень большого числа мод. При этом лазер излучал бы в широком спектральном диапазоне и во всех направлениях, что является весьма нежелательным. Эта проблема может быть решена с помош,ью открытого резонатора. В таком резонаторе лишь очень немногие моды, соответствуюш,ие суперпозиции распространяюш,ихся почти параллельно оси резонатора волн, будут иметь достаточно низкие потери, чтобы стала возможной генерация. Все остальные моды резонатора соответствуют волнам, которые почти полностью затухают после одного прохождения через резонатор. Это главная причина, почему в лазерах применяется открытый резонатор Хотя отсутствие боковых поверхностей означает, что может возбуждаться лишь очень небольшое число мод, все же число генерируемых мод, как мы покажем ниже, может быть значительно больше, чем одна. [c.161]

Первое упоминание об изучении плоскопараллельного резонатора появилось в классической работе Шавлова и Таунса [5], в которой они предложили распространить принцип действия мазера на диапазон оптических частот. Шавлов и Таунс рассмотрели эту задачу, используя аналогию с закрытым прямоугольным резонатором, моды которого хорошо известны (см. разд. 2.2). [c.187]

Резонаторы оптического диапазона представляют собой весьма спеплфи-ческие резонансные системы, главным образом, благодаря тому, что их собственные размеры обычно на несколько порядков превышают рабочую длину волны. Это исключает возможность применения широко распространенных в СВЧ-диапазоне закрытых резонаторов, представляющих собой замкнутую полость с отражающими стенками число высокодобротных колебаний на оптических частотах у них было бы непомерно велико. Поэтому здесь используются открытые, не имеющие боковых стенок, резонаторы, в простейшей своей М0дификащ1и состоящие из двух установленных друг против друга зеркал, между которыми и помещается активная среда. Сама [c.60]

Чтобы лучше понять смысл найденного решения, обратимся к случаю закрытого резонатора, полученного добавлением полностью отражающих боковых стенок. Решение для последнего хорошо известно поперечное распределение поля здесь описывается той же формулой (2.33), если положить в ней 5=0. Тогда (2.33) начинает совпадать с формулой (1.36), описывающей состоящую из четырех плоских волн недифрагирующую структуру (см. 1.2, 1.3), вписанную в прямоугольник так, что на его сторонах оказываются расположенными нули распределения. Таким образом, мода закрытого резонатора может быть представлена в виде суперпозиции двух недифрагирующих структур, движущихся в противоположных направлениях и переходящих друг в друга при отражении от торцевых зеркал. То обстоятельство, что решение состоит именно из недиф- [c.105]

Плоские резонаторы с крупномасштабными аберрациями. Для расчета полей в плоских резонаторах с небольшими крупномасштабными аберрациями пригодна все та же теория возмущений. Дело в том, что, как было показано в [57], по системе собственных функций идеального плоского резонатора могут быть разложены любые достаточно гладкие функции, которые удовлетворяют граничным условиям (230), сохраняющим силу и в слабо возмущенных плоских резонаторах [80]. Благоприятным является также тс, что фигурирующее в формулах 2.4 для отношение /М 0,16/v7 как правило, жляется весьма малым, поэтому функции Ufn, формально не обладая эрмитовой ортогональностью, близки к взаимно ортогональным функциям закрытого резонатора (для которого верны те же формулы с /М = 0). Кроме того, обычно, исходя из характера возмущения, можно в формулах (3.2) для и под знаком суммы вьще-лить один-два превалирующих члена и пренебречь остальными это позволяет избежать неувязок, которые могли бы возникнуть при суммировании бесконечного числа членов. [c.152]

С помош,ью модулятора добротности длительность импульса излучения можно уменьшить до десятков наносекунд. Это устройство представляет собой быстродействуюш,ий оптический затвор, помеш,аемый внутри резонатора лазера. Во время оптической накачки модулятор остается закрытым и не позволяет лазеру генерировать излучение до тех пор, пока инверсия населенностей не достигнет уровня выше порогового. Когда модулятор открывается, накопленная энергия мгновенно реализуется в виде очень короткого импульса света. Пиковая мош,ность импульса излучения в таком режиме на много порядков величины превышает мош,ность импульсов излучения от генераторов, работаюш,их в обычном режиме. [c.276]

Газовый лазер рис. 50) включает в себя разрядную трубку 4, наполненную газом, генератор электромагнитных колебаний 6 и резонаториую систему / и 5. Разрядная трубка закрыта с двух сторон [ластинками 2 (стеклянными или кварцевыми), наклонен- [c.83]

В этом разделе мы рассмотрим обратную связь для излучения в пассивном оптическом резонаторе. Такой резонатор обычно является открытым, т. е. в соответствии с рис. 2.1 у него нет боковых стенок, а имеются только два расположенных друг против друга зеркала. Приближенно, однако, открытый резонатор, образованный двумя плоскими зеркалами, можно заменить при расмотрении закрытым, имеющим форму прямоугольного параллелепипеда с идеально отражающими стенками. Будем считать ось г направленной по его длине (полная длина равна L), а оси X и у направим по сторонам квадратного поперечного сечения (длина стороны 2а). Волновые поля в таком резонаторе вблизи его оси лишь мало отличаются от соответствующих полей открытого реального лазерного резонатора. Как известно, для идеального полого резонатора решение волнового уравнения с учетом граничных условий имеет вид стоячих волн. На- [c.55]

При работе СОг-лазера происходит распад молекул СО2 на СО и О, благодаря чему активная среда ослабляется. Далее СО распадается на С и О, а углерод осаждается на электродах и стенках трубки. Все это ухудшает работу С02-лазера. Чтобы преодолеть вредное действие этих факторов, в закрытую систему добавляют пары воды, которые стимулируют реакцию СО + 0-> СО2. Используются платиновые электроды, материал которых является катализатором для этой реакции. Для увеличения запаса активной среды резонатор соединяется с дополнительными емкостями, содержащими СО2, N2, Не, которые в необходимом количестве добавляются в объш резонатора Для поддержания оптимальных условий работы лазера (рис. 292). Такой закрытый С02-лазер, в состоянии работать в течение многих тысяч часов. [c.324]

Рассмотрим теперь задачу о вынужденных колебаниях столба газа в резонаторе в виде закрытой трубы длины I. Будем считать, что колебания возбуждаются поршнем, помещенным в конце трубы и соверииющим гармонические коле(мния со скоростью [c.69]

Акустические системы конструктивно пред ставляют собой различного рода трубки закрытые с одного конца или открытые ( обоих концов, различного вида объемы резонаторы, комбинации трубок и объемов помещение, открытое пространство. [c.48]

Следует еще указать на то, что объем ящика с закрытой задней стенкой на низких частотах представляет со1бой упругостное сопротивление ), а на средних — является резонатором. Собствен ные частоты таких резонаторов обычно лежат в области 500—1000 Гц. [c.134]

Генератор на б—10 Мгц для возбуждения колебаний в кварцевой пластинке собран на трех транзисторах типа П414 и П416А по осцилляторной схеме Монтаж схемы генератора возбуждения выполнен печатным способом. Печатная плата заключена в закрытый экран из дуралюминия. На верхней торцовой стенке экрана расположены тумблер для подключения питающего напряжения и два высокочастотных разъема, один из которых служит для присоединения в схему кварцевой пластинки, находящейся в рабочей камере, а другой — для подачи выходного сигнала от кварцевого резонатора на вход измерителя частоты. В качестве последнего использован кварцевый частотомер-калибратор марки 41-5 с погрешностью измерения частоты при использовании основного кварцевого генератора, равной +5 -10 3//С за 15 суток, но не лучше +1 -10 fx dz (- — коэффициент кра гности сравниваемых частот по фигурам Лиссажу). Для повышения стабильности работы возбуждающего генератора последний был помещен в камеру водяного термостата, вода из которого одновременно используется и для температурной стабилизации кварцевой пластинки в рабочей камере с точностью Г. [c.161]

Мы не будем выписывать соответствующие формулы для открытых резонаторов, так как другие разложения, описанные в этой главе, не усложняются при переходе от закрытых резонаторов к открытым, и поэто 1у для открытых резонаторов предпочтительно пользоваться одним из этпх методов, в которых не нужно вводить интеграл, а можно ограничиться рядом. [c.92]

СобственньГй импеданс задача дифракции с нулевым импедансом. Вернемся к первой задаче 8 — о возбуждении закрытого пустого резонатора с идеальными стенками (8.1). Сопоставим ей вместо (8.3) другую однородную задачу [c.99]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...