Период резонатора

Важные качественные сведения о работе лазера можно получить, исследуя одновременно выходной сигнал сканирующего интерферометра и форму пятна излучения лазера. При этом можно легко обнаружить конкуренцию мод. Для удобства наблюдения интерферометр необходимо сканировать в пределах нескольких периодов резонатора m /2L (m= 1,2, 3,. . . ) со скоростью 10 или более раз в 1 сек. Наблюдая за изменением картины на экране осциллографа при настройке зеркал лазера на генерацию разных мод, можно заметить, что интерферометр [c.393]

На рис. 3.49 показан вид функции С(01, полученный на основе выражения (3.9.6) для случаев а) т — Ъ, б) т = = 11. В обоих случаях амплитуда Ео отдельной моды принята равной единице. Время Т есть так называемый период модуляции (его называют также периодом резонатора)-, он соответствует разности частот соседних мод 2 [c.377]

Итак, интерференция т продольных мод, эквидистантных по частоте и синхронизованных по фазе, приводит (при достаточно больших т) к тому, что лазерное излучение приобретает характер последовательности весьма коротких и весьма мощных световых импульсов, следующих друг за другом через промежуток времени Т, равный периоду резонатора длительность отдельного импульса равна- примерно Т/т ). [c.378]

С учетом (3.9.10) период резонатора Т = 2л/й может быть представлен в виде [c.379]

Методика, основанная на измерении структуры спектра, сигнала. Чтобы различить случаи, когда за период резонатора генерируется одиночный короткий импульс или несколько импульсов, можно воспользоваться методикой, основанной на измерении структуры соответствующих частотных спектров [124]. Предположим, что за период резонатора формируются несколько импульсов. В этом [c.393]

ЧТО на этапе, предшествующем просветлению фильтра ), формируется профиль поля излучения, содержащий многочисленные флуктуации интенсивности с разной амплитудой и характеризующийся наличием периодической корреляции в моменты и + Т, где Т — период резонатора. Этот профиль поля будем называть исходным. Процесс его формирования из шума обсудим позднее. Второй момент заключается в том, что в процессе просветления (на этапе нелинейного развития генерации) фильтр сужает и подчеркивает (выделяет) отдельные наиболее мощные флуктуации исходного профиля и в то же время подавляет остальные, более слабые флуктуации. В результате профиль поля существенно меняется в конечном профиле сохраняются на периоде резонатора всего несколько (или даже один) коротких интенсивных выбросов. На рис. 3.61 сопоставляются некоторый исходный профиль (О и характерный конечный профиль / (О, рассматриваемые на протяжении одного периода резонатора Т. На рисунке хорошо виден характер изменения профиля в результате взаимодействия излучения с фильтром в процессе просветления последнего. [c.395]

В реальных условиях описанная идеальная картина может не иметь места. Во-первых, реальный фильтр инерционен он может не успеть захлопнуться перед близко следующим более слабым импульсом. Тогда будет наблюдаться последовательность световых импульсов, показанная на рис. 3.62, б. Во-вторых, флуктуационная природа исходного профиля поля может привести к возникновению двух или более практически одинаковых интенсивных начальных импульсов, которые в равной мере будут подчеркиваться фильтром. В результате на периоде резонатора сформируется не один, а два или более интенсивных коротких импульса (рис. 3.62, в). Заметим, что рис. 3.62, а соответствует полной, а рис. 3.62, б, в — неполной синхронизации мод. [c.397]

Это означает, что спектральный подход равнозначен временному подходу в случае, когда на периоде резонатора формируется одиночный световой импульс, т. е. при полной синхронизации мод. [c.399]

Спектральный подход непригоден для выяснения вопроса о том, выделится ли из начальной флуктуационной картины единственный (на периоде резонатора) интенсивный импульс. Таким образом, более полным и последовательным надо признать временной подход. Он позволяет проанализировать физическую картину явлений на различных этапах взаимодействия излучения с фильтром (как перед просветлением фильтра, так и в процессе просветления). При этом удается рассмотреть условия полной синхронизации, т. е. условия, при которых генерация единичного на периоде резонатора мощного светового импульса происходит с достаточно высокой вероятностью. [c.399]

Принимая во внимание периодичность исходного профиля поля, заключаем, что для реализации выброса интенсивности / v необходимо, чтобы промежуток времени Tv не превышал периода резонатора Т [c.401]

Отметим, что согласно (3.11.9) с ростом числа мод m уменьшается промежуток времени Tv и, следовательно, увеличивается вероятность возникновения таких выбросов. Существенно, что при этом должна увеличиваться вероятность двух и более таких выбросов за период резонатора. Это означает, что в увеличении числа продольных мод имеется не только положительная, но и отрицательная сторона последняя связана с уменьшением вероятности полной самосинхронизации мод. [c.401]

Условия полной самосинхронизации мод. Сформулируем условия, при которых с достаточно высокой вероятностью формируется только один интенсивный выброс на периоде резонатора в конечном профиле поля. Качественно эти условия следуют из предыдущего рассмотрения,. [c.405]

Третье условие состоит в том, что число мод в излучении, взаимодействующем с фильтром, должно быть не слишком высоким, так как в противном случае будет заметно возрастать вероятность появления на одном периоде резонатора нескольких сравнимых интенсивных выбросов. [c.405]

На рис. 3.65 показано изменение во времени потерь, вносимых в резонатор акустооптическим модулятором (кривая а (0), и развернутая во времени последовательность генерируемых сверхкоротких световых импульсов (кривая Е (0). Напомним выходное излучение лазера в виде последовательности импульсов формируется в результате того, что энергия гуляющего внутри резонатора мощного светового импульса частично высвечивается всякий раз, как импульс отражается от выходного зеркала. Поясним обозначения на рисунке Т — период следования импульсов или, иначе говоря, период резонатора (время двойного прохода резонатора) 2/ — частота модуляции потерь [c.407]

Период резонатора 377 Просветляющиеся фильтры 273, 350—353 [c.432]

Величина f называется относительными потерями энергии или, сокращенно, потерями. Вместо величины / иногда оперируют с добротностью резонатора Qr. Под добротностью колебательной системы понимают отношение энергии, запасенной в системе, к энергии, выходящей из системы за один период колебаний 2.л/со. Легко показать, что для оптических резонаторов добротность, определенная таким образом, связана с потерями / соотношением [c.781]

При обсуждении принципа цикличности в начале 228 было выяснено, что изменение того или иного параметра волны на протяжении цикла означает периодическую модуляцию излучения, выходящего из резонатора. Пользуясь представлением о типах колебаний, этот факт можно интерпретировать следующим образом в резонаторе возбуждается не один тип колебаний, а несколько (два, три и т. д.) с различными собственными частотами, и модуляция поля в целом происходит с периодами, определяемыми разностями собственных частот возбужденных типов колебаний. Периодичность модуляции полного поля означает, что его спектр содержит дискретный набор частот. Поэтому собственные частоты резонаторов не могут принимать непрерывный ряд значений и должны быть дискретны, в чем мы убедились на примерах резонаторов с плоскими и сферическими зеркалами. Интересный и практически важный случай одновременного возбуждения многих типов колебаний будет рассмотрен в 230. [c.810]

Описанный режим, получивший название режима генерации сверхкоротких импульсов, реализуется во многих лазерах. Иногда он возникает самопроизвольно, но в этом случае расстояние между соседними импульсами всего в несколько раз больше их ширины. Для получения особо контрастных импульсов применяются специальные методы. Некоторые из них заключаются в периодической модуляции добротности резонатора (с периодом 2ис). В других методах генерация сверхкоротких импульсов достигается за счет введения внутрь резонатора специальных фильтров, коэффициент поглощения которых резко уменьшается при больших интенсивностях излучения (эффект насыщения, см. 224). [c.811]

В Хорошем резонаторе с б порядка 0,01 должно пройти несколько сот периодов, пока колебания успеют установиться. [c.613]

Если внешняя частота со несколько отличается от частоты резонатора соо, то картина установления усложняется поскольку со о. собственные и вынужденные колебания дают биения амплитуда колебаний системы в этом случае нарастает не монотонно, а проходя через ряд минимумов и максимумов. Однако по-прежнему начальная амплитуда собственных колебаний равна амплитуде вынужденных и нарастание амплитуды начинается с нуля. Далее вследствие затухания собственных колебаний глубина биений уменьшается, и биения постепенно исчезают. Чем меньше о) — Ыо , тем больше период биений. При очень малом ш — сОо собственные колебания успевают затухнуть еще в течение первого полупериода биений. Картина установления постепенно переходит в ту, которую мы получили для случая совпадения Ш и (йд. [c.613]

Понятие добротности для оптического резонатора вводится так же, как и для любой другой колебательной системы это есть умноженное на 2я отношение энергии поля в резонаторе к энергии, теряемой за период световых колебаний. [c.298]

И. В циклотроне нельзя ускорять электроны, поскольку они быстро достигают релятивистских скоростей. Тем не менее существуют ускорители, в которых электроны ускоряются импульсами электрического поля в постоянном однородном магнитном поле. Ускорители такого типа называются микротронами (иногда употребляется название электронный циклотрон). В микротроне частицы вводятся в ускорительную камеру не в центральной части магнитного поля, а на его краю. В месте вывода частиц помещается полый ускоряющий резонатор. В резонансе при каждом обороте электроны получают энергию 0,511 МэВ, точно равную энергии покоя электрона. Следовательно, в соответствии с (9.3) период Тп п-го оборота кратен периоду первого [c.477]

Однако при рассмотрении этого простого случая — каменной соли — мы наталкиваемся на затруднения. Как каменная соль поглощает излучение, соответствующее значению и, пригодному для выражения ее теплоемкости Если она содержит только резонаторы, такие, как мы рассматривали, имеющие собственный период, соответствующий этому значению /у, то эти резонаторы обладали бы затуханием только от излучения, ими испускаемого, и наблюдаемое явление не было бы поглощением, а диффузией или рассеянием того рода, о котором мы уже несколько раз говорили. По-видимому, рядом с этой диффузией света в теле имеет место непосредственное превращение колебательной энергии в теплоту, т. е. в беспорядочное движение молекул. Можно составить себе представление об этом превращении, допустив, что тело содержит не только резонаторы, но еще и другие частицы, движущиеся беспорядочно, которые прекращают (например, при столкновении) правильные колебания резонаторов. Но легко видеть, что такое представление недопустимо. [c.89]

Для увеличения мощности и сокращения длительности генерации твердотельных лазеров широко используется метод модулированной добротности. В этом случае в резонатор лазера помещают просветляющийся затвор. Накачка активного элемента протекает в течение времени, сравнимого со временем релаксации возбуждения верхнего лазерного уровня (10 . .. 10 с). В конце периода возбуждения затвор просветляется и осуществляется моноимпульсный режим генерации. При этом большая часть энергии возбуждения высвечивается в течение времени порядка времени вынужденного излучения. [c.173]

Принцип действия АМ-синхронизации мод, возможно, легче понять, если рассматривать ее во временном, а не в частотном представлении. На рис. 5.41, а показана временная зависимость потерь Y резонатора, которые модулируются на частоте Д(о. Будем считать, что модулятор расположен вблизи одного из зеркал резонатора. Если Д(о = Д(о, то период модуляции Г равен времени полного прохода резонатора 2L/ . В этом случае световые импульсы в резонаторе будут изменяться со временем так, как показано на рис. 5.41, а. Действительно, импульс, который проходит через модулятор в момент времени при минимальных потерях, будет снова возвращаться в модулятор через интервал времени 2L/ , когда потери вновь станут минимальными. Если же предположить, что импульс изначально проходит через модулятор в момент времени, скажем, чуть раньше tm (показан сплошной кривой на рис. 5.41,6), то благодаря переменным во времени потерям модулятора передний фронт импульса [c.313]

Подчеркнем, что косвенные методы измерений позволяют судить лишь о характерном интервале времени, за который изменяется интенсивность излучения, но не позволяют установить, состоит ли излучение на периоде резонатора из одного или многих коротких импульсов. Они не позволяют определить отношение пиковой мощности сверхкороткого импульса к мощности несинхронизован-ного фона (при наличии последнего). Поэтому практически важно развивать прямые методы временных измерений, использующие сверхскоростные фоторегистраторы с электронно-оптическими преобразователями. [c.393]

Второе условие требует достаточно большой величины показателя нелинейности р. Для этого, напоминаем, надо увеличивать коэффициент нелинейных потерь и обеспечивать генерацию лазера в режиме, близком к пороговому. Чем больше величина параметра р, тем вьцце селективные свойства фильтра (подчеркивание интенсивных и подавление слабых выбросов) и тем, очевидно, вероятнее ситуация, когда в конечном профиле будет реализован только один мощный выброс за период резонатора. [c.405]

Интересным случаем собственных колебаний являются колебания газа, находящегося в сосуде, в котором имеется маленькое отверстие (такой сосуд называют резонатором). В замкнутом сосуде наименьшая из собственных частот, как мы знаем,— порядка величины с/1, где I — линейные размеры сосуда. При наличии же маленького отверстия появляется новый вид собственных колебаний со значительно меньшей частотой. Эти колебания связаны с тем, что если между газом внутри и вне сосуда появляется разность давлений, то эта разность может выравниваться посредством входа и выхода газа из сосуда наружу. Таким образом, П0ЯВЛ.ЯЮТСЯ колебания, сопровождающиеся обменом газа между резонатором и внешней средой. Поскольку отверстие мало, то этот обмен происходит медленно поэтому период колебаний велик, а частота соответственно мала (см. задачу 2). Что касается обычных колебаний, имеющихся в замкнутом сосуде, то их частоты под влиянием наличия малого отверстия практически не меняются. [c.377]

Если во внешнем воздействии не содержится гармоники, частота которой близка к собственной частоте резонатора, то резонатор вообще не отзывается на внешнее воздействие. Таким образом, для резонанса недостаточно совпадения частот внешней силы и собственных колебаний, а необходимо, чтобы спектр внешнего воздействия содержал гармоническую составляющую с частотой, равной частоте гармонического резонатора. Например, внешнее воздействие с периодом Т и угловой частотой ш = = 2я.1Т, изображенное жирной линис11 на рис. 399, не содержит гармонической составляющей с частотой (О (основной тон отсутствует). В нем содержатся только составляющие 2(0 и Зй) (изображены тонкими линиями). Если гармонический резонатор настроить на частоту внешнего воздействия ы, резонанса наблюдаться не будет. Только при настройке резонатора на частоту 2ы или Зсо будет наблюдаться резонанс. [c.618]

В эл.-магн. стоячей В. фазы колебаний олектрпч. и магн. полой смещены во времени на п/2, поэтому поля обращаются в нуль по очереди . Аналогичное смещение по фазе происходит и в пространстве пучности Е приходятся на узлы Я и т. д. Поэтому поток энергии в таких В. в среднем за период колебаний равен пулю, но в каждой четвертьволновой ячейке происходит ме-риодич, с частотой 2(о) перекачка электрич. анергии в магнитную и обратно. В случае звуковых В, аналогичным образом ведут себя звуковое давление р и колебат. скорость частиц V, при этом кинетич. энергия переходит в потенциальную и обратно. Т. о., стоячая В, в любой физ. системе как бы распадается на совокупность независимых осцилляторов, колеблющихся в чередующихся фазах. Волновое поле внутри замкнутого объёма с идеально отражающими стенками (резонатора). существует в виде стоячих В. Простейший пример — система, состоящая из двух параллельных, от]ражающи1 зеркал, между к-рыми оказывается запертой плоская эл.-магн. В. интерферометр Фабри—Перо). Поскольку на поверхности идеально проводящего зеркала тангенциальная составляющая электрич. поля Еравна нулю, границы x=L фиксируют узлы ф-ции [c.318]

Гетеролазеры и гетерофотоприём-н и к и, используемые в сочетании с плёночными полупроводниковыми Болиоводами, могут выполняться на основе единой Г. и на общей полупроводниковой подложке объединяться (интегрироваться) в оптич. схему (методами планарной технологии). Для управления условиями генерации и распространения света часто используются сложные Г., активный слой к-рых состоит из неск. слоев постоянного или плавно изменяющегося состава с соответствующим изменением Sg. Помимо локализации света в пределах одного или неск, слоёв в плоскости ГП, при создании интегрально-оптнч. схем возникает необходимость дополнит, локализации световых потоков в плоскости волноводных слоёв (в плоскости ГП). Такие волноводы наз. полосковыми и создаются изменением либо состава и свойств полупроводника в плоскости ВОЛ1ГОВОДНОГО слоя, либо толщины слоёв, Встраивание гетеролазера в волноводную схему осуществляется с помощью оптического резонатора, образуемого периодич, модуляцией толщины волноводного слоя. При определ. выборе периода модуляции благодаря дифракции в волноводе возникает волна, бегущая в обратном направлении. В результате формируется распределённое отражение света (см. Интегральная оптика). [c.449]

Коэф. усиления К. равен отногпению мощности, отводимой в нагрузку, к мощности сигнала, поступающего во входной резонатор. Он достигает 60 дБ (10 раз). Это обусловлено почти полным отсутствием во входном резонаторе затрат мощности сигнала на модуляцию электронов но скорости однородно заряженный пучок половину периода потребляет мощность, а половину периода отдаёт её полю. Поэтому достаточно высокий уровень напряжения па зазоре, требуемый для эфф. модуляции, может быть получен и при малой мощности входного сигнала за счёт высокой добротности резонатора, настройки в резонанс и подбора уровня связи с входным фидером, обеспечивающим отсутствие отражения мощности. [c.383]

Поле в резонаторе выполняет одновременно неск. ф-ций модулирует влетающий со стороны катода пучок электронов по скорости (не затрачивая на это энергии), тормозит осн. массу частиц сгруппированного пучка, возвращающегося от отражателя отбирая энергию пучка), возбуждает с помощью петли связи волну в передающей линии (отводя ВЧ-мощиость в нагрузку). Для выполнения фазовых соотношений, обеспечивающих генерацию, время пребывания центр, частиц сгустков Б дрейфовом пространстве должно составлять = /4 Т+рТ, где р=0, 1, 2,. . ., а Т — период колебаний. Это достигается подбором потенциала отражателя, разного для каждого р. Условие генерации при данном р выполняется в нек-ром интервале напряжений щ, а каждому щ соответствует своя частота генерации. Возможность такой электронной перестройки частоты, не требующей затраты энергии (электроны не попадают на отражатель), нашла применение на практике. [c.383]

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]

Чисто С. в. могут устанавливаться только при отсутствии затухания в среде и при полном отражении от границ. В противном случае кроме С. в. появляются оегущие волны, доставляющие энергию к местам поглощения или излучения. Распределение волнового поля при этом характеризуется коэф. стоячестн волны — КСВ (см. Бегущая волна), а соотношение между средней за период колебаний Т = 2п/со запасённой в С. в. энергией IV и мощностью Р, уносимой бегущей волной, характеризуется добротностью колебания Q = ыЦ/ /Р. Невырожденные нормальные колебания объёмных резонаторов беа потерь суть С. в., а нормаль ные волны в волноводах представляют собой волны, бегущие в одном направлении н стоячие в направлениях, перпендикулярных оси волновода. [c.698]

Частота (о, соответствующая вершине спектральной линии, является опорной точкой (репером) на шкале частот, а соответствующий ей период колебаний принят равным 1/9 192631 777,0 с. Точность определения 0)о порядка неск. % (в лучшем случае — доли %) от ширины линии Дм. Точность тем выше, чем уже спектральная линия. Отсюда стремление устранить или ослабить все причины, приводящие к уширению используемых спектральных линий. В Ц, э. ч. уширение линии обусловлено временем взаимодействия атомов с эл.-магн. полем резонатора чем меньше время, тем шире линия (см. Неопределёпностей соотношения. Ширина спектральной линии). Время взаимодействия совпадает со временем пролёта атома через резонатор оно пропорц. длине резонатора и обратно пропорц. скорости атомов. Уменьшать скорость атомов, понижая темп-ру, невозможно, т.к. при этом падает интенсивность пучка. Длина резонатора также не может быть сделана очень большой из-за рассеяния [c.423]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...