Резонаторы анизотропные

РЕЗОНАТОР АНИЗОТРОПНЫЙ — оптический резонатор, содержащий анизотропные оптич, элементы. Исследование поляризац. свойств Р. а. проводится обычно Джонса матричным методом. В соответствии с этим методом для нахождения вектора Джонса [c.317]

Если линейный резонатор не содержит магнито-оптич. анизотропных элементов, то М = Kf (где индекс т означает операцию транспонирования). Тогда собств, значения матриц М и М одинаковы, а собств. 317 [c.317]

Если резонатор содержит поляризационно анизотропные элементы либо осуществляет поворот поля ( 4.4), поляризационное уравнение обычно имеет два различных решения сд 1. В том случае, когда среди анизотропных элементов есть такие, которые поглощают или выводят из резонатора хотя бы часть излучения одной из поляризаций, то, как правило, одно или оба м по модулю меньше единицы. Если же дело ограничивается элементами, вносящими дополнительные разности фаз или осуществляющими повороты плоскости поляризации, 1 и = 1 - поляризационные поправки к потерям отсутствуют с таким примером мы столкнемся в 4.4. [c.109]

Наконец, в отсутствие и анизотропных элементов, и поворота поля матрица Джонса является единичной при этом поляризационные состояния любой моды могут быть какими угодно, д = 1. Проиллюстрируем это на примере рассмотренных в настоящем параграфе плоских резонаторов, для большей наглядности изображая колебания линейно поляризованными начнем со случая прямоугольных зеркал. [c.110]

Собственные поляризации анизотропных резонаторов. В том случае, когда поляризационная анизотропия резонатора отсутствует, имеет место тождество как собственных частот, так и потерь для излучения с любым состоянием поляризации (поляризационное вырождение) собственные колебания могут иметь линейную поляризацию, ориентированную под любым углом, [c.86]

Анализ поляризационного состояния излучения в резонаторе, содержащем анизотропные элементы, может быть выполнен с использованием уже упоминавшегося в гл. 1 матричного метода [30]. [c.87]

Следующие три строки в таблице относятся к отражающим элементам резонатора. При отражении от зеркала обе поляризации претерпевают одинаковый скачок фаз, а направление волнового вектора меняется на противоположное. Выражение для матрицы Джонса этого элемента имеет вид единичной матрицы, но следует помнить, что правая система координат после отражения меняется на левую и это может привести к изменению формы записи других анизотропных элементов в резонаторе [см. выражения для матрицы 5(0) для взаимного вращателя]. [c.89]

Работы, посвященные расчету собственных поляризаций резонаторов матричным методом, довольно многочисленны [86]. В большинстве из них рассматриваются элементы с однородной в поперечном сечении резонатора анизотропией. Собственные состояния поляризации резонаторов с такими элементами являются одинаковыми во всем поперечном сечении резонатора и в общем случае — эллиптическими. Расчеты для произвольной взаимной ориентации осей анизотропных элементов оказываются достаточно громоздкими. Примеры расчета собственных состояний поляризации однородно-анизотропных резонаторов содержатся в работе [86]. Линейные однородные амплитудная и фазовая анизотропии приводят к такому же (линейному и однородному) характеру собственных поляризаций. Ориентация их в этих двух случаях совпадает с главными осями анизотропных элементов — поляризатора и фазовой пластинки соответственно. [c.91]

В более сложных резонаторах (рис. 2.27, в, г) наличие анизотропных элементов, обладающих различными типами пространственной симметрии анизотропии (осесимметричная— для активного элемента, однородная — для призмы), приводит при расчете методом Джонса к довольно прихотливому распределению ориентаций азимутов собственных поляризаций в поперечном сечении резонатора. Вопрос о том, каков характер излучения, генерируемого лазером с таким резонатором, будет рассмотрен ниже. [c.93]

Один из возможных случаев смешанной анизотропии экспериментально был реализован помещением в резонатор частичного поляризатора и фазовой пластинки, оси которых были развернуты на угол 45° (рис. 2.28,6). В соответствии с теорией в таком резонаторе (в зависимости от соотношения величин фазовой и амплитудной анизотропии) собственными поляризациями могут быть любые виды эллиптической поляризации (от линейной до круговой). На рис. 2.28, в представлены рассчитанные (кривая I) и экспериментально измеренные (кривая 2) зависимости величины S(l) = (/max —/mIn)/(/max+ /щщ) ОТ уГЛа f ме-жду нормалью к поверхности трехкомпонентной стопы Брюстера и осью резонатора /щах и /щщ — величины, пропорциональные интенсивности компонент, направленных вдоль большой и малой осей эллипса поляризации. Экспериментальная зависимость S(i) хорошо соответствует расчетной при i 50° и i 65°, т. е. там, где характер поляризации мало отличается от линейного, и расходится с ней по мере приближения к i = 62°, где в соответствии с расчетом при данной величине фазовой анизотропии (ф = 32°) должна иметь место круговая поляризация. Это расхождение, видимо, связано с несовершенством анизотропных элементов и наличием слабой неконтролируемой анизотропии в остальных элементах резонатора вследствие резкого характера хода кривой S i) вблизи г = 62° указанные факторы препятствовали получению круговой поляризации в эксперименте. [c.95]

При наличии в резонаторе помимо термически деформированного цилиндрического активного элемента других фазовых анизотропных элементов (см. рис. 2.27, в) при достаточно большой величине термических деформаций в активном элементе генерирующими зонами оказываются те, в которых азимуты собственных поляризаций, разрешенные совокупным действием анизотропных элементов резонатора, сохраняются неизменными. Из рис. 2.27, г видно, что для лазера с призмой полного внутреннего отражения в качестве глухого зеркала такими зонами являются [c.100]

Все эти матрицы описывают анизотропные оптические элементы в их собственной системе координат, связанной с их ортогональными главными осями. Однако в лазерном резонаторе эти элементы могут быть развернуты на угол д относительно системы координат, связанной с резонатором. В этом случае анизотропный оптический элемент, описываемый в его собственной системе координат матрицей М, в системе координат, связанной с резонатором, описывается матрицей М = где 8 д) — матрица поворота на угол -d, приве- [c.78]

Модули этих собственных значений определяют пропускание системы или потери за одип обход резонатора, обусловленные анизотропными элементами. Разность фаз 9З1 — р2 определяет разность частот [c.79]

Рис. 1.17. Анизотропный резонатор с поляризатором и фазовой пластиной

Зависимость потерь, вносимых анизотропными элементами, от частоты в рассмотренном примере и других аналогичных лежит в основе одного из возможных способов селекции продольных мод в лазерных резонаторах. [c.80]

ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АНИЗОТРОПНЫХ РЕЗОНАТОРОВ [c.140]

Любая анизотропия резонатора снимает вырождение различных состояний поляризации и выделяет среди множества возможных несколько (два в линейных и четыре в кольцевых резонаторах) собственных состояний поляризации данного резонатора. Таким образом, собственные типы колебаний анизотропных резонаторов (кроме рассмотренных ранее энергетических, пространственных и частотных характеристик) различаются также состоянием поляризации. Различным собственным состояниям поляризации соответствуют, вообще говоря, разные потери и изменения фазы. Поэтому при наличии амплитудно-фазовой анизотропии резонатора описанным в предыдущих главах расчетам должен сопутствовать анализ собственных состояний поляризации и соответствующих дополнительных поляризационных потерь и изменений фазы. Такой анализ и составляет содержание данной главы. [c.141]

Разлетные молекулы 20, 21, 85 Распределенная обратная связь 255—259 Резонансные частоты 99, 100, 189, 190—192 Резонаторы анизотропные 219— 221 [c.432]

Р. а. применяют в лазерных гироскопах для подавления одной из встречных волн для прецизионного измерения анизотропии оптич. элементов, для чего исследуемый элемент помещают в резонатор и по характеру собств. состояний поляризации резонатора судят об анизотропных свойствах элемента для управления энергетнч., поляризац. и частотными параметрами выходного излучения. В часгности, в Р. а. возможно осуществить селекцию продольных мод резонатора (см. Селекция мод). Для этого в линейный резонатор помещают поляризатор и двулучепреломляющую пластинку, гл. осп к-рой повёрнуты относительно осей поляризатора на угол ф. Модули собств, значений матрицы Джонса обхода такого резонатора равны [c.318]

В длинноволновом диапазоне классической электроники длина волны излучения существенно больше размеров контура и его спектральные характеристики определяются сосредоточенными параметрами электрической цепи. Длинные радиоволны при этом излучаются в пространство практически изотропно. При сокращении длины волны и переход к СВЧ-диапазону для формирования электромагнитной волны используются пустотелые объемные резонаторы с размерами, сравнимыми с длиной волны. При этом появляется возможность формирования направленных (анизотропных) распределений излучения в пространстве с помощью внешних антен. Б ИК- и видимом диапазоне длина волны излучения много мень- [c.40]

Нередки случаи смешанной анизотропии, когда в резонаторе одновременно присутствуют как амплитудно-, так и фазово-анизотропные элементы. Так, ортоалюминат иттрия помимо дихроизма усиления обладает собственным двулучепреломлением (см. п. 1.3) электрооптические затворы, как правило, представляют собой комбинацию фазово-анизотропного элемента, управляемого электрическим полем, и поляризатора и т. д. [c.87]

Поляризационные характеристики излучения лазеров с пространственно однородной анизотропией. Отметим, что матричный метод, позволяя довольно просто определить собственные поляризации анизотропных резонаторов, не дает ответа на вопрос о том, какое состояние будет иметь излучение, реально генерируемое лазером (точно так же, как знание распределения амплитуд и фаз мод пустого резонатора не позволяет еще судить о расходимости света, испускаемого лазером). В связи с этим прежде чем перейти к рассмотрению лазеров с неоднородной анизотропией резонаторов, нужно остановиться на результатах экспериментального определения поляризационных характеристик излучения однородно-анизотропных лазеров. Экспериментальное исследование поляризационных характеристик таких лазеров часто осложняется тем, что при малой величине амплитудной анизотропии (и произвольной величине фазовой), когда разница потерь мод, связанная с поляризационной анизотропией, мала или вовсе отсутствует, генерируется смесь собственных поляризаций. Излучение при этом оказывается квазинеполяризо-ванным и разделить его на составляющие довольно сложно. Отметим, что можно добиться весьма сильной дискриминации по потерям мод, входящих в генерацию, при работе лазера в режиме пассивной модуляции добротности. Наряду с известным [c.93]

Результаты этих исследований подтвердили изложенные выше представления о собственных состояниях поляризации излучения, свойственного лазеру с анизотропным резонатором. Следует, во-первых, отметить, чрезвычайную легкость снятия поляризационного вырождения. Так, наличие амплитудной анизотропии, соот етствующей разнице потерь для ортогональных поляризаций в 1 % для однократного прохода через частичный поляризатор, уже приводило к совершенно четкой фиксации генерируемой линейной поляризации вдоль оси наибольшего пропускания частичного поляризатора. [c.94]

Поляризационные и энергетические характеристики лазеров с термически деформированными активными элементами. Выше уже отмечалось, что в лазерах с пространственно неоднородной анизотропией возникают две подсистемы мод, отвечающих собственным состояниям поляризации резонатора, причем конфигурации эквивалентных резонаторов, соответствующих указанным подсистемам, являются различными (и это различие тем больше, чем больше величина термооптической характеристики Q), характеризуемыми своими ЛВСЛ-матрицами. При изменении геометрических параметров резонатора (кривизны зеркал, расстояния между элементами резонатора) либо параметров неодно-родно-анизотропного элемента (например, при вариации мощности накачки) оба эквивалентных резонатора будут изменяться, а изображающие их точки на ЛЛ-плоскости параметров резонатора станут прочерчивать линии, расстояние между которыми пропорционально величине Q. Очевидно, что наибольшее различие в характеристиках мод этих двух резонаторов (объемов, занимаемых модами, собственных частот, формы волновых поверхностей) будет вблизи границы устойчивости, в особенности тогда, когда один из них попадет в устойчивую, а другой— в неустойчивую область [см. условие (2.6)]. При этом будут заметно различаться для этих двух резонаторов и условия [c.95]

Состояние поляризации генерируемой моды также изменяется оно становится неоднородным в поперечном сечении пучка, поляризация как бы подстраивается под анизотропию активного элемента. Это приводит к тому, что величины потерь на деполяризацию (подобных рассмотренным в п. 1.3 для плоскополя-ризованной волны на один проход) для основной моды анизотропного резонатора могут сильно (в несколько раз) отличаться от вычисленных по формуле (1.33). [c.98]

При наличии в резонаторе (помимо фазово-анизотропного неоднородного элемента) линейного поляризатора влияние пространственно неоднородной анизотропии будет проявляться еще сильнее —на каждом проходе резонатора некоторая доля излучения будет деполяризоваться и выводиться поляризатором из резонатора. Для лазера с устойчивым резонатором, внутри которого размещена такая комбинация, типична крестообразная форма генерируемого излучения (соответствует центральному мальтийскому кресту на рис. 1.17, в). [c.101]

Поляризация поля излучения, формируюгцегося в лазерном резонаторе, определяется теми или иными имеюгцимися в нем анизотропными элементами. Как показано в 1.9, гауссову пучку, являюгцемуся [c.73]

Расчет поляризации мод лазерного резонатора производится, как уже указывалось, в предположении, что этой модой является плоская волна. При этом каждому оптическому элементу, анизотропно воздействующему на амплитуду и фазу волны, сопоставляется матрица 2 х 2. Умиожепие этой матрицы на вектор Джонса, описывающий поляризацию падающей на анизотропный оптический элемент волны, дает вектор Джонса волны, выходящей из него. [c.76]

Вся система анизотропных оптических элементов, входягцих в резонатор, описывается единой матрицей, которая однозначно определяется, если известны матрицы отдельных элементов, ориентация их главных осей и направление распространения света. Эта единая матрица является произведением матриц отдельных элементов с учетом их ориентации, записанных справа налево в том порядке, в котором свет проходит эти элементы. В резонаторе вектор поляризации света, прогпедшего через все элементы, должен с точностью до постоянного множителя совпадать с исходным вектором поляризации. Следовательно, в лазерном резонаторе вектор поляризации моды является собственным вектором матрицы, описывающей поляризационные свойства всей совокупности оптических элементов, составляющих резонатор. [c.79]

Пусть матрица, описывающая поляризациоппые свойства всей совокупности анизотропных оптических элементов, входящих в резонатор, имеет вид [c.79]

Рассмотрим для примера простейший линейный резонатор, содержащий анизотропные элементы поляризатор и двулучепреломляю-щую (фазовую) пластинку, главная ось которой лежит в ее плоскости [c.80]

Кольцевой резонатор всегда содержит анизотропные элементы. Простейшим примером такого элемента является многослойное диэлектрическое зеркало нри наклонном надении на него электромаг- [c.105]

Основной проблемой при применении кольцевых резонаторов в лазерной технике является уменьгпение взаимодействия между встречными волнами. Для этого встречные волны по возможности разводят по частоте с помощью певзаимпых анизотропных элементов, а их поляризации стараются сделать ортогональными. [c.108]

Методом Джонса рассмотрено больпюе количество кольцевых анизотропных резонаторов. В качестве примера приведем результаты исследования кольцевого анизотропного резонатора (см. рис. 1.21, г), приведенные в работе [26]. Резонатор, рассмотренный там, образован тремя зеркалами, расположенными в вершинах правильного треугольника (одно из зеркал сферическое, а два — плоские). В резонаторе имеется 12 брюстеровских границ, ячейка Фарадея и полуволновая пластинка, развернутая на угол относительно системы координат, связанной с резонатором. [c.108]

Силичев 0.0. О полноте собственных функций интегральных операторов в теории резонаторов j j Оптика анизотропных сред. М. МФТИ, 1988. С. 132-137. [c.311]

Параметрические генераторы. Как хорошо известно, если в среде возникает люминесценция, то, используя достаточно добротный резонатор, можно осуществить обратную связь и создать, таким образом, генератор излучения заданной частоты. Использование параметрической люминесценции позволяет создать параметрический генератор. Основная ценность параметрического генератора — возможность изменять частоту генерации в широких пределах. Эта возможность обусловлена основной закономерностью взаимодействия связанных волн, обсуждавшейся выше,— выполнение закона сохранения энергии типа (7) возможно при любом соотношеиии между частотами взаимодействующих волн. В наиболее распространенном типе параметрического генератора в качестве нелинейной среды используется анизотропный кристалл. Прп изменении ориентации кристалла относительно оси резонатора условия синхронизма выполняются в нем для волн различных частот. Таким образом, изменяется частота генерируемого излучения. Различные модификации параметрических генераторов детально описаны в [4] и [7]. [c.164]

Такое расположение торцевых граней используется в твердотельных и в газовых лазерах (рис. 1.5). В последнем случае торцевые грани газоразрядных трубок выполняют в виде брюстеровских окон. Резонатор, содержащий брюстеровские грани, оказывается амплитудно-анизотропным. Собственные типы колебаний отличающиеся азимутом линейной поляризации, характеризуются различными потерями. [c.18]

В предыдущих главах, руководствуясь методическими соображениями, мы считали рассматриваемые резо-наторные системы изотропными. Это позволяло до сих пор отвлекаться от поляризационных свойств собственных типов колебаний, поскольку в изотропных резонаторах все состояния поляризации вырождены и любое оказывается собственным. Однако почти все используемые на практике оптические резонаторы в большей или меньшей степени анизотропны. Анизотропным называют резонатор, содержащий такие оптические элементы, амплитудно-фазовые характеристики пропускания или отражения которых зависят от состояния поляризации излучения. [c.140]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...