Резонаторы связанные

Чтобы учесть постоянные потери в резонаторе, связанные с конечными отражающими способностями зеркал и с внутренними потерями, запишем импульс 4(0 после одного полного прохода в виде [c.540]

Дело в том, что характер возбуждения колебаний в резонаторе связан, главным образом, с состоянием активной среды, которое, в свою очередь, зависит не только от внешних по отношению к резонатору причин, но и от результатов взаимодействия среды с тем самым полем генерируемого излучения, которое формируется внутри резонатора. Поэтому любые попытки корректного рассмотрения процессов возбуждения лазерных резонаторов приводят к необходимости искать самосогласованное решение для всей системы резонатор + активная среда , что относится уже к области теории лазеров. [c.131]

Связанные лазерные резонаторы образуются в тех случаях, когда в резонаторе помимо основных, составляющих его зеркал, имеются дополнительные или промежуточные поверхности, частично отражающие и частично пропускающие излучение, так что резонатор распадается на два или большее число отдельных резонаторов, связанных друг с другом. Такие дополнитель-ные поверхности могут вводиться в резонатор специально — так часто поступают для разрежения продольного спектра но могут возникать и естественным образом, —I-1-1-> [c.169]

Применение метода собственных частот для внешних задач непрерывный спектр. Метод собственных частот применяют и при анализе высокодобротных открытых резонаторов, связанных с внешним пространством. Однако собственные функции внешней задачи в этом методе не только не подчиняются условию излучения, но даже возрастают на бесконечности. Так, в простейшем примере дифракции на цилиндре полное поле имеет вид ряда по функциям [c.91]

Изложенный аппарат полностью переносится для расчета закрытых резонаторов, связанных через малую щель (рис. 24.2) с очевидным изменением в постановках задач — отпадает условие излучения. При этом единственное изменение во всех формулах обусловлено различием длин контуров 5+ и 5 (21+ и 21 ) и сводится, как оказывается, к замене [c.257]

Изложенный в этом параграфе аппарат так же, как и в случае Я-поляризации, тривиальным образом переносится на задачи о закрытых резонаторах, связанных через малое отверстие, и о собственных волнах соответствующих волноводов. [c.263]

Рассматриваемый метод расчета резонаторов связан с некоторыми упрощающими моментами. Во-первых, размеры апертур всех оптических элементов полагаются значительно превышающими поперечные размеры зоны поля собственной волны, в которой амплитуда поля имеет существенную величину. Это позволяет пренебречь дифракционными эффектами и считать пределы интегрирования в (5.3) бесконечными. Во-вторых, оптические поверхности считаются центрированными и безаберрационными в любом меридиональном сечении резонатора. Различные меридиональные сечения полости могут различаться кривизной оптических поверхностей, но астигматизм должен быть простым. [c.117]

Обозначим через Qi добротность резонатора, связанную с потерями /-го вида, а через Q — результирующую добротность. Если разные виды потерь можно рассматривать независимо друг от друга, то [c.114]

Большого внимания заслуживают, как звукопоглотители, объемные резонаторы. С. Н. Ржев-кин рассматривает систему резонаторов, связанных с свободным звуковым полем через отверстия перфорированной стенки рис. 5.20), достаточно протяженной по сравнению с длиной волны [14 а]. [c.224]

До сих пор не говорилось о том, каким образом может быть измерена скорость звука. Выше мы обращали внимание на отклонение свойств газа от идеального состояния и отмечали, что скорость Со относится к безграничному пространству. На практике, особенно в области низких температур, скорость звука измеряется в относительно небольшой колбе, которая должна иметь постоянную температуру. В настоящее время наиболее точные измерения скорости звука осуществляются при помощи акустического интерферометра с цилиндрическим резонатором. Акустические волны возбуждаются в трубе излучателем, расположенным на ее конце длина волны находится измерением перемещения отражателя между соседними резонансными максимумами. Положение стоячих волн определяется по импедансу излучателя. В этом состоит одна из трудностей акустической термометрии по сравнению с газовой. В газовой термометрии измеряемые величины, объем и давление, являются величинами статическими, хотя и существуют проблемы, связанные с сорбцией, о которой говорилось выше. В акустической термометрии измеряемые величины носят динамический характер — это акустический импеданс излучателя, например, при 5 кГц, вязкость и теплообмен со стенками трубы. Все это оказывается источником специфических трудностей при измерении, и для правильной интерпретации результатов измерения необходимо полное понимание физической сущности процессов распространения акустических волн. [c.101]

Одно из замечательных свойств типов колебаний состоит в том, что они не преобразуются друг в друга. В этом отношении они аналогичны нормальным колебаниям механической системы, с помощью которых любое движение связанной системы точечных масс можно рассматривать как наложение одномерных колебаний, происходящих независимо друг от друга ). Аналогичным образом и общая задача об определении поля в резонаторе разбивается на более простые задачи об изучении парциальных полей с неизменной во времени геометрической конфигурацией (т. е. типов колебаний), а полное поле конструируется затем как суперпозиция типов колебаний. Такой подход характерен. для физики вообще, и простейшим примером его применения может служить разложение движения материальной точки на три парциальных движения в адекватных системах координат (декартова система в случае инерциального движения или однородного поля сил, цилиндрическая система координат для кругового движения и т. п.). [c.810]

Среди молекулярных лазеров значительное место занимают газодинамические лазеры. Для генерации излучения в газодинамическом лазере предварительно нагретый газ очень быстро охлаждают путем приведения его в движение вплоть до сверхзвуковых скоростей. Принципиальная схема газодинамического лазера приведена на рис. 35.18. Вначале рабочий газ в нагревателе 1 нагревают до высокой температуры, затем он поступает в сопло 2, где ускоряется и охлаждается. При этом из-за различных скоростей дезактивации молекул с разным запасом энергии в газе может образоваться инверсия заселенностей уровней энергии, когда концентрация более возбужденных молекул превышает концентрацию менее возбужденных. Далее этот газ попадает в резонатор 3, состоящий из двух зеркал, параллельных потоку. В резонаторе часть энергии, связанная с инверсией заселенностей уровней, превращается в направленное когерентное излучение, которое выходит через] полупрозрачное зеркало 4, образуя лазерный луч 5. [c.292]

В заключение еще раз подчеркнем, что важно, не какие термины применяются, а как они применяются. Допустимо применять к микрообъекту термин волна однако не надо придавать такой волне буквальный смысл. Напомним в связи с этим сделанные ранее замечания о неправомерности представления связанного электрона в виде классической волны в некоем резонаторе. [c.126]

Проведенный выше анализ показывает, что под влиянием резонансной нагрузки автоколебательная система может в определенной области частот изменить свою частоту и амплитуду, вообще прекратить колебания (режим гашения) или попасть в режим скачкообразного изменения амплитуды и частоты. Поэтому при использовании резонансной нагрузки необходимо принимать меры для уменьшения ее обратного влияния на автоколебательную систему. Одним из примеров системы с резонансной нагрузкой является генератор, связанный с контуром волномера. Для правильного измерения генерируемой частоты необходимо, чтобы связь между контурами генератора и волномера была достаточно мала (режим отсоса энергии). Явления затягивания и гашений, наступающие при сильной связи, в этом случае снижают точность определения частоты. Однако явление затягивания может быть использовано для стабилизации частоты автоколебаний. Для этого в качестве дополнительного контура в систему включают контур с высокой добротностью. В радиодиапазоне обычно применяется кварцевый резонатор, а в диапазоне СВЧ — высокодобротный объемный резонатор. При малом 63 область затягивания увеличивается. В этой области значительные вариации парциальной частоты контура генератора сопровождаются малыми изменениями генерируемой частоты. На рис. 7.12 жирными линиями изображены области стабилизации частоты при затягивании. [c.277]

Стационарная амплитуда ц тем больше, чем больше превышение усиления над потерями. Кроме того, (, зависит от коэф-фициента нелинейности р. Этот коэффициент определяет уменьшение инверсной населенности, связанное с насыщением активной среды, вызванным колебаниями генерируемой моды. Частота генерации (О отличается от собственной частоты резонатора на величину (т + () о. Коэффициент а пропорционален разности между собственной частотой резонатора и частотой спектральной линии атомного перехода. Поэтому он создает линейное подтягивание генерируемой частоты к частоте атомного перехода. Аналогичное явление было рассмотрено в 10.2. Нелинейный член р р дает зависящее от амплитуды смещение частоты. [c.363]

Широкое использование их для практических целей одновременно ставило задачи и перед другими разделами радиоэлектроники. Прежде всего, например, возникали вопросы, относящиеся к исследованию своеобразных колебательных систем, используемых в этой области техники. Подлежали глубокому рассмотрению вопросы внутренней электродинамики полых резонаторов и направляющих устройств. Ставились и разрешались вопросы внешней электродинамики, главным образом в связи с развитием радиолокации. Надо было теоретически и практически изучить излучение и прием радиоволн новых диапазонов. По-другому пришлось подойти к расчету и конструированию антенных устройств. Предстояло разобраться в явлениях отражения ультракоротких волн от различных целей , начиная от простых геометрических фигур и кончая сложными телами, какими на практике могли быть корабли, самолеты, ракеты, спутники Земли и другие объекты. Очень большое внимание надо было уделить вопросам распространения волн (влияния подстилающей поверхности, дифракции, рефракции, поляризации и др.). Были подвергнуты изучению явления поглощения и рассеяния ультракоротких волн естественными и искусственными образованиями в атмосфере, в газах, аэрозолях, при наличии метеорологических неоднородностей в атмосфере, отражения от метеорных следов и т. п. Находились в центре внимания также и задачи, связанные с отысканием способов уменьшения или полного устранения отражений этих волн и многое другое. Наконец, нужно было разработать совершенно новые методы измерений и создать для этого измерительную технику. [c.381]

Недостатками квантового интерферометра с трехзеркальным резонатором являются неопределенность направления изменения оптической длины до внешнего отражателя, что затрудняет расшифровку результатов измерения в случае, если это направление заранее неизвестно, а также снижение точности вследствие нестабильности мощности излучения лазера, связанной с пульсацией напряжения питания, разъюстировкой резонатора и т. д. Для устранения последнего недостатка предложено устройство, в котором перемещение зеркала вызывает периодическое переключение плоскости поляризации лазерного излучения. Схема этого устройства приведена на рис. 139. В устройстве исполь- [c.235]

Электродинамическая система магнетрона. Для возбуждения генерации необходим синхронизм ср. азимутальной скорости электронов и фазовой скорости возбуждаемых ими волн. Существуют различные периодич. системы замедления вращающихся волн у резонансных типов колебаний М. цепочки связанных резонаторов(рис. [c.643]

В дискретных системах, состоящих ив N связанных гармоник, осцилляторов (напр., механик, маятников, эл.-магн. колебат. контуров), число Н. к. равно N. В распределённых системах (струна, мембрана, резонатор) существует бесконечное, но счётное множество Н. к. Совокупность Н, к. обладает свойством полноты в том смысле, что произвольное свободное движение колебат. системы может быть представлено в виде суперпозиции Н. к. при этом полная энергия движения распадается на сумму парциальных энергий, запасённых в каждом Н. к. Т. о., система ведёт себя так, как набор автономных объектов — независимых гармоник, осцилляторов, к-рые могут быть выбраны в качестве обобщённых нормальных координат, описывающих движение в целом. Однако в динамик, системах могут существовать и собств. движения, не сводящиеся к Н. к. (равномерные вращения, пост, токи и др.). [c.362]

Резонаторы, в к-рых возбуждены вырожденные моды, эквивалентны ЬС-контурам имеющим одну и ту же собств. частоту ш = ( С)" / но никак не связанным друг с другом. При наличии индуктивной или ёмкостной связи вырождение снимается, такая система коп-туров будет колебаться на новых нормальных частотах, различающихся между собой. В случае двух контуров (двух мод) зависимость новых частот от старых определяется известным графиком Вина (см. также Связанные системы). В О. р. связь между вырожденными модами может осуществляться небольшой деформа- [c.396]

Рио. 6. Различные типы связанных резонаторов (I) и зависимость коэффициента отражения эквивалентного зеркала р от частоты [c.456]

Из конструктивных соображений диффузионные лазеры с большой длиной активной среды целесообразно изготавливать в виде ряда более коротких трубок (рис. 4.7,а). Излучение проходит через эти трубки последовательно с помощью системы поворотных зеркал, объединяющих их в общий резонатор. Разрыв трубок и связанные с этим потери излучения приводят к дополнительному ограничению общей длины активной среды. Хотя в литературе и описаны лазеры с длиной активной среды 200 м и мощностью до 8 кВт, в промышленных технологических лазерах она, как правило, не превышает [c.127]

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]

К широкоапертурным (Ж > 1) генераторам непрерьюного действия относятся главным образом мощные лазеры на потоке движущейся в поперечном (по отношению к оси резонатора) направлении газовой среды. Обычно с увеличением сечения активной зоны аберрации хотя и растут, но не так быстро, как N. Это благоприятствует применению неустойчивых резонаторов связанные с кривизной зеркал значения AL оказываются достаточными для навязывания полю нужной структуры уже при небольших кривизнах и, следовательно, умеренных потерях. [c.206]

Длительность импульсов излучения лазеров в режиме свободной генерации обычно составляет от сотен микросекунд до нескольких миллисекунд, что суш ественно больше периода релаксационных колебаний лазера (около 10 мкс). Поэтому все источники технических шумов излучения непрерывных лазеров, описанные в 3.3, проявляются и здесь, они могут также при вести к Бичковому режиму генерации [41, 42, 73, 74]. При этом существенное значение в импульсных лазерах приобретает механизм модуляции потерь резонатора, связанный с тепловым нагревом активного элемента. Дело в том, что за время действия импульса накачки тепловое равновесие между активным элементом и окружающей средой не успевает установиться и в течение всего периода импульса накачки температура элемента монотонно повышается. Поэтому во время действия импульса генерации оптическая длина активного элемента монотонно увеличивается, что может привести к возникновению паразитной модуляции потерь резонатора (см. 3.3). [c.131]

Входные цепи Р. у. дециметр0ВС1Г0 диапазона состоят обычно из отриз-М ков длинных линий (рис. 5, г). В диа-пазоне сантиметровых волн приме- , няются объемные резонаторы, связан-в ч кристаллическими смесителями [c.302]

Приближение геометрической оптики позволяет учесть эффекты расстройки открытого резонатора, связанные с тем, что отдельные оптические элементы резонатора (линзы, зеркала и т. п.) оказываются в той или иной мере разъюстированными ). [c.137]

При действии внепшей силы на связанные системы также наблюдаются явления резонанса. Как и в системе с одной степенью свободы, резонанс наступает всякий раз, когда гармоническая внешняя сила совпадает по частоте с одним из тех гармонических колебаний, которые способна совершать сама система. А так как две связанные си-стемы могут совершать колебания с каждой из нормальных частот, то и резонанс Fia TynaeT в том случае, когда частота гармонического внешнего воздействия совпадает с одной из двух нормалыП)1х частот Mj и Wj системы. Если резонанс в системе достаточно острый (т. е. затухание системы мало), то резонанс на каждой из нормальных частот наблюдается отдельно. Поэтому нри малом затухании и достаточно медленном изменении частоты внешней силы резонанс наблюдается дважды — при совпадении с каждой из нормальных частот связанной системы. Резонансная кривая имеет двугорбый характер (рис. 419). Таким образом, если мы свяжем два резонатора, то они будут отзываться не на те парциальные частоты, которыми обладает каждый из них в отдельности, а на две другие частоты, одна из которых лежит выше более высокой, а другая — ниже более низкой из парциальных частот резонаторов. Это расщепление частоты связанных резонаторов тем более заметно, чем сильнее связь между ними. [c.641]

Напротив, теорию квантов мы здесь кратко расскажем. Понятие кванта было введено в науку в 1900 г. Максом Планком. Этот ученый изучал тогда теоретически проблему излучения черного тела, и так как термодинамическое равновесие зависит от природы излучателя, он придумал очень простой излучатель, так называемый резонатор Планка, состоящий из квазиупруго связанного электрона, обладающего, таким образом, частотой колебаний, независимой от его энергии. Если применить классические законы электромагнетизма и статистической лшханики к обмену энергией между такими резонаторами и излучением, то это приведет к закону Рэлея, о безусловной неточности которого говорилось выше. Во избежание этого и чтобы прийти к результатам, более согласным с экспериментальными фактами, Планк выдвигает странный постулат Обмен энергией между резонаторами (или веществом) и излучением происходит только конечными порциями, равными частоте, умноженной на /г, причем /г представляет собой новую универсальную константу физики . Каждой частоте соответствует, таким образом, в некотором роде атом энергии —- квант энергии. Рассмотрение полученных данных дало Планку необходимые основания для расчета константы /г, и най-.денное при этом значение (Л = 6,545 10- ) по существу не было изменено, несмотря на многочисленные последующие определения, сделанные самыми различными методами. Это — один из наиболее прекрасных примеров могущества теоретической физики. [c.643]

Динамика колебаний. Свободные, пли собственные, К. являются движением системы, предоставленной самой себе, в отсутствие внеш. воздействий. При малых отклонениях от состояния равновесия движения системы удовлетворяют суперпозиции принципу, согласно к-рому сумма двух произвольных движений также составляет допустимое движение системы такие движения описываются линейными (в частности, дифференц.) ур-ниями. Если система ещё и консервативна (т. е. в ней нет потерь или притока энергии извне), а её параметры не изменяются во времени (о переменных параметрах будет сказано ниже), то любое собств. К. может быть однозначно представлено как сумма нормальных колебаний, синусоидально изменяющихся во времени с определ. собств. частотами. В колебат. системах с сосредоточенными параметрами, состоящих из JY связанных осцилляторов напр., цепочка из колебат, электрич. контуров или из соединённых упругими пружинками шариков), число нормальных К. (мод) равно 7V. В системах с распреде лёнными параметрами (струна, мембрана, полый или открытый резонатор) таких К. существует бескопечное множество. Напр,, для струны с закреплёнными концами длиной L моды отличаются числом полуволн , к-рые можно уложить на всей длине струны L — nX 2 (д=0, 1, 2,. . ., оо). Если скорость распространения волн вдоль струны равна v, то спектр собств. частот определится ф-лой [c.401]

Характеристики ЛБВ типа О. Наибольшие полосы усиливаемых частот до 2,5 октав — достигаются в ЛБВ с замедляющей системой в виде металлпч. спирали, закрепленной диэлектрич. оиорами, к-рые, однако, ухудшают теплоотвод от спирали, ограничивая выходную мощность сотнями Вт в непрерывном режиме работы. В ЛБВ с замедляющими системами типа цепочек связанных резонаторов полосы усиливаемых частот меньше ( 10%), но зато выходные мопщости достигают десятков кВт в непрерывном и единиц МВт в импульсном режимах работы. Типичные значения кпд 20 30%, для его увеличения снижают потенциал коллектора с целью торможения электронов и возврата части их энергии источнику (рекуиерация) используют также уменьшение фазовой скорости волны к концу замедляющей системы для обеспечения синхронизма с тормозящимися электронами, скачки фазы поля вдоль системы и др. приёмы. Коэф. усиления составляет G = =20 1й( выхМвх)=30—60 дБ(Лв х, вX— амплитуда сигнала на выходе и входе), причём для предотвращения самовозбуждения ЛБВ из-за отражений от концов замедляющей системы на одном или двух участках системы помещают поглотитель энергии СВЧ-колебаний. Маломощные ЛЕВ с выходной мощностью менее 2 Вт используют в качестве малошумящих входных усилителей с коэф. шума 4—20 дБ. [c.570]

Построение ускорит, тракта из двух частей вызвано след, причинами. На энергии до 100 МаВ мощность наиб, экономно расходуется в резонаторах с трубками дрейфа. С увеличением скорости частиц эффективность этой ускоряющей структуры падает (из-за возрастания ВЧ-потерь в её стенках), и при энергиях >100 МэВ становится более экономичным применение структуры типа цепочки связанных резонаторов. П0pexo на эту ускорит, структуру даёт и ещё ряд преимуществ уменьшаются габариты структуры и её масса. Кроме того, на частоте в качестве усилителей мощности применяются клистроны, что упрощает систему ВЧ-пита-иия второй части ускорителя и повышает надёжность. [c.589]

Селекция продольных нод. Для разрежения (селекции) продольных мод, имеющих одинаковое поперечное распределение поля, но отличающихся частотой, используются резонаторы, содержащие дисперсионные элементы (призмы, дифракц. решётки, интерферометры и ДР-). В частности, в качестве дисперсионного элемента применяют дополнит. О. р., связанные с основным и образующие т. н. эквивалентное зеркало, коэф. отраженна к-рого р зависит от частоты V. Для удаления из спектра одной из продольных мод наиб, пригоден линейный трёхзеркальный О. р. (рис. 6,а), для выде ления в спектре одной продольной моды — резонатор Фокса — Смита (рис. 6,6) и Т-образный (рис. 6,в). В нек-рых случаях удобен О. р. Майкельсона (рис. 6,г). [c.456]

Электродинамика, в осн. опирающаяся на ур-ния Максвелла в линейных средах, обеспечила понимание процессов излучения, распространения и приёма радиоволн. Это позволило создать разд. элементы радиоаппаратуры как в ДВ-диапазонах (системы с сосредоточ. параметрами — колебат. контуры, фильтры, преобразователи и т. п.), так и в КВ-диапазонах (системы с распределёнными параметрами — линии передачи, волноводы, объёмные резонаторы, аттенюаторы и т. п.). Осн, направления исследования излучение и распространение радиоволн в раэл. средах (напр., в кос-мич. плазме), с учётом анизотропии, поглощения, рефракции и дифракции, рассеяния, отражения и нелинейных эффектов, связанных со взаимодействием излучения с веществом, создание мн. типов антенн. [c.236]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...