Усилитель лазерный

На рис. 2.24, б приведено изменение fz> в функцин скорости с для реше-ток-модуляторов с различным D. Сравнение диапазонов изменения доплеровской частоты для ЛДА и ЛРА говорит о том, что в ЛРА сдвиг fn на единицу скорости меньше, и поэтому проблема значительного усиления сигнала с фотоприемника не представляет трудностей, так как широкая полоса пропускания усилителя не обязательна. Так, для решетки с D=4Q0 мкм вполне достаточно иметь усилитель с полосой около 10 мГц. В этом случае легко получить усиление примерно 200—300 раз с малым шумом, приведенным ко входу усилителя. Лазерные доплеровские анемометры, как следует из принципа их действия,, инвариантны к оптическим неоднородностям, движущимся вместе с потоком. Необходимо только, чтобы коэффициент скольжения этих частиц мало отличался от единицы и частицы хорошо рассеивали свет. Поэтому калибровку лазерных анемометров по скорости можно осуш,ествлять просто с помощью вращающихся прозрачных дисков путем сравнения доплеровской частоты с угловой скоростью вращения. Сигнал дает естественные рассеивающие неоднородности, возникающие при обработке дисков. [c.54]

НАСЫЩЕНИЕ УСИЛЕНИЯ И ИСКАЖЕНИЕ ИМПУЛЬСА В УСИЛИТЕЛЯХ ЛАЗЕРНЫХ ИМПУЛЬСОВ [c.261]

Gq—начальное усиление усилителя лазерных импульсов перед приходом входного сигнала [c.314]

Усилители лазерного излучения [c.35]

Кинетические уравнения для лазерного усилителя. Для получения предельно мощных лазерных импульсов используют специально сконструированные системы из задающего генератора и каскада усилителей лазерного излучения. Усилители представляют собой лазеры, лишенные оптической обратной связи, т.е. не содержащие оптического резонатора. Последнее обстоятельство значительно упрощает конструкцию, ослабляет требования к оптическому качеству, стойкости и значению оптической апертуры активной среды усилителя, и по этой причине на выходе генераторно-усилительного каскада удается получать высококачественные лазерные импульсы с гораздо большей энергией, чем импульсы, получаемые с помощью одного генератора. Система генератор + + усилители позволяет удовлетворить взаимно противоречивые требова- [c.35]

Подводя итог, следует подчеркнуть, что усилитель лазерного излучения выполняет свою прямую функцию — обеспечивает экспоненциальное усиление подаваемых на его вход импульсов с сохранением формы — лишь до тех пор, пока полная плотность фотонов во входном импульсе не превысит характерное для каждого усилителя значение насыщающей плотности фотонов, после чего наступает насыщение усилителя, сопровождающееся искажением формы и укорочением длительности усиленных импульсов и падением интегрального коэффициента усиления ). В усилительных каскадах для сохранения линейного (ненасыщенного) режима усиления приходится использовать в последующих каскадах активные элементы все возрастающей апертуры. [c.40]

Динамическая голография открывает новые возможности также для создания усилителей изображения, устройств управления лазерным излучением. Динамические голограммы находят применение в системах постоянной и оперативной памяти ЭВМ. [c.68]

Полная схема лазерного анемометра с необходимым минимумом измерительной аппаратуры показана на рис. 3.7. Луч от когерентного источника (лазера) 1 при помощи зеркала 2 направляется на делительную пластинку 3, где раздваивается на примерно равные по мощности пучки. Блок / формирующей и передающей оптики, включающий, кроме пластинки 3, зеркало 4 и линзу б, фокусирует скрещивающиеся лучи в исследуемой точке канала II. Рассеянное на движущихся с потоком частицах излучение улавливается блоком приемной оптики III, состоящим из апертурной диафрагмы 6, объектива 7, диафрагмы поля зре-ни.ч 8 и фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) 9. Сигнал с ФЭУ поступает в блок обработки IV, где усиливается широкополосным усилителем II я подается на панорамный анализатор спектра 12. Типичное изображение на экране спектроанализатора показано на рис. 3.6,6. [c.120]

Эксперименты проводились на установке с лазером на стекле с неодимом, работающем в режиме модулированной добротности [59]. В лазерный блок входили пять усилителей и генератор, с помощью которых можно получать импульсы, близкие к треугольной форме, с энергией до 500 Дж и длительностью от 25 до 30 нс. При фокусировании излучения линзой с фокусным расстоянием 100 см диаметр фокального пятна составлял 3 см. Для изучения микро-структурных изменений и эффекта ослабления волны давления в материале использовались образцы толщиной 0,3 см и меньше. [c.24]

При очень высоких интенсивностях лазерного излучения может иметь место вынужденное комбинационное рассеяние, при котором активное вещество выполняет роль усилителя бегущей волны. В этом случае может быть получено рамановское преобразование с высокой эффективностью. [c.219]

Измерение степени турбулентности требует специальной сложной обработки доплеровского сигнала, который имеет вид импульсов типа вспышек с частотой fo (ввиду случайного распределения частиц в потоке и большого пространственного разрешения оптической схемы анемометров). Не касаясь специальных вопросов обработки доплеровских сигналов, заметим, что к настоящему времени созданы ЛДА с подобной обработкой сигналов и выводом информации на цифровое табло. Практически лазерные анемометры не имеют ограничений по измерению степени турбулентности (что особенно важно для исследований в проточных частях турбомашин), а верхний предел по измеряемым скоростям определяется только способом измерения доплеровской частоты. Так, для случая использования в ЛДА фотоприемника с полосой пропускания 250 мГц при угле сведения лучей 20° верхняя граница измеряемой скорости около 400 м-с . При использовании в ЛДА эталона Фабри—Перо этот диапазон может быть увеличен до 800—1000 м.с- 1,122]. В ЛРА с т=10 и )=400 мкм (А=0,02б мГц-с-м- ), разработанном в МЭИ [35], верхний предел измеряемой скорости составил 300 м-с . Заметим, что в этом варианте анемометра ограничение по скорости лимитируется полосой пропускания усилителя. [c.55]

Взаимодействие разл. пучков, распространяющихся в усилителе (пучки, несущие усиленное по яркости изображение, и пучки спонтанного излучения по лазерному переходу, тоже усиленные), может приводить к нелинейным преобразованиям усиленных изображений образованию негативных изображений, изображений со сдвигом по спектру, Такие эффекты реализуются, если плоскость промежуточного изображения находится в геометрич. пределах активной среды. Тогда усиленное спонтанное излучение служит в качестве считывающего пучка неоднородности усиления, созданной воздействием на активную среду первоначального пучка, несущего усиленное изображение входного оптич. сигнала. [c.244]

Благодаря возможности получения большой энергии излучения с хорошей расходимостью лазеры-усилители широко используются в термоядерных исследованиях. В современных лазерных термоядерных установках с применением в качестве активного элемента стекла с неодимом получают импульсы излучения с энергией 10 . ..10 Дж и длительностью <10" с, т. е. с мощностью излучения <10 ...10 Вт. [c.178]

Рис, 7,23. Схема лазерного усилителя на красителе [показано пересечение лучей лазера на красителе 1) и лазера накачки. (2) в узком усилительном канале] [c.251]

В качестве примера системы с обратной связью рассмотрим автоматическое управление заглублением отвала бульдозера при планировке земляных поверхностей с приводимой ранее системой управления с гидравлическим усилителем (см. рис. 2.51). В случае автоматического управления на управляющее устройство поступает задающее воздействие, по которому формируется сигнал удержания отвала на определенном уровне, соответствующем толщине среза грунта при строго горизонтальном перемещении бульдозера. Чтобы избежать копирования движителями неровностей поверхности передвижения режущей кромкой отвала, его следует приподнимать при движении во впадинах и заглублять при движении на буграх. Информация о рельефе местности в месте нахождения бульдозера, полученная, например, фотоприемником по отклонению машины от уровня, заданного лазерным лучом (обратная связь), поступает в управляющее устройство, которое, после ее обработки, подает управляющий сигнал на корректировку положения отвала. [c.95]

Явление суперлюминесценции нельзя путать с усиленным спонтанным излучением (УСИ), которое часто встречается при работе многих лазеров с высоким коэффициентом усиления, таких, как азотных, эксимерных или лазерных усилителей, скажем на красителе или на неодимовом стекле. Нели в этих лазерах инверсия населенностей достигает критического значения, то в пределах телесного угла Q вокруг оси [c.83]

Существуют различные типы усилителей лазерного излучения, отличающиеся размерами активной среды и способом формирования потока излучения через усиливающую среду — однонаправлен-ные усилители бегущей волны (последовательные и параллель 1 ые), многопроходные усилители, усилители с управляемым резо натором, регенеративные усилители 10]. [c.163]

В радиотехнике также находят применение нелинейные распределенные системы. Это, например, линии, заполненные ферритом, а также параметрические усилители бегущей волны на основе линий с сегнегоэлекгриком. В последние годы в связи с развитием лазерной техники нелинейные явления начали использоваться и в оптическом диапазоне. [c.375]

Использование когерентного излучения позволило создать принципиально новый метод проекционной микроскопии, основанный на применении квантовых усилителей света. Объект с помощью объектива освещается монохроматическим светом от лазера на парах меди. Отраженный от объекта свет проходит активную среду, усилн-вается и проектируется на экран. Когерентные микроскопы обеспечивают высокое пространственное разрешение (1 мкм при увеличении порядка 1000— 1500 при яркости изображения, недоступного обычным световым микроскопам). Особенностью микроскопа являются возможность фокусировки мощного лазерного излучения на любом элементе объекта и возможность осуществлять его коррекцию (напрн- [c.96]

Установка УИГ-Ш. Измерительная голографическая установка предназначена для измерения параметров быстропротека-ющих процессов методами голографии и голографической интерферометрии. Установка позволяет измерять изменение оптической длины пути в прозрачных объектах, координаты и геометрические параметры отражающих и рассеивающих объектов, распределение скоростей движения частиц в пространстве, деформации поверхностей произвольной формы. Установка предназначена для использования в лабораторных условиях. В ее состав входят лазер на рубине, лазерные усилители, блоки управления, блоки синхронизации и временной задержки, оптическая скамья с комплектом приборов для монтажа, юстировки и контроля голографических схем. [c.311]

Норс дко к А. о. относят также область лазерной техники, свяаанвую с примснсшшм фазоио-сопряжён-H1.JX волн для автокомпенсации искажений волнового фронта в мощных лазерных усилителях. В пек-рых случаях удаётся непосредств, преобразование опорной волны в сопряжённую с помощью методов нелинейной оптики и голографии (см. Обращение волнового фронта). [c.25]

ЛАЗЕРНЫЙ МИКРОПРОЁКТОР (лазерный ироек ционный микроскоп) — проекционный микроскоп, в к-ро.ч для увеличения яркости получаемых изображений используется усилитель яркости (УЯ), действующий на основе стимулированного (вынужденного) излучения. Стимулированное излучение повторяет все свойства вынуждающего, в т. ч. фазу, поляризацию, поэтому У Я на его основе, пе включающий никаких преобразований световых полей, можно ставить в любое место оптич. системы на пути распространяющихся в ней пучков света. При этом возникает только один неустранимый источник помех собственные шумы квантового усилителя. [c.559]

П, э. играет большую роль в квантовой электронике в нелинейной оптике ячейки с просветляющимся веществом используются для т, н. пассивной модуляции добротности и синхронизации мод лазеров, формирования коротких импульсов в лазерных усилителях и т. п. П, э. в газовых средах, помещённых в резонатор лазера а. обладающих доплеровски уширенной линией поглощения на частоте генерации, используется для стабилизации частоты и сужения линий генерации. В нели-нейной спектроскопии наблюдение П. а. в неоднородно уширенных линиях поглощения является ордт/i из методов регистрации спектров с высоким разрешением. [c.151]

В настоящее время (1990-е гг.) существует много разл. лазеров, работающих во всех диапазонах спектра — от рентгеновского до далёкого инфракрасного. Однако применение лазерных усилителей в оптич, приборах до сих пор весьма ограничено. Связано это с тем, что усилители в лазерах и оптич. системах используются по-разному. В лазерах обычно стремятся получить предельно высокую направленность излучения, применяя для этого оптические резонаторы и ограничивая число генерируемых мод. В оптич. системах обычно требуется передать болыпой объём информации, заложенный в распределении амплитуд и фаз (иногда и поляризации) по полю зрения, на к-ром укладывается порядка 10 разрешаемых элементов. Такая много-канальность и есть одно из осн. преимуществ оптич. систем с У. я. Это накладывает дополнит, требования на У. я. для оптич. приборов, к-рый должен обладать большой угл. апертурой, чтобы пропустить большой объём информации, обеспечивать значит, усиление за один проход усиливающей среды и, естественно, не должен вносить искажений в усиливаемые световые поля. Достижение высокого усиления (а желательно иметь коэф. усиления 0,1 — 1,0 сми составляет осн. трудность на пути создания лазерных У. я. для оптич. систем. Высокий коэф. усиления (при прочих равных условиях) легче получить для узкого спектрального интервала и в коротких импульсах. [c.243]

Наиб, удобным для практич. применения оказались усилители импульсных лазеров на парах ряда металлов. Они обладают сравнительно высокой эффективностью и работают при высокой частоте повторения импульсов, что обеспечивает достаточно высокую ср. выходную мощность. Среди них чаще используется усилитель на парах меди, усиливающий на двух линиях в видимой области спектра (А, = 510,6 нм и 578,2 нм), Этот усилитель работает в импульсном режиме с длительностью светового импульса 10—30 НС и частотой повторения импульсов 5—20 кГц. В России в течение ряда лет промышленностью серийно выпускается запаянная саморазогревная лазерная трубка на парах меди (тип УЛ-102), специально предназначенная для применения в качестве усилителя яркости в оптич. приборах. Активная зона этой трубки имеет диам. 2 см, длину 40 см, усиление за один проход составляет (по ср. мощности) Ю —10 , а ср. мощность на выходе усилителя I Вт. В др. странах промышленный вьшуск таких У. я. пока не налажен. [c.243]

У. я. на парах меди используется в лазерт.м микропроекторе, в системах для лазерной обработки объектов с визуальным контролем за процессом на экране микрояроек-тора, в системах маркировки деталей, для усиления телевизионных изображений, для локального масс-спектро-метрич, анализа и т. п. Близкие характеристики имеют усилители на галогенидах меди. [c.243]

Наряду с высокими энергетич. характеристиками важной привлекательной особенностью Э. л. является чрезвычайно высокое значение ширины линии усиления активного перехода (табл.). Это открывает возможность создания мощнь[х лазеров УФ- и видимого диапазонов с плавной перестройкой длины волны в достаточно широкой области спектра. Указанная задача решается с помощью инжекционной схемы возбуждения лазера, включающей в себя маломоишый генератор лазерного излучения с длиной волны, перестраиваемой в пределах ширины линии усиления активной среды Э. л., и широкополосный усилитель. Эта схема позволяет получить лазерное излучение с шириной линии 10 нм, перестраиваемое по длине волны в диапазоне шириной 10 нм и более. [c.501]

До сих пор мы пренебрегали нерезонансными потерями энергии в активной среде. В реальных условиях они всегда существуют. Во-первых, размеры пучка всегда ограничены, а следовательно, пучок расширяется в поперечном направлении (относительно направления распространения) из-за дифракции и выходит (теряется) за пределы системы, ограниченной размерами активной среды Угло-вое расширение пучка с поперечным размером 2ш составляет 0d X/2w. На длине L радиус пучка увеличится на 0dL. Все лучи, попавшие в кольцо с этой толщиной и диаметром 2ш, будут уходить (теряться) из активной среды, поперечные размеры которой также 2ш. Относительная величина этих потерь составит X/w и будет максимальна в ИК-диапазоне спектра. При характерных для лазерной техники ш 1 см и Л = 1...10 мкм эти потери составят (0,1...1) 10 см т. е. на длине 1 м из-за дифракции будет теряться 1...10% излучения. Во-вторых, как правило, в усилителях присутствуют оптические элементы (окна, зеркала), на которых также теряется часть падающего на них излучения со I. Эти потери зависят от материалов, качества их обработки и обычно составляют >0,1...1% на каждом оптическом элементе. Наконец, реальная активная среда не является идеально однородной и поэтому пучок света может претерпевать на них рассеяние (рефракцию), также приводящее в конечном счете к потерям. Не вдаваясь в конкретный механизм потерь, будем характеризовать их в дальнейшем общим коэффициентом нерезонансных потерь Ро[см" ] (потери, пересчитанные на единицу длины). [c.36]

Из выражений (2.151) и (2.150) с дальнейшим предположением, что т Яг Тспонт (как в общем случае было бы применимо к хорошему лазерному усилителю), видно, что для заметного эффекта УСИ критическая инверсия населенностей N должна быть такой, чтобы выполнялось следующее равенство [c.84]

Из приведенного выше рассмотрения эффекта УСИ становится очевидным, что порог для УСИ, строго говоря, не существует. Однако поскольку мощность Р УСИ быстро увеличивается с инверсией населенностей приблизительно как [ехр(огоЛ 20]/(о оЛ 20 см. (2.150) , то, когда пороговые условия, определяемые выражениями (2.153) и (2.153а), превзойдены, УСИ становится преобладающим механизмом релаксации для активной среды. Поэтому отсутствие истинного порога — это особенность, которая отличает УСИ от суперлюминесцснции. Другой отличительной особенностью является то, что если для суперлюминесценции длина активной среды должна быть меньше критической кооперативной длины 1с, то для УСИ такого ограничения не существует. Еще одна характерная особенность УСИ состоит в том, что телесный угол в этом случае устанавливается из геометрических соображений и, как правило, он много больше, чем для суперлюминесценции, для которой этот угол определяется дифракцией. Наконец, заметим, что преимуществом УСИ является то, что его можно использовать для получения достаточно хорошо направленного излучения в некоторых лазерах (генераторах) с высоким усилением (например, в азотных, или эксимерных лазерах), и в то же время УСИ может вызывать нежелательный эффект в лазерных усилителях с высоким усилением (например, в эксимерных лазерах, лазерах на красителях или на неодимовом стекле), поскольку оно снимает имеющуюся инверсию населенностей. [c.85]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...