Поглощение добротность

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]

Быстрое изменение добротности резонатора, или, как говорят, модуляцию добротности, можно осуществить различными методами. Одним из наиболее распространенных и удобных методов является применение насыщающегося фильтра. Насыщающийся фильтр представляет собой кювету с раствором красителя, который способен поглощать излучение лазера. В обычном состоянии фильтр имеет малый коэффициент пропускания - 10—15% и, будучи помещен в резонатор, сильно ухудшает его добротность. Под действием достаточно мощного излучения значительная часть молекул красителя может перейти в возбужденное состояние, вследствие чего коэффициент поглощения красителя уменьшается. Это явление — насыщение поглощения и просветление среды — имеет ту же природу, что и явление насыщения усиления (см. стр. 289). [c.298]

Добротность оптического резонатора, если пренебречь поглощением среды, заполняющей резонатор, определяется формулой [c.14]

Системы отражателей для ПАВ позволяют создавать резонаторы с добротностью 10 и низкими вносимыми потерями ( -5 дК) в диапазоне частот 30— 1000 МГц. В этом случае между отражателями 2 (рис. 2) создаётся стоячая поверхностная волна, к-рая возбуждается и принимается преобразователем 1. Добротность такого резонатора определяется коэф. отражения ПАВ от отражателей и её поглощением в звуко-проводе. [c.53]

Так, добротность, связанная с поглощением в среде, равна = 2 (ёи/Ед -Ь Ц.-,]/Цд) , а добротность, связанная с поглощением в стенках, Q , — У/36 (V — объём, [c.397]

Улучшение характеристик О. с. ч. связано с дальнейшим развитием метода насыщенного поглощения, а также методов, основанных на применении разнесённых оптич. полей, двухфотонных резонансов и резонансов поглощения захваченными в ловушки частицами. В сочетании с охлаждением частиц они формируют резонансы с добротностью 10 и позволяют получить стабильность и воспроизводимость частоты на уровне > 10 (см. Нелинейная спектроскопия). [c.453]

При работе в первом режиме в резонаторе устанавливается модулятор добротности, который на время возникновения импульса излучения сильно увеличивает добротность резонатора за счет значительного уменьшения поглощения света, проходящего через модулятор. [c.45]

Применяют модуляторы двух типов пассивные и активные. Пассивный модулятор добротности представляет собою кювету с раствором красителя, например фталоцианинового, просветляющегося по мере прохождения через него света, что приводит к генерации мощного импульсного излучения (десятки мегаватт). Спустя несколько десятков наносекунд прекращается генерация поглощение света вновь возрастает. Такой модулятор недостаточно стабилен, и момент начала генерации трудно контролировать, что приводит к нестабильности энергии генерации, хотя с помощью пассивного модулятора можно получить одномодовый режим работы лазера. [c.45]

При измерении крайне коротких импульсов, которые можно получить от лазеров с модулированной добротностью, возникают особые проблемы. Например, многие калориметры устроены так, что энергия, поглощенная на поверхности, передается остальной массе за счет теплопроводности. Если энергия поступает за время, малое по сравнению с временем тепловой релаксации, мгновенная температура поверхности может оказаться выше, чем при более длительном импульсе. Поскольку потери на пере- [c.114]

Измерение выходной энергии лазера с модулированной добротностью. Выходная пиковая мощность некоторых лазеров с модулированной добротностью ныне так велика, что многими лазерными калориметрами полного поглощения, пригодными для работы при низких мощностях (около 500 кет), невозможно пользоваться, так как они необратимо повреждаются одним импульсом. Повреждения можно избежать, если взять жидкостный калориметр, в котором полная энергия лазера с модулированной добротностью впускается в поглощающую жидкость через прозрачное окно, способное выдержать высокую пиковую мощность без остаточных повреждений. Было установлено, что наивысшим сопротивлением к повреждению импульсами рубинового [c.190]

Во многих случаях, когда характерный размер контролируемого объекта существенно превышает длину волны, система датчик - изделие моделируется массивным штампом на поверхности полупространства. В этом случае добротность контура, образованного объектом с датчиком, является очень малой, что обусловлено значительным геометрическим поглощением — утечкой энергии в подстилающую среду. В силу малой добротности контура, изменение амплитуды колебаний массивного тела, будет иметь порядок изменения реакции среды. Использование различных инерционных систем позволяет значительно увеличить добротность системы датчик-изделие , повысить на несколько порядков чувствительность системы к изменению напряженного состояния среды. [c.163]

Иногда требуется вычислить акустические величины (скорость с и коэффициент поглощения а) по измеренным значениям действительной и мнимой частей комплексного модуля упругости. В этом случае можно пользоваться формулами (VI.4.13). Нетрудно показать, что отношение действительной части модуля упругости к мнимой его части равно добротности колебательной системы [c.175]

Несмотря на очевидность этих условий, визуальная проверка их выполнения не всегда осуществима (например, в инфракрасном диапазоне). Первое условие может нарушаться из-за шероховатости поверхности, наличия на ней просветляющей пленки. Второе условие не выполняется, если имеется угол между поверхностями пластинки при этом происходит пространственное разделения пучков, отраженных от двух поверхностей. Третье условие может нарушаться, если материал пластинки вращает плоскость поляризации света. Четвертое условие нарушается особенно часто, его проверка (при выполнении первых трех) проводится только путем регистрации интерферограммы. Если при нагревании растет поглощение света пластинкой, происходит уменьшение добротности оптического резонатора при этом условия наблюдения интерферограммы ухудшаются вплоть до полной неразличимости полос (этот случай типичен для полупроводниковых кристаллов). [c.136]

Поскольку коэффициент поглощения ультразвука о обычно возрастает с частотой как со , то собственная акустическая добротность пластинки, как правило, убывает с частотой, т. е. на гармониках она меньше, чем иа основной частоте. Заметим, что в литературе иногда в качестве характеристики затухания ультразвука в материале пластинки использ ется величина, обратная добротности Qa = 2а с/сОо, называемая коэффициентом внутреннего трения. Этот термин расходится с нашим определенней внутреннего трения Ло, выражаемого формулой (VII 1.49). [c.190]

Сделаем численные оценки если L = 100 см, = 10 см" , с = 3 10 ° см/с, г = 0,9, то Q 10 , т. е. добротность открытого резонатора с такими потерями такая же, кгк у свободного атома. Однако у последнего в результате столкновений добротность понижается на один-два порядка. Если учесть потери на поглощение, то [c.46]

Оптический резонатор обладает определенной добротностью, которая связана с потерями в резонаторе. Чем больше потери, тем меньше живет фотон внутри резонатора. Потери связаны с поглощением и рассеянием излучения в активной среде, с дифракцией излучения на ограничивающих апертурах, возможной некоторой разъюстировкой зеркал (вредные потери), а также с частичной прозрачностью зеркал резонатора (полезные потери). [c.129]

В отличие от активных модуляторов добротности, у которых момент выключения потерь определяется в)1еш-ними факторами, включение добротности пассивными модуляторами полностью определяется плотностью излучения внутри резонатора и их оптическими свойствами. В качестве пассивных модуляторов (или пассивных затворов) могут использоваться просветляющиеся фильтры, пленки, разрушающиеся под действием излучения, полупроводниковые зеркала с коэффициентом отражения, зависящим от интенсивности света, органические красители и т. д. Особое место среди пассивных затворов занимают затворы на основе просветляющихся фильтров. Исключительная простота таких затворов в сочетании с высокими параметрами получаемых с их помощью моноимпульсов излучения обеспечила им весьма широкое распространение. В основе работы этих затворов лежит способность просветляющихся фильтров обратимо изменять коэффициент поглощения под действием интенсивных световых потоков. Введение в резонатор пассивного затвора (рис. 35.10) приводит к увеличению порогового уровня накачки, в результате чего к моменту начала генерации па метастабилышм уровне накапливается значительное число активных частиц. При возникновении генерации лазерное излучение, проходящее через затвор, резко уменьшает его потери и запасенная энергия излучается в виде мощного импульса. Длительность этого импульса почти такая же, как и в режиме мгновенного включения добротности. Применение этих затворов значительно упрощает конструкцию генератора и позволяет получить параметры выходного импульса, близкие к предельным. [c.284]

V в м/с, для Г в дБ/мкс Г = 8,686-10 at). Помимо а и Г характеристиками затухания являются безразмерные добротность Q = nflav и логарифмический декремент затухания б = я/(Э. В отличие от затухания, включающего рассеяние звука на неоднородностях и другие виды недиссипативных потерь, поглощение включает лишь диссипативные потери. Для газов и жидкостей коэффициент поглощения а, м . [c.134]

При наличии инверсной населенности уровней энергии 2 и i активной среды ( 2> i), т. е. при выполнении условия N2lg2>N)gi (Ni, Nu 2, g — населенности н кратности вырождения уровней 2, i) вынужденное излучение превалирует над поглощением и свет с резонансной частотой ш = 2— i/h усиливается при прохождении через среду. Усиленный таким образом свет люминесценции активной среды называют излучением сверхлюминесценции. Для возникновения генерации вводят положительную обратную связь, располагая активную среду в оптическом резонаторе, который в простейшем случае представляет собой два параллельных зеркала. Одно из зеркал резонатора делается полупрозрачным для частичного вывода излучения. Пространственное распределение поля генерируемого излучения соответствует собственным колебаниям резонатора, называемым модами. Различают продольные и поперечные моды, относящиеся к распределению поля вдоль оси резонатора и в плоскости, перпендикулярной оси. Искусственное снижение добротности резонатора позволяет достичь значительного коэффициента усиления активной среды без возникновения генерации. Последующее быстрое включение добротности приводит к генерации мощных световых импульсов малой длительности (гигантских импульсов). [c.895]

Неорганические жидкостные лазеры. Активные среды неорганических жидкостных лазеров представляют собой растворы соединений TR +-hohob в неорганических растворителях сложного состава. Лазерный эффект достигнут пока только для ионов Nd + (табл. 34.8). Генерация идет по четырехуровневой схеме на переходе / 3/2— - Ai/2 с поглощением света накачки собственными полосами поглощения Nd +. Неорганические жидкостные лазеры могут работать с циркуляцией рабочего гещества, дают высокие значения выходной мощности. Эти лазеры работают как в режиме свободной генерации, так и с модуляцией добротности. [c.948]

Наиболее перспективные в прикладно.м отношении магнитооптические материалы характеризуются высокой магнитооптической добротностью ф - 2 р а (где 0/.- — удельное фарадеевское вращение, град/см а — коэффициент оптического поглощения, см ). Очевидно, устройство может обладать высокими параметрами только при достаточно большой добротности. Однако добротность однозначно не определяет выбор материала для конкретного применения. Существуют дополнительные требования, касающиеся предпочтительного диапазона намагниченности насыщения температуры [c.30]

Монокристаллические ортоферриты привлекли внимание как материалы с подвижными цилиндрическими магнитными доменами. При комнатной температуре подвижность доменной eдиницьf достигает 10 см/(с Э), увеличиваясь при - 100 С до 50 000 см (с Э). В видимой области удельное фарадеевское вращение 9/.- в ортоферритах достигает 10 град см, что в сочетании с их хорошей прозрачностью в красном свете позволяет получать высокие значения магнитооптической добротности ф. В коротковолновой части спектра фарадеевское вращение возрастает, однако поглощение растет быстрее, вследствие чего магнитооптическая добротность низка. С ростом длины волны вр падает по закону, близкому к 1 (где Я - длина волны), и поглощение также снижается. Причем при Я 1,35 мкм коэффициент поглощения а 0,1 см , в результате чего в инфракрасном свете магнитооптическая добротность ортос()ерритов превышает 10 град. [c.30]

Среди замещенных ферритгранатов наивысшие магнитооптические параметры 0 и г з имеют висмутзамещенные гранаты, которые в настоящее время считаются наиболее перспективными для использования в магнитооптических устройствах. Установлено, что удельное фарадеевское вращение в них почти линейно увеличивается с ростом концентрации висмута. Коэффициент поглощения а при это.м также растет во всем диапазоне длин волн от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного. В результате магнитооптическая добротность с ростом концентрации висмута сначала быстро растет, а затем насыщается и даже несколько падает, когда рост поглощения начинает обгонять увеличение фарадеевского вращения. [c.31]

Большое распространение в качестве затворов получили также насыщающие фильтры, прозрачность которых возрастает с увеличением интенсивности света, проходящего через них. Такого рода просветляющиеся фильтры получили название пассивных затворов. Поглощение излучения в них связано с переводом молекул из основного состояния в возбужденное. До импульса почти все молекулы находятся в невозбужденном состоянии, и поглощение на данной стадии велико. Следовательно, если такой фильтр находится внутри резонатора, то это связано с увеличением порога генерации, в результате чего к моменту начала генерации под действием накачки на верхнем рабочем уровне рабочего тела накапливается значительное число атомов. После возникновения генерации под действием излучения число невозбужденных молекул в фильтре быстро уменьшается за счет фотовозбуждения, что приводит к резкому уменьшению поглощения фильтр просветляется, добротность резонатора возрастает, и запасенная энергия в рабочем теле излучается в виде мощного импульса. В качестве веществ для пассивных затворов используются некоторые органические красители — так называемые фталоцианины и полиметиновые красители, а также некоторые специальные марки стекол. Особенностью такого рода затворов является невозможность управления моментом отпирания, поэтому они и получили название пассивных. [c.31]

Фоготрониый (пассивный) затвор применяется для модуляции добротности резонатора лазеров и для получения режима самосинхронизации мод в лазере. Действие его основано ва явлении насыщения поглощения (просветлении) среды при воздействии на неё интенсивного оптич. излучения (см. Насыщения эффект). Быстродействие фототропвых О. з. определяется свойствами используемой среды (стекла, красители и др.) и составляет 10" —10" с. [c.453]

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]

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]

Наиб, распространены 2 метода С. с. ) фурье-спектро-скопия, являющаяся продолжением и развитием методов классич. спектроскопии, основанной на использовании не-монохроматич, теплового излучения (см. Фурье спектроскопия. Фурье-спектрометр) 2) монохроматич. спектроскопия с применением монохроматич. генераторов, обладающих широкодиапазонной непрерывной перестройкой частоты. Наибольших успехов достигла разработангшя в России монохроматич. С. с.. основанная на использовании ЭЛ.-перестраиваемых по частоте генераторов типа ламп обратной волны (ЛОВ), иногда называемая ЛОВ-спектроскопией. С. с. с применением лазеров раепросгра-нена значительно меньше из-за узкополосности перестройки лазеров. По сравнению с фурье-спектроскопией в суб-миллиметровом диапазоне ЛОВ-спектроскопия имеет значит. преимущество по таким осн. параметрам, как разрешающая способность р10 —10 (p = v, Sv, где 5v— мин. разрешимый интервал по частоте) и динамич. диапазон 0 = где —макс. и мин. мощности регистрируемых сигналов. Это позволяет методами ЛОВ-спектроскопии успешно проводить исследования, напр., узких резонансных линий поглощения с добротностью 10, а также исследовать вещества в области резких изменений их свойств (напр., при фазовых переходах). [c.17]

В основе че гвертой группы методов получения ударных волн лежит облучение поверхности преграды лазерным светом или потоком электронов. В зоне поглощения энергии излучения возникают высокие давления, амплитуда которых прямо пропорциональна концентрации поглощенной энергии и зависит от длительности импульса излучения io, уменьшаясь с ее увеличением [3]. На расстояниях, превышающих толщину слоя, в котором поглощается энергия излучения, распространяющиеся волны существенно нестационарны. При облучении лазером с модулированной добротностью свободной поверхности мишени зарегистрированные амплитуды одномерных волн напряжения, как правило, не превышают 1 ГПа [4]. [c.264]

Случай Я-поляризации (рис. 124, в, г, кривые которого построены соответственно в областях 1, 1) и 1, 2) на разрезах в плоскости х, б, отмеченных на рис. 121,6 отрезками прямых) дает пример еще более явного различия между влиянием поглощения в неидеальных диэлектриках в зависимости от добротности эффекта полного незеркального отражения. В области [1,1 энергетические потери не превышают 0,7 %, достигая в области 1,2 значений порядка 33 %. Таким образом, геометрические места точек, соответствующих режиму полного незеркального отражения, в областях 1,М , М=, 2,. .., для решеток волноводного типа образуют непрерывные линии на плоскостях х, б (аналогичный вывод справедлив для любой плоскости, координатная система которой определяется произвольной парой независимо изменяющихся параметров). В областях 7V, М) с N > 2, N режимам незеркального отражения с уровнем концентрации не ниже заданного соответствуют лишь отдельные острова в плоскости изменения любых двух независимых параметров. В областях с одинаковым N при возрастании М увеличивается и количество таких островов. Существует возможность достижения практически полного незеркального отражения на одной из гармоник в отдельных точках. При практическом использовании решеток с диэлектрическим заполнением в режиме полного автоколлима- [c.180]

Система уравнений (4.2)—(4.6) может быть использована для анализа многомодового режима как при пассивной модуляции добротности, так и при свободной генерации. Для этого следует лишь отбросить уравнение (4.5) и последний член в уравнении (4.6). Ниже будут изложены результаты численного исследования системы уравнений, аналогичной системе (4.4)—(4.6), но несколько упрощенной вследствие использования предположения о том, что внутри резонатора могут существовать только продольные моды (поперечный индекс опущен) и неоднородность продольного распределения плотности мод в резонаторе не учитывается ( F и приняты равными единице). Поскольку контур линий усиления в активной среде чаще всего может быть аппроксимирован лорен-цовской (однородное уширение — рубин, гранат и другие кристаллы) или гауссовской (стекла) зависимостью, имеющей максимум в центре линии усиления, а спектральные кривые поглощения фототропных веществ — некоторой линейной зависимостью с углом наклона, различающимся для разных красителей и рас- [c.180]

Запишем эту систему в несколько более общем виде, который пригоден для анализа режима пассивной модуляции добротности, когда внутрь резонатора введена фототропная нелинейно-погло-щающая среда, поглощение в которой под действием интенсивного излучения стремится к насыщению, т. е. к выравниванию населенностей рабочих уровней. Поглощение при этом стремится к нулю [c.221]

Принцип действия пассивных модуляторов добротности основан на свойстве фототропных сред изменять коэффициент поглощения под действием интенсивного светового потока. Просветляющиеся фильтры содержат молекулы (атомы), резонансно поглощающие излучение на частоте рабочего перехода данного лазера. [c.119]

Оценить величину напряжения, соответствующую максимуму поглощения, которое будет индуцироваться в настроенной катушке возбуждения, имеющей 10 витков на метр, индуктивность 1 мкгн и добротность Q, равную 100. Фактор заполнения / = 0,5. [c.63]

Итак, введение селективного поглощения позволяет в принщ1пе повысить эффективность параметрического усиления звука заметим, что в недиспергирующей среде коэффищ1ент параметрического усиления субгармоники даже при идеальном синхронизме не может существенно превьпиать единицу [Гольдберг, 1972 Руденко, Солуян, 1975]. Технически такую селекцию можно осуществить в плоском резонаторе, одна из стенок которого представляет собой пластинку конечной толщины, причем акустический импеданс пластинки сильно отличается от импеданса окружающей среды. При нормальном падении волны на резонансных частотах пластинка не отражает ее, а пропускает полностью. Это обстоятельство и можно использовать для устранения перекачки энергии в ненужные гармоники [Зарембо и др., 1980]. Использовав такую пластинку в качестве границы плоского резонатора (акустического интерферометра) и возбудив его на частоте = ясо/ г/,, мы получаем, что на т-й и высших гармониках частоты со добротность резонатора Q мала (он открыт), тогда как на основной частоте и ее гармониках с номерами меньше т значение Q может быть велико, причем отражение по скорости происходит в противофазе, т.е. пластинка эквивалентна твердой стенке, и спектр частот такого резонатора остается эквидистантным. [c.150]

Подставляя сюда добротность и частоту, соответствующие рабочему режиму (случай 4), получаем /ц = 0,8 вт1см при V = 4 кв. Учитывая, что излучающая поверхность алюминиевой полусферы составляет 3700 получим для полной излучаемой мощности величину 3000 вт, что с точностью до 5 % согласуется с результатом радиометрических измерений. Подсчет нелинейного поглощения, выполненный в соответствии с формулой (51), показывает, что эффективность этого излучателя практически равна 100%, т. е. потери на нелинейное поглощение пренебрежимо малы. [c.198]

Эксперименты по наблюдению и измерению эффекта Штарка проводятся в поле излучения импульсных лазеров с модуляцией добротности при длительности импульса от нескольких наносекунд до нескольких десятков фемтосекунд. Из этих цифр легко оценить, что до очень больших значений главных квантовых чисел 10 типичные расстройки резонанса достаточно велики, так что они соответствуют постоянным времени, меньшим, чем длительность лазерных импульсов. Это означает, что величина штарковского возмущения определяется мгновенным значением напряженности поля излучения. Уровень сдвигается на фронте лазерного импульса, сдвиг достигает максимума в максимуме импульса, уменьшается на спаде импульса, и к его окончанию уровень возвращается к исходному невозмущенному значению. Таким образом, интегральный эффект, возникающий за время действия лазерного импульса, состоит в уширении наблюдаемой линии в спектре поглощения вспомогательного света. При этом величина уширения имеет порядок максимального сдвига уровня, возникающего в максимуме импульса. Именно такое уширение и наблюдалось в первом экспериментальном исследовании эффекта Штарка в поле лазерного излучения [4.Г. [c.88]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...