Расходимость излучения

Наименьшую расходимость имеют газовые лазеры. Она составляет для них примерно К). Использованием относительно простой оптической системы (телескопической насадки) можно еще уменьшить расходимость излучения газового лазера. [c.32]

Красители дают генерацию не только в растворах, но и в парах ). Лазеры на парах сложных молекул генерируют излучение в области 350—570 нм с коэффициентом полезного действия, близким к коэффициенту полезного действия лазеров на растворах. Преимущество этого типа лазеров — малая расходимость излучения, которая не превышает 3—4 угловых минут. [c.295]

Таким образом, высокая направленность лазерного излучения является следствием возбуждения в нем мод с малыми поперечными индексами. Наименьшая угловая расходимость излучения, часто называемая дифракционной, имеет место при возбуждении в лазере только одной основной моды. [c.286]

Фотографическая камера 16 с кассетой 17 используется для определения угловой расходимости излучения ОКГ (см. стр. ЗС)1). Для получения нормального почернения на фотопластинках лазерное излучение ослабляется нейтральным светофильтром 15, закрепленным перед объективом камеры. [c.300]

Расходимость излучения, мрад. ...................... 2 [c.46]

Вследствие малых размеров резонатора и неоднородности р—/г-перехода угловая расходимость излучения полупроводникового лазера значительно больше, чем твердотельных и газовых лазеров, и достигает в горизонтальной плоскости 1—2°, а в вертикальной еще больше — 5—10°. Коэффициент полезного действия полупроводникового лазера на основе арсенида галлия 1—4%. Длина волны излучения полупроводниковых лазеров меняется в широких пределах в зависимости от состава полупроводника, перекрывая всю видимую часть спектра. Так, лазеры, в которых рабочим телом является сульфид цинка (ZnS), излучают в ультрафиолетовой части спектра (Я, = 0,33 мкм), селенид [ d (S + Se) ] — имеют зеленый цвет излучения X = 0,5-н0,69 мкм), арсенид— фосфид галлия [Qa(As + Р)] — красный (Я. = 0,75-нО,9 мкм) и т. д. [c.62]

Химический состав используемых жидкостей остается неизменным в течение 1—2 мес, после чего требуется обновление жидкостей. Это является одним из основных недостатков жидкостных лазеров. Кроме того, в жидкостях, особенно при больших мощностях, из-за термооптического эффекта могут образовываться термические линзы, приводящие к увеличению расходимости излучения. [c.64]

Под энергетической расходимостью излучения лазера понимают плоский или телесный угол при вершине конуса, внутри которого распространяется заданная доля энергии или мощности пучка излучения [88]. Чаще всего расходимость определяют на уровне половинной интенсивности или на уровне, где интенсивность падает в е раз от максимальной величины. Такое определение расходимости справедливо для сравнительно однородного по сечению луча, соответствующего основному типу колебаний (ТЕМ 00 ) резонатора. В случае многомодового излучения говорят о диаграмме направленности, понимая под этим угловое распределение энергии или мощности излучения в дальней зоне пространства, т. е. на таких расстояниях I > от излучателя, когда погрешности в фазах колебаний, складывающихся в точке наблюдения от всех элементарных участков апертуры луча D, малы по сравнению с л. При меньших расстояниях обычно нельзя говорить о диаграмме направленности, так как распределение интенсивности по углам зависит в этих случаях от расстояния I. [c.101]

По методу Фуко в фокусе линзы помещают диафрагму с плавно изменяющимся отверстием, а за ней калориметр или калиброванный фотоэлемент. Изменяя диаметр диафрагмы и еще раз измеряя энергию, можно определить диаметр луча, содержащего в фокусе заданный процент энергии луча, т. е. определить энергетическую расходимость излучения. Другим методом является фотографирование пятна в фокусе излучения. [c.102]

Схема установки для проведения подобных исследований приведена на рис. 132. Органический лазер 1 работает в спектральном интервале от 0,387 до 0,415 мкм и при настройке на определенную длину волны обеспечивает мощность в импульсе около 10 кВт при длительности 5 не. Спектральная ширина импульса составляет 0,025 нм при угле расходимости излучения около 3 мрад. Излучение, прошедшее через плазму, определяется по отношению показаний фотодиодов Jh и Это излучение [c.223]

Процесс ВР используется для обращения волнового фронта. При ВКР энергия частично когерентного лазерного излучения преобразуется в энергию полностью когерентного светового пучка на смещённой (стоксовой) частоте (ВКР-коррекция волнового фронта). Такая коррекция позволяет значительно (в > 10 раз) уменьшить угл. расходимость излучения. При этом квантовая эффективность преобразования составляет обычно 30—50%, а иногда и 80—90%. [c.303]

Активная среда Способ возбуждения Длина волны, мкм Режим Длительность импульсов Частота повторения, Гц Мощность Расходимость излучения [c.230]

Профиль радиального распределения интенсивности излучения сохраняется по мере удаления от лазера только для гауссовых пучков. Поэтому определение расходимости излучения, как правило, связано с некоторой неопределенностью. Для определения угла расходимости пучков с произвольным распределением интенсивности целесообразно использовать распределение интенсивности в дальней зоне, где сформировалась дифракционная картина лазерного пучка. Это происходит на расстояниях x wq/X. Необходимо отметить, что значения х, удовлет- [c.66]

В реальных условиях величина расходимости излучения технологических лазеров может существенно превышать величину d из-за оптической неоднородности активной среды, несовершенства оптических элементов резонатора и их механических вибраций, приводящих к колебаниям оси резонатора в пространстве. [c.68]

В заключение перечислим еще раз положительные и отрицательные свойства рубиновых лазеров. К первым необходимо отнести генерацию лазера в видимом диапазоне длин волн и возможность достаточно частого повторения импульсов. Среди недостатков нужно указать высокую энергию накачки, низкий КПД, ограничение энергии излучения на уровне нескольких Дж, плохая расходимость излучения, невозможность реализации ста- [c.176]

Угловая расходимость излучения [c.43]

Угловая расходимость излучения является важнейшим параметром когерентных источников. В [16] ( 1.1) автор осуществил попытку систематического изложения вопроса о зависимости этого параметра от характера распределения поля на выходе источника. Некоторые материалы [16] будут использованы и здесь. [c.43]

Из этих примеров со всей очевидностью следует, что неравномерность распределения амплитуды поля сравнительно слабо сказывается на осевой силе света (а следовательно, и на расходимости излучения). [c.50]

Вопрос о величине и природе расходимости излучения таких пучков был рассмотрен в 1.3 там же указывалось, что одна из двух компонент расходимости, геометрическая, может быть сведена на нет путем применения линзы с фокусным расстоянием, равным р. После линзы пучки имеют уже плоскую опорную поверхность, и остается лишь та компонента расходимости, которую мы называли дифракционной. [c.87]

Перейдем теперь к рассмотрению случаев, когда поверхности раздела сказываются на поперечном распределении полей и, следовательно, угловой расходимости излучения. Чаще всего такими поверхностями являются [c.136]

Проследим теперь за поведением волн здесь это вполне можно делать в рамках геометрического приближения. Очевидно, после первого отражения от вогнутого зеркала внутри резонатора остается часть сечения каждой волны, равная 1/Л/ сами же волны из сферических становятся плоскими с направлениями распространения, наклоненными по отношению к оси на углы /X/(2Mz), тХ1(2Ма). Хотя функции, описывающие эти волны, уже не ортогональны внутри области определения, но ввиду случайности исходных фаз общая мощность остается примерно равной сумме мощностей, переносимых каждой волной, и, таким образом, на этом этапе уменьшается в раз. Учтя число волн, получаем, что ширина всего диапазона углов, т.е. суммарная расходимость излучения, составляет 2al(Mf2). [c.173]

С другой стороны, поскольку угловая расходимость излучения зависит в первую очередь от распределения фазы на выходе генератора, а неравно- [c.195]

В связи со всем этим дать готовые рецепты на все случаи жизни представляется невозможным. Поставим перед собой более скромную задачу разъяснить те соображения и обстоятельства, которые следует принимать во внимание при создании резонаторов для важнейшего класса лазеров с высоким к.п.д. и малой угловой расходимостью излучения. Если смысл стремления к высокому к.п.д. не требует разъяснений, то проблема угловой расходимости заслуживает некоторых дополнительных комментариев. [c.202]

Упражнение 2. Измерение угловой расходимости излучения ОКГ. Для этой цели сфотографируйте пятно лазерного излучения в фокальной плоскости камеры 16. Используйте фотопластинки изопанхром или специальные фотопластинки для ИК-области спектра. Измерение размеров пятна на фотопластинке проводите на компараторах МИР-1, ИЗА-2 или на микрофотометрах МФ-2, МФ-4. Угловую расходимость оцените по формуле а= ЪЦ, где О — диаметр пятна , f — фокусное расстояние камеры. Строго говоря, диаметр пятна нужно определять как диаметр окружности, в точках которой интенсивность излучения в два раза меньше, чем в центре пятна . Однако в настоящей задаче можно ограничиться приближенной оценкой. [c.301]

Упражнение 2. Наблюдение структуры мод и измерение их угловой расходимости. Диаметр диафрагмы 9 уменьшите так, чтобы осуществить выделение одной основной моды. С помощью линейки на экране 8 измерьте размер пятна и определите угловую расходимость излучения. Далее при широко раскрытой диафрагме произведите измерение угловой расходимости в режиме генерации многих поперечных мод. Затем выделите отдельные высшие поперечные моды. Этого можно достичь путем небольшой разъю-стировки зеркал резонатора, поскольку чувствительность разных поперечных мод к разъюстировке зеркал различна. Другой способ заключается в использовании тонких металлических проволочек, которые вносятся в луч лазера внутри резонатора. Зарисуйте структуру поля и измерьте угловую расходимость наблюдающихся поперечных мод высших порядков. [c.307]

В твердотельных лазерах в качестве активной среды используются твердые тела рубин, специальное стекло, алюмоиттриевый гранат, вольфрамат кальция и др. Всего к настоящему времени разработано и испытано несколько десятков различных твердых сред, пригодных для создания твердотельных лазеров. Однако для целей упрочнения могут использоваться лишь те из них, которые обеспечивают генерацию лазерного излучения с определенными энергетическими и пространственно-временными характеристиками. В зависимости от вида используемой активной среды твердотельные лазеры могут работать в импульсном или в непрерывном режиме генерации излучения. При работе в импульсном режиме для реализации процессов упрочнения важны следующие параметры лазерного излучения энергия в импульсе, длительность импульса, расходимость излучения, диаметр луча, частота следования импульсов. При реализации процесса шокового лазерного упрочнения важной характеристикой также является импульсная мощность излучения. [c.34]

Один из первых лазеров с поперечной прокачкой, который был применен для выполнения технологических операций, в частности, для упрочнения, разработан фирмой GTE Sylvania [79]. Выходная мощность установки модели 971 в непрерывном режиме при стабильности во времени 5% достигает 1,5 кВт. Расходимость излучения не превышает 1,3 мрад, На рис. 27 приведен общий вид установки. Важным достоинством установки являются ее сравнительно небольшие габаритные размеры (4000 X 2500 мм). [c.49]

Г. л. позволяют получать предельно узкие и стабильные линии генерации. Малая плотность активной среды определяет малость температурных изменений показателя преломления. Это позволяет сратгательпо легко получать с Г. л. предельно малую (дифракционную) расходимость излучения. Многообразие физ, процессов, приводящих к образованию инверсии населённостей, создаёт больпгое разнообразие типов, характеристик и режи.мов работы Г. л. Возможность быстрой прокачки газот.)й активной среды через опт 1ч. резонатор позволила в Г. л. достичь рекордно больппгх ср. мощностей из- [c.381]

Расходимость излучения лазера можно уменьшить, увеличив с помощью телескопа размер пучка. Из рис. 2.4 видно, что в случае двухлинзового конфокального телескопа с коэффициентом увеличения М — Fi/Fx, где F и F2 — фокусные расстояния первой и второй линз по ходу луча, размер пучка увеличивается в М раз. Так как при этом 01Ш1 = 02Ш2, то расходимость излучения за второй линзой также падает в М раз, т. е. [c.68]

Некоторые другие виды излучателей. О когерентном и некогерентном сложении. Сначала коснемся расходимости излучения эрмитовых и лагер-ровых пучков с произвольными индексами ( 1.2), ограничившись тем наиболее важным случаем, когда их параметры р и w действительны. Среди этих пучков тот единственный, который обладает настоящим сферическим волновым фронтом — гауссов, — нами уже рассмотрен. Выражения для распределений комплексной амплитуды остальных пучков, помимо множителя exp[(ik/2p) (рс] + > i)], содержат еще и другие влияющие на общую фазу множители, приводящие либо к скачкам фазы на я, либо к медленному ее изменению. Мы и тут будем говорить о геометрической компоненте расходимости ( г = ЬЦ р ) и дифракционной, которая имеет место при р = оо, хотя такое разделение здесь носит более условный характер, чем при подлинной сферической эквифазной поверхности. [c.54]

Очевидно, этот способ может быть применен для уменьшения расходимости не только эрмитовых и лагерровых пучков, но и пучков с распределением поля вида (1.26). Необходимо только иметь в виду, что стационарный фазовый корректор позволяет ликвидировать фазовые скачки лишь у какого-то одного из пучков семейства расходимость излучения значительной части остальных не только не убывает, но даже возрастает (за счет появления новых линий, на которых происходят скачки фазы). [c.58]

Обозначения мод и поляризация их излучения. Общий характер расположения пятен (максимумов двумерных распределений интенсивности по сечению) у мод устойчивых и плоских (а также им эквивалентных) резонаторов одинаков, одинакова и система обозначений этих мод. Как правило, моды с поперечными индексами т, п и аксиальным q обозначаются ТЕМ , что берет начало от английского термина Transversal Ele tromagneti Mode. Если речь идет только о поперечной структуре, то индекс q опускается так, ТЕМоо — низшая мода с наименьшей расходимостью излучения и потерями. [c.108]

Из формул (3.2) следует, что чувствительность к возмущениям у распределений полей устойчивых резонаторов из зеркал сравнительно небольшой кривизны быстро убывает, при прочих равных условиях, по мере увеличения последней. Действительно, при этом величина ar os fgig2 возрастает вместе с ней растут все разности собственных значений близких по классификации мод. Поэтому распределения полей устойчивых резонаторов, заметно отличающихся от плоских (и концентрических), сравнительно мало подвержены влиянию внутрирезонаторных аберраций. К этому добавим, что большая расходимость излучения лазеров с устойчивыми резонаторами значительного сечения обычно вызывается не влиянием аберраций, а возбуждением мед высокого порядка (см. следующий параграф). Наконец, если еще принять во внимание, что играющие, как правило, наибольшую роль волновые аберрации первого порядка (оптический клин) и второго ( линзовость среды) легко учитываются прямо на этапе составления матрицы резонатора, то в дальнейший анализ деформаций отдельных мод можно уже не вдаваться. [c.151]

Наиболее распространенным источником малых волновых аберраций первого порядка (оптический клин) является непараллельность зеркал. В этом случае F(x) — 1 = 2ikex, где е — угол между зеркалами. Поскольку F — I является антисимметричной функцией х, не равны нулю только Р 1 с четными т — /1. Несложный анализ показывает, что с увеличением угла разъюстировки е центр тяжести распределения поля монотонно смещается в сторону более удаленных друг от друга краев зеркал (противоположный вывод в [80] основан на неточности в рассуждениях). В частности, выражение для собственной функции низшей моды имеет вид и о Uq + A ea X)Nui ([57] рис. 3.6а). В соответствии с этим выражением основная мода оказывается заметно деформированной уже пр и крайне малых углах разъюстировки. Когда е достигает значения Х/(4аЛ ) (что соответствует разности оптических длин на противоположных краях резонатора X/27V), угловая расходимость излучения основной моды примерно удваивается [120] одновременно сама теория возмущений перестает быть применимой для описания этой моды. Такая чувствительность к ничтожным аберрациям приводит к тому, что наблюдать мало искаженную низшую моду плоского резонатора с большим N в опытах с лазерами не удается практически никогда. [c.153]

Об универсальности этих формул убедительно говорит то обстоятельство, что они оказываются в равной мере пригодными для близких к плоским как устойчивых, так и неустойчивых резонаторов. Рассчитаем, например, с помощью (3.5) угловую расходимость излучения моды с пятнами диаметра Ф на зеркалах идеального симметричного устойчивого резонатора, имеющих радиусы кривизны R> L. Стрелка прогиба каждого зеркала в области пятна составляет Ф /(8 ), общая вариащш длины AL l AR), if о j flRL. Поскольку углы наклонов лучей, следующих от одного края резонатора к другому и обратно, здесь изменяются в пределах от О до и от О до — 0 соответственно (рис. 3.75), полная расходимость кр = 2 ро 2Ф /2RL. Нетрудно убедиться в том, что к тому же приводит и строгая формула (2.23) для дифракщюнной компоненты расходимости (при R > L геометрической можно пренебречь). [c.157]

Поскольку в случае наиболее часто используемого телескопического резонатора все аберрационные коэффициенты ау монотонно убывают с ростом М, угловая расходимость излучения при этом, как правило, уменьшается. Правда, если ряд Lajrijr является знакопеременным, непропорциональное уменьшение его коэффициентов может, в принципе, привести к тому, что описьюаемое этам рядом распределение станет менее благоприятным. В [16] показано, что подобные примеры хотя и существуют, однако совершенно не типичны в подавляющем большинстве случаев полезно, чтобы аберрации суммировались на возможно меньшем числе проходов через неоднородную среду. [c.163]

Рассмотренная последней пространственная конкуренщ я мод нередко оказывает существенное (или даже решающее) влияние не только на ширину спектра, но и на угловую расходимость излучения. Несмотря на это, в тех же книгах пространственной конкуренции не уделено должного внимания. Более того, там можно найти не только сообщение о том, что однородность уширения линии автоматически влечет за собой одномодовую генерацию [136], но и совершенно противоположные утверждения о столь же автоматическом выходе в генерацию всех мод, потери которых уступают величине ненасыщенного усиления (усиления, которое развивается при данной накачке в отсутствие генерации) [100]. Истина лежит где-то посредине. Отметим еще, что по сравнению с первыми двумя эффектами на характере пространственной конкуренции в большей мере сказываются индавидуальные особенности резонатора все это побуждает нас остановиться на данном вопросе немного подробнее. [c.178]

Поперечные поправки к частоте невелики при гекеращ1и на небольшом числе низших мод плоских или близких к ним резонаторов, т.е. при умеренной расходимости излучения (см. 1.2, 2.1 о взаимосвязи между поперечной структурой и фазовой скоростью). Поэтому можно ожидать, что спектры излучения лазеров с небольшой расходимостью, работающих на средах с однородным уширением в квазистапионарном режиме, должны удовлетворительно описываться изложенной выи е теорией даже в присутствии разных поперечных мод. Автором и Б.М, Седовым бьшо в свое время показано [64]. что это действительно так. [c.182]

Формула (3.14) сохраняет силу и в трехмерном случае. Из нее ви дно. что при увеличении сечения активных элементов снижение расходимости излучения отдельных низших мод компенсируется ростохм их числа, и общая расходимость не убывает, все более отдаляясь от дифракционного предела. Правильность такого вывода была подтверждена, в частности, прямой экспериментальной проверкой в [60]. [c.187]

Малая расходимость излучения не только непосредственно требуется во многих практических применениях ее достижение является необходимым звеном самого рационального способа решения более общей задачи получения высококогерентного излучения с заданными пространственными характеристиками. Этот способ состоит в построении генератора узконаправленного излучения, которое при необходимости подвергается последующему (внерезонаторному) преобразованию в пучок с иной требуемой пространственной структурой. [c.202]

Это повлекло бы за собой существенное увеличение общей вариащ1и длины AZ, а с ней и расходимости излучения, причем за счет неустранимой дифракщюнной ее компоненты (заполнить своим излучением все сечение устойчивого резонатора с AL X и 7V > 1 способны лишь моды высокого порядка). [c.206]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...