Добротность кристалла

Добротность кристалла 126 Дозиметрия ультразвука 569, 572 Дополнительное подмагничивание магнитострикционных вибраторов 54, 55 Допплера частоты 171, 173, 180, 189 Дубление кожи 478 Дуговой генератор 56 [c.715]

Значительно более быструю модуляцию добротности резонатора можно осуществлять, используя электрооптические затворы (см. 152). Действие этих затворов основано на практически безынерционном изменении или возникновении оптической анизотропии некоторых жидкостей и кристаллов под действием электрического поля. Относящийся к явлениям этого типа эффект Керра описан в 152. С этой же целью применяется и другое электрооптическое явление, так называемый эффект Поккельса, возникающий в кристаллах и столь же малоинерционный, как и эффект Керра. [c.790]

Изменение ориентации кристалла (или его температуры, или наложение на кристалл постоянного электрического поля) приводит к смещению частот, для которых выполняется условие синфазности в направлении максимальной добротности, перпендикулярном зеркалам, и в результате частоты генерируемого излучения СО1, з изменятся. Таким образом, параметрические генераторы света позволяют получать мощное когерентное излучение с плавной перестройкой его частоты. [c.853]

Лазер на кристалле рубина работает обычно в импульсном режиме. Различают два режима работы рубинового лазера режим свободной генерации и режим с модуляцией добротности. Работа рубинового лазера в режиме свободной генерации продолжается до тех пор, пока интенсивность излучения импульсной лампы не станет слишком малой и уровень инверсной населенности не упадет ниже порогового. Обычно стандартные рубиновые кристаллы длиной в несколько сантиметров при диаметре 1 с.м позволяют получить в этом режиме полную энергию в импульсе излучения порядка нескольких джоулей. Длительность самого импульса генерации при этом измеряется миллисекундами и, следовательно, средняя мощность излучения генератора порядка нескольких киловатт. [c.283]

Кристаллы кварца отличаются очень высокой механической добротностью (б-Ю" —10 и выше у синтетических кристаллов) и малыми значениями tg б (не более [c.559]

Кристаллическая структура граната хотя и сложна, но хорошо изучена Существенным отличием структуры граната от структуры шпинели является полное заполнение ионами металла всех тетраэдрических и октаэдрических пустот. Это способствует большой стабильности решетки граната (акустическая добротность граната такая же, как у лучших кристаллов, например, кварца—10 . [c.35]

Принцип построения электрич. схемы К. г. и его действия такие же, как и у обычных генераторов электромагнитных колебаний. Параметры колебат. системы выбирают так, чтобы большая часть энергии была сосредоточена в кварцевом резонаторе. В этом случае генерируемая частота определяется гл. обр. высокостабильной собств. частотой кварцевого резонатора, к-рый является объёмной механич. колебат. системой, выполненной в виде пластины, кольца или бруска, вырезанных определённым образом из кристалла кварца. Такой пьезоэлектрический резонатор обладает очень малыми потерями энергии нри колебаниях и высокой добротностью 10 ч-10 . Кварцевый резонатор механически очень прочен, химически стоек, нечувствителен к влажности, его собств. частота мало зависит от темп-ры. Кроме того, кварцевый резонатор имеет малые размеры, что облегчает его защиту от внеш. воздействий. [c.345]

Модуляторы добротности на ячейке Поккельса являются наиболее распространенным типом устройств для модуляции добротности. В зависимости от используемого в ячейке Поккельса нелинейного кристалла, конфигурации прикладываемого поля, ориентации кристалла и значения рабочей длины волны четвертьволновое напряжение может быть в пределах 1—5 кВ. [c.288]

Для точечной группы тт2, к которой принадлежит ниобат бария-натрия, имеется три независимых нелинейных коэффициента йз1, йзг, йзз [1]. Величины этих коэффициентов были вычислены по результатам измерения выхода мощности второй гармоники на длине волны 0,532 мкм при использовании сфокусированного излучения ИАГ Nd-лазера (Л = 1,064 мкм) с непрерывной накачкой и периодической модуляцией добротности [1, 34]. Коэффициенты ниобата бария-натрия оценивались относительно коэффициента du кварца (табл. 5.3). Некоторая разница в полученных различными авторами значениях нелинейных коэффициентов НБН объясняются, видимо, различием качества использовавшихся кристаллов. [c.193]

СОг-лааера, генерирующих на длинах волн 1,06 и 10,6 мкм соответственно. Вспомогательный маломощный ИАГ М(1-лазер с пассивной модуляцией добротности кристаллом LiF. Fa за счет коротких мощных импульсов, длительность которых 120 не, пиковая мощность 30 кВт при средней мощности 30 Вт удаляет поверхностный окисный слой и создает затравочную зону разрушения. Основной непрерывный СОг лазер излучением мощностью до 500 Вт осуществляет процесс обработки. Наличие затравочной зоны разрушения резко увеличивает поглощательную способность обрабатываемого материала на длине волны основного излучения и повышает эффективность использования энергии СОг-лазера. [c.157]

В предыдущ,ем изложении мы принимали в расчет только сопротивление излучения Однако, как уже было сказано в п. 2 настоящего параграфа, к сопротивлению излучения добав--ляется еще и сопротивление холостого хода обусловленное внутренним трением в кристалле, в той или иной мере всегда существующей в кварце двойниковой структурой, а также потерями в кварцедержателе. Как правило, сопротивление холостого хода превосходит теоретическое значение, даваемое формулой (99), и во многих случаях, особенно при излучении в воздухе, им нельзя пренебрегать по сравнению с сопротивлением излучения. Чем меньше тем выше добротность кристалла которая определяется выражением [c.126]

Для пьезоэлементов из природного кварца обычно допускают температуру (—50) (+90)° G. Если необходима высокая стабилизация частоты, пьезоэлемент помещается в камеру (термостат), где автоматически по,пдерживается неизмененная температура. Природный кварц в последнее время заменяют синтетическим кварцем, имеющим ряд преимуществ. Так, добротность иьезоэлемента из природного кварца резко надает при нагревании до 250° С пьезоэлементы из синтетического кварца сохраняют высокую Добротность 5-10 при температуре до 500° С. Для устранения внутренних дефектов строения синтетического кристалла вырезанный из него брусок предварительно выдерживают при 500° С под напряжением в течение 48 ч создаваемая напряженность поля имеет величину 500 в1см и направлена по оси 2. После такой обработки из бруска кварца могут быть вырезаны пластинки под различными углами относительно осей х, у, z такие пластинки именуют срезами (рис. 11.6). > [c.161]

Этилендиаминтартрат (ЭДТ) QHuNaOg представляет собой пьезоэлектрический кристалл, сравнительно легко выращиваемый в лабораторных условиях. Значение ньезомодулей у него выше, чем у кварца и достигает примерно (7 -ь 10)-10" м1в. Кристалл имеет ряд срезов с близким к нулю значением ТКЧ и при низких частотах используется в кристаллических фильтрах и стабилизированных генераторах. Кристаллы ЭДТ имеют более низкую механическую прочность и добротность, нежели кварц. [c.161]

Отражение объёмных акустич. волн от граней кристаллов позволяет создавать пьезокристаллич. монолитные или плёночные резонаторы. Наиб, широко используются кварцевые резонаторы в диапазоне частот 0,5—30 МГц, их добротность достигает 10 . Напылением тонких эпитаксиальных пьезоэлектрич. плёнок dS, ZnO или AlN на диэлектрич. подложку создают резонаторы на частоты до 10 ГГц. [c.53]

Наилучшим материалом для возбуждения М. в. являются ферриты, в частности монокристаллы железоит-триевого граната, обладающие высокой добротностью как магнитной, так и упругой подсистем. Эти кристаллы используются в акустоэлектронике для изготовления линий задержки сигналов СВЧ. Управляя посредством неоднородного магн. поля скоростью распространения сигнала (за счёт преобразования волн), можно [c.17]

Появление лазеров вызвало интенсивное развитие методов внутр. М, с., основанных на управлении когерентным излучением за счёт изменения параметров лазера. При этом мы. устройства, применяемые как внеш. модуляторы, номещаются внутри оптического резонатора лазера. Используя разл. способы внутр. модуляции, получают любой вид М. с. амплитудный, частотный, фазовый и поляризационный. Частотой излучения лазера управляют, изменяя добротность оптич. резонатора лазера, напр. менян оптич. длину резонатора. С этой целью одно из зеркал резонатора закрепляют либо на магнитострикционном стержне (см. Магнитострикционный преобразователь), либо на пьезоэлементе и изменяют длину резонатора синхронно с модулирующим напряжением. Тот же эффект достигается путём изменения показателя преломления среды, заполняющей резонатор, для чего используется электрооптич. кристалл. Частотную модуляцию излучения лазера можно получить также при наложении на активную среду магн. или электрич. полей (см. Зеемана эффект, Штарка эффект), под действием К-рых происходит расщепление и смещение рабочих уровней атомов, ответственных за генерацию когерентного излучения. Изменяя величину коэф. усиления, получают амплитудную модуляцию излучения лазера. Для этого воздействуют на разность населённостей активной среды, либо изменяя мощность её возбуждения, либо используя всцомогат. возбуждение, приводящее к-перераспределению населённостей. Амплитудная модуляция излучения может быть получена и при помощи модуляции тока разряда газовых или полупроводниковых лазеров, работающих в непрерывном режиме. Одним из методов управления когерентным излучением является модуляция величины обратной связи лазера, т. е. коэф. отражения зеркал резонатора. С этой целью используют резонатор, одно из зеркал к-рого вращается с большой скоростью, и потому условия генерации выполняются лить в короткие промежутки времени. Вместо зеркал часто используют вращающуюся призму полного внутр. отражения. Изменение величины обратной связи можно получить, заменяя одно из зеркал на систему зеркал, образующих интерферометр Фабри — Перо. Коэф. отражения такого резонатора зависит от расстояния между зеркалами, изменяя к-рое можно модулировать интенсивность излучения и получать т. н. гигантские импульсы, мощность излучения в к-рых существенно превосходит мощность непрерывной генерации. Наконец, излучение лазеров также модулируют, изменяя добротность оптич. резонатора путем введения потерь, величина к-рых управляется внеш. сигналом. Для этого используют модуляторы на основе элек- [c.184]

Принципиальное значение для Н. о. имело создание лазеров с модулиров. добротностью (1962), позволяющих иолучать при длительности импульсов 10 — 10 с интенсивности 10 —10 Вт/см . Сильные поля лазеров с модулиров. добротностью позволили начать исследования нелинейных эффектов, кубичных по полю, определяемых х - С помощью этих лазеров получены 3-я и 4-я оптич. гармоники (1963—64), обнаружено явление вынужденного комбинац. рассеяния (1962). Оказалось, что в сильных лазерных полях взаимодействия электронных и колебат. движений в молекулах и кристаллах приводят к фазиронке колебаний рассеяние становится когерентным, интенсивность рассеянного света возрастает на много порядков. [c.293]

П. р. широко используются в радиотехнике, электронике, электроакустике и др. в качестве фильтров, резонаторов в задающих генераторах, резонансных пьезопреобразователей и пьезотрансформаторов. Пьезоэлектриком в П. р. служит кристалл кварца или пьезо-керамика с малыми потерями. Кварцевые резонаторы применяются в качестве резонансных контуров генераторов злектрич. ВЧ-колебаний. Высокая добротность (10 — 10 ) кварцевого резонатора определяет малый уход частоты генератора от её номинального значения 1(10 — Ю )%] при изменении окружающей темп-ры, давления и влажности. Разработаны микроминиатюрные кварцевые резонаторы на частоты колебаний 30 кГц — 8,4 МГц, нашедшие применение в электронных часах, системах электронного зажигания двигателей внутр. сгорания и др. П. р. на основе кварца используются в акустоэлектронных устройствах фильтрации и обработки сигналов монолитных ньезо-электрич. фильтрах, а также фильтрах и резонаторах на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Оси. достоинство резонаторов на ПАВ — возможность использования в устройствах стабилизации частоты и узкополосной фильтрации в диапазоне частот 100— 1500 МГц. Пьезоэлектрич. фильтры из пьезокерамики, как правила, многозвенные, изготавливают на частоты 1 кГц — 10 МГц. При этом на частотах до 3,5 кГц используют биморфные пьезоэлементы, когда П. р. совершает резонансные колебания изгиба по грани в [c.192]

Рубин представляет собой кристалл корунда АЬОэ с примесью ( 0,05%) ионов Сг " , заметающих в кристал-лич. решётке ионы А1. Рубиновый лазер работает по трёхуровневой схеме, в к-рой уровнем 1 является осн. состояние уровнем 2 — полосы fj и уровнем 3 — дублет - . В мощных рубиновых лазерах применяют круглые стержни диам. 2см и дл. 20—30 см. Типичный режим работы—импульсный, реализуются также модуляция добротности, синхронизация мод, усиление мощности. Длина волны генерации рубинового лазера 0,7 мкм. [c.49]

Развитие полупроводниковых лазеров сделало Tiep neK-тивным использование их для накачки Т. л. Полупроводниковые лазеры (ПЛ) на основе монокристаллов арсенида галлия путём изменения состава позволяют получать генерацию в области 0,75 -н 1 мкм, что даёт возможность эффективно возбуждать генерацию на ионах Nd , TnT , Но , и Yb [5]. Накачка излучением ПЛ является близкой к резонансной, что в значит, степени снимает проблему наведённых термич. искажений в АЭ и позволяет относительно легко достигать предельно высокой направт jrenHo TH лазерного пучка. Получена непрерывная генерация на ионах Но (> г 2,) мкм), Тт (Х, 2,3 мкм), Ег (Я, 2.9 мкм), а также на разл. переходах ионов Порог генера1ши по мощности накачки в нек-рых случаях составляет единицы милливатт. Так, напр., порог генерации на ионах Но " в кристалле ИАГ—Тш —Но равен 4 МВт, а порог генерации на осн. переходе ионов N d в стекле не превышает 2 мВт. На целом ряде кристаллов с неодимом получена генерация второй гармоники. На осн. переходе неодима реализованы режимы модуляции добротности и синхронизации мод. Общий кпд неодимового непрерывного лазера с накачкой излучением ПЛ на длине волны генерации 1,06 мкм достигает 20%, [c.50]

Ограниченные размеры кристалла, естественно, определяют энергетические возможности рубиновых лазеров. Предельную энергию генерации в режиме с модулированной добротностью можно сравнительно просто оценить, полагая, что все активные ионы возбуждены к началу импульса излучения. Тогда энергия в импульсе VNoho) 10-10 3 Дж. Реальные значения энергии излучения в режиме модулированной добротности составляют 1Дж при длительности импульса 30 НС. Рекордные значения энергии гигантского импульса достигают десятков Дж. В режиме свободной генерации полная энергия излучения за время накачки активного элемента мс может быть несколько выше, так как в силу пичкового характера генерации активные ионы могут испытывать многократное возбуждение и тушение в каждом импульсе накачки. Так как время между двумя соседними пичками составляет 10 мкс, то даже при возбуждении всех ионов в каждом пичке полная энергия излучения лазера за время свободной генерации будет меньше 300 Дж, В реальных условиях эта величина, как правило, не превышает 1...10 Дж, т. е. средняя.мощность излучения в режиме свободной генерации составляет 1...10 кВт по сравнению с 10 МВт в режиме модулированной добротности. [c.175]

Прежде чем завершить это общее рассмотрение модуляции добротности, уместно сделать два заключительных комментария. 1) Из вышеприведенного обсуждения ясно, что для осуществления модуляции добротности необходимо иметь достаточно большое время жизни верхнего лазерного состояния, чтобы инверсия населенностей могла достичь больших значений. Обычно время жизни должно быть порядка долей миллисекунды, что реализуется для переходов, запрещенных в электродиполь-ном приближении. Это имеет место для большинства кристаллических твердотельных лазеров (например, на кристаллах Nd YAG, рубина, александрита) и в некоторых газовых (в СОг- и йодном лазерах). Однако в лазерах на красителе и в некоторых газовых лазерах, имеющих важное значение (например, в Не—Ne-или аргоновом лазерах), лазерный переход является электроди-польно разрешенным и время жизни изменяется от нескольких наносекунд до десятков наносекунд. В этом случае метод модуляции добротности неэффективен, поскольку для накопления достаточно большой инверсии не хватает времени. Кроме того, если время жизни т сравнимо со временем tp, необходимым для достижения световым импульсом пикового значения, то значительная доля накопленной к моменту времени t = Q инверсии при > О будет потеряна на спонтанное излучение, а не давать вклад в вынужденное излучение. 2) Представленная на рис. 5.26 временная зависимость модуляции добротности предполагает, что затвор открывается мгновенно, как показано на этом рисунке, или по крайней мере очень быстро по сравнению с временем развития импульса tp (быстрое переключение). В случае медленного переключения могут возникать многократные импульсы (рис. 5.27). Каждый импульс образуется в тот момент времени, когда мгновенное значение усиления g[t) равно мгновенному значению потерь y t). После каждого импульса усиле- [c.286]

В последнее время все большую популярность приобретают пассивные модуляторы добротности на кристаллах галогенидов шелочных металлов (типа LiF) с центрами окраски, особенно в ближнем ИК-Диапазоне. Свойства активного центра — центра окраски — весьма похожи на свойства молекулы красителя. Подробнее об этом в разд. 6.7.— Прим. ред. [c.292]

Nd YAG-лазера с модуляцией добротности. Лазер работает в импульсном режиме, и модуляция добротности в нем осуществляется с помощью кристалла KD P (дейтерированный дигидрофосфат калия, KD2PO4) в ячейке Поккельса [25]. На рисунке указаны также размеры стержня и резонатора. Из рисунка видно, что пороговая энергия лазера ср 3,4 Дж, а энергия выходного излучения Е ж 0,12 Дж при Ер 10 Дж (т. е. при х = = р/ ср = 2,9). Найденная из измерений длительность импульса лазера при этой накачке составляет около 6 не. [c.302]

Nd YAG лазеры могут работать как в непрерывном, так и в импульсном режиме. В обоих случаях обычно используются линейные лампы в схемах с одноэллипсным осветителем (рис. 3.1,6), с близким расположением лампы и кристалла (рис. 3.1, в) или с многоэллипсным (рис. 3.2) осветителем. Для работы в импульсном и непрерывном режимах применяются соответственно ксеноновые лампы среднего давления (500— 1500 мм рт. ст.) и криптоновые лампы высокого давления (4— 6 атм). Размеры стержней обычно такие же, как и у рубинового лазера. Выходные параметры Nd YAG-лазера оказываются следующими 1) в непрерывном многомодовом режиме выходная мощность до 200 Вт (см. рис. 5.15) 2) в импульсном лазере с большой скоростью повторения импульсов (50 Гц) средняя выходная мощность порядка 500 Вт 3) в режиме модулированной добротности максимальная выходная мощность до 50 МВт (см. рис. 5.36) 4) в режиме синхронизации мод длительность импульса до 20 пс (см. табл. 5.1). Как в импульсном, так и в непрерывном режиме дифференциальный КПД [c.337]

Выходное излучение Nd YAG-лазера с модуляцией добротности Е = = 100 мДж, Тр = 20 не) необходимо усилить с помощью усилителя на том же кристалле диаметром 6,3 мм с y iweiHieM малого сигнала Со = 100. Считая, что максимальное значение сечения лазерного перехода а 3,5Х ХЮ- " см , вычислите э(1ергию пучка за усилителем н, следовательно, усиление энергии. Вычислите также долю запасенной в усилителе энергии, которая извлекается падающим импульсом. [c.525]

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]

Начнем с преобразования сигнала. Уже в первой работе [79] удалось перевести в видимую область излучение ртутной лампы Я,г = 1,65—1,9 мкм в кристалле LiNbOa при накачке импульсным рубиновым лазером с модуляцией добротности. Коэффициент т] был порядка 1 %, чувствительность нелинейно-оптического при- [c.131]

В лазерах ЛТИ-701, ЛТИ-702 (рис. 4.5, 4.6) происходит внутри-резонаторное преобразование во вторую гармонику излучения лазера, работающего в режиме акустооптической модуляции добротности резонатора с длиной волны 1,06 мкм. В качестве прео бразова-теля частоты используется кристалл иодата лития (ЫЮз), не требующий термостатирования, достаточно эффективный и относительно стойкий к лазерному излучению. При модуляции добротности мощность лазерного излучения внутри резонатора велика, поэтому специальных мер для его фокусировки в нелинейный элемент не требуется. Преобразователь частоты МЧ-104 включает в себя специальное выходное зеркало ( глухое на основной длине волны и пропускающее на длине ъолны гармоники), элемент из иодата лития размером 10x10x10 мм и оптический фильтр. Как [c.97]

Главный элемент ячеек Поккельса и Керра — это вещество, которое под действием внешнего электрического поля становится дву-лучепреломляющим. Мы предполагаем, что двулучепреломляющий кристалл размещается между поляризатором и задним зеркалом, как показано на рис. 1. Модуляция добротности осуществляется следующим образом. Во время излучения импульса лампы-вспышки к электрооптической ячейке прикладывается импульс напряжения, который вызывает запаздывание на Я/4 между х- и г/-составляющими падающего пучка. После прохождения через кристалл модулятора добротности этот падающий линейно-поляризованный свет стано- [c.276]

С точки зрения применений в голографии преимущества Nd YAG сравнимы с рубином, а именно более эффективное действие и способность к высокой скорости повторения импульсов излучения сводятся на нет двумя главными недостатками в режиме модулированной добротности Nd YAG-лазер не способен генерировать такую большую энергию, как рубиновый лазер, и выходное излучение лазера является инфракрасным. Для того чтобы можно было применять Nd YAG-лазер в голографии, длину волны его излучения следует уменьшить до 0,5300 мкм с помощью генератора гармоник, помещаемого на выходе. В Nd YAG-лазере удвоения частоты излучения можно достичь, используя температуроуправляемый кристалл арсенатодейтериевого цезия ( D A) или некоторые другие нелинейные кристаллы. Обычно КПД такого преобразования составляет 20—40%. [c.278]

Рис. 4.4. Схемы лазеров с управляемой добротностью резонатора а — вращающейся призмой б — затвором, основанном на эффекте Поккельса в — пассивным затвором 1 — зеркало резонатора 2кварцевый осветитель 3 — активный элемент 4 — импульсная лампа оптической накачки 5 — вращающаяся призма (оптико-механнггеский за-тзор) — призма Глана 7 — кристалл KDP 5 — просветляющийся (фототропный) затвор

В качестве передатчика в локаторе PATS был применен лазер на основе кристалла алюмоиттриевого граната с присадкой йонов Nd +, работавший в режиме модуляции добротности на длине волны 1,06 мкм. Частота повторения импульсов равнялась 100 Гц. Каждый импульс выходного излучения лазера имел длительность 25 НС и энергию около 25 мДж, что соответствовало пиковой мощности около 1 МВт. [c.198]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...