Резонаторы с угловыми селекторами

Резонаторы с угловыми селекторами. Перейдем теперь к другой группе методов, основанных на размещении внутри резонатора дополнительных элементов (устройств), называемых угловыми селекторами. Они являются пространственными фильтрами, пропускание которых резко зависит от направления распространения излучения. Среди широкоапертурных линейных резонаторов для установки таких фильтров пригодны, очевидно, лишь плоские. [c.217]

Исторически первым типом углового селектора, сообщения об опытах с которым появились уже в 1962 г. [139, 204], явилась система из двух софокусных линз и помещенной в их общем фокусе диафрагмы с малым отверстием. Плоскому резонатору с подобным селектором (рис. 4.5 а) идентичен концентрический резонатор с диафрагмой в центральной плоскости (рис. 4.5 б) [183, 174]. Принцип действия такого селектора очевиден. Кстати, вместо диафрагмы может использоваться пассивный затвор просветляющийся раньше других участок его сечения в дальнейшем играет роль отверстия Ь диафрагме [209]. [c.217]

В заключение отметим, что угловой селектор не пропускает свет, рассеянный на большие углы не только микронеоднородностями среды, но и за счет краевой дифракции. Поэтому неустойчивые резонаторы с угловой селекцией даже при резком крае зеркал ведут себя подобно резонаторам без селектора с хорошо сглаженным краем ( о краевых эффектах см. 2.5). [c.219]

При небольших объемах среды нечто подобное может быть достигнуто также применением линейной схемы неустойчивого резонатора, предложенной в [171] и изображенной на рис. 4.7. Это есть не что иное, как резонатор типа рис. 3.8 5 с выводным зеркалом по типу рис. 4.2 5, установленным в общей фокальной плоскости зеркал. Слева на него падает близкий к параллельному пучок света часть его проходит сквозь отверстие к правому зеркалу и фокусируется им в плоскость того же отверстия, которое, таким образом, по совместительству выполняет функции углового селектора. [c.220]

Наличие бесконечного числа максимумов пропускания у рассмотренных селекторов во многих случаях является большим недостатком, поскольку при перестройке их максимумов пропускания по длине волны диапазон изменения частоты генерации ограничен. Дело в том, что при перемещении на один период функции пропускания частота излучения становится прежней. Поэтому для широкодиапазонной перестройки необходимо использовать элементы, обладающие одним максимумом пропускания. Таким свойством обладает резонатор лазера, содержащий элементы с угловой дисперсией, т. е. приводящие к различию в направлении распространения волн с различными частотами. [c.200]

Однако такой резонатор может быть использован для другого способа дискриминации высших мод, основанного на ограничении углового спектра пучка. Для этого в общей ( каль-ной плоскости двух линз (рис. 4.26) устанавливается диафрагма диаметром ограничивающая угловой спектр пучка величиной Q=dJF . Недостатком такого способа селекции является большая концентрация энергии в окрестности диафрагмы, а также существенные потери энергии излучения при наличии заметных внутрирезонаторных фазовых искажений. Угловую селекцию можно проводить не только диафрагмированием в фокальной плоскости линз или зеркал, но также с помощью селектора Фабри—Перо или призм на основе полного внутреннего отражения [21. [c.142]

Из-за различия структур встречных пучков линейные широкоапертурные неустойчивые резонаторы непригодны для размещения в них угловых се-лекторов, поэтому здесь необходимо переходить к кольцевым схемам типа предложенных нами в [62] и изображенных на рис. 4.6. Диафрагма на рис. 4.6 а (а также, если в схеме рис. 4.6 б используется селектор типа изображенного на рис. 4.5 а, то в равной мере и диафрагма, входящая в его состав) не подвержена столь большим лучевым нагрузкам, как в схемах на рис. 4.5 а, б при дифракционный керн пучка с запасом проваливается в отверстие, и диафрагме остается задержать лишь слабый рассеянный свет. С еще одним важным свойством кольцевых неустойчивых резонаторов мы ознакомимся в 4.4. [c.219]

Итак, в кольцевых неустойчивых резонаторах даже при угловой селекции излучения помимо волн с желательным направлением распространения существуют также волны с противоположным направлением обхода и теми же потерями. Излучение первых из них заполняет все сечение резонатора потери в этом случае вызваны главным образом тем, что часть пучка проходит мимо зеркала (ничтожные дифракционные хвосты распределений задерживаются все же и диафрагмой или другим селектирующим элементом). Излучение волн с противоположным направлением обхода при разумном выборе параметров селектора интенсивно лишь в области с небольшими поперечными размерам здесь потери обусловлены преимущественно тем, что часть излучения рассеивается на селектирующем элементе, однако они остаются прежними. Подчеркнем, что равенство собственных значений для этих двух родов волн вытекает из самих общих свойств интегральных уравнений и не может быть нарушено даже при наличии неравномерно распределенной инверсной населенности. [c.238]

Сообщив, что более подробные сведения о шюских резонаторах с угловыми селекторами и соответствующую библиографию можно найти в 16], 2.6, немного остановимся на смысле и возможностях угловой селекции в неустойчивых резонаторах. Из предыдущих материалов должно быть уже ясно, что и здесь угловая селекция может пригодиться, главным образом, при наличии светорассеяния на большие углы, причем требования к селектору оказываются значительно более скромными, чем в случае плоского резонатора. Причина заключается в существовании того механизма, который пояснил рис. 3.10 неустойчивый резонатор на каждом его обходе осуществляет принудительное уменьшение расходимости, поэтому воздействие на крылья распределения в конечном итоге сказьшается и на его центральном керне. [c.219]

Учитывая все это, нетрудно видеть, что реализовать достоинства ОВФ в широкоапертурных генераторах можно, лишь y janoBHB межд активной средой и обычным концевым зеркалом элементы, выделяющие волну требуемой формы, — угловые селекторы (либо организовав аппендиксы , обеспечивающие большую эффективную длину, см. рис. 4.6). Имешо так и начали вскоре поступать в отдельных работах (например, [116]). Однжо, как мы видели, ситуацию с угловыми селекторами для мощных лазеров трудно назвать благоприятной (из-за необходимости повышения плотности излучения на каком-либо участке длины или других подобных причин). Поэтому все успешные эксперименты с резонаторами, включающими ОВФ-зеркала, пока производились только на небольших лазерах и носили сугубо модельный характер. [c.252]

Намного более радикальное уменьшение N без сокращения рабочего объема может быть достигнуто простым увеличением расстояния между зеркалами. Этот метод угловой селекции является самым естественным и вместе с тем весьма эффективным. К числу его преимуществ относится то, что здесь, в отличие от случая применения угловых селекторов, растут не только потери отдельных мод, но и фазовые поправки ( 2.1, 2.4). Следствием является сравнительно быстрое увеличение разностей собственных значений оператора пустого резонатора, поэтому с ростом L не только исчезают из процесса генеращш моды высокого порядка, но и уменьшаются Вызванные неоднородностью среды деформации низших мод. Помимо прочего, варьировать длину резонатора куда проще, чем вводить селектор и подгонять к неоднородностям среды ширину полосы его пропускания. Словом, неудивительно, что данный метод сужения диаграммы направленности изучен наиболее систематично. [c.221]

Все эксперименты в работе [55] бьши сделаны с использованием одномодового одночастотного излучения аргонового лазера накачки. В работе [59] сопоставлены результаты по возбуждению генерации одномодовым и многомодовым криптоновым лазером. Без аберратора внутри резонатора при накачке одномодовым пучком угловая расходимость была невелика, но пятно в дальней зоне было заметно асимметричным расходимость пучка в плоскости дисперсии решетки примерно в четыре раза превышала расходимость в перпендикулярном направлении. Направление уширения пучка совпадало с направлением оси с и, по-видимому, было связано с остаточным оптическим разрушением этого кристалла. Попытка убрать эту расходимость установкой углового селектора в резонатор была успешной лишь наполовину расходимость уменьшилась при резком уменьшении интенсивности генерации. [c.158]

Почти все селекторы имеют форму полосы пропускания, близкую к прямоугольной, и практически не влияют на характеристики тех мод, угловая расходамость излучения которых не превышает ширины этой полосы. Такие селекторы, очевидно, способны уменьшить значение расходимости лишь до значения, равного ширине полосы пропускания. Исключение составляет эталон Фабри—Перо, вносящий потери, квадратично зависящие от угла наклона в зоне максимума пропускания. Хотя эти потери Утя слабо наклоненных волн и невелики, однако легко могут оказаться больше дифракщюнных потерь соответствующих мод широкоапертурного резонатора. Поэтому с помощью данного селектора порой можно добиться расходимости, меньшей, чем ширина его полосы, однако эта ситуация отнюдь не является типичной. [c.218]

Таким способом в [49] был реализован лазер на неодимовом стекле с выходной энергией 400 Дж, угловой расходимостью по уровню 0,5 интенсивности 8 10 рад и шириной спектра 3 10 нм (без селекторов последняя составляла несколько нанометров, выходная энергия 500 Дж). Примечательно, что селекторы в аппендиксе эффективно управляли спектром генератора в целом несмотря на то, что в их присутствии порог генеращ1и центрального участка, взятого в отдельности, явно превьпиал порог самовозбуждения основного резонатора при перекрытом аппендиксе . [c.232]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...