Генератор с линейным резонатором

Рис. 4.6. Схема генератора с линейным замкнутым резонатором

Наиболее низким порогом генерации обладает, как из графиков видно, замкнутый линейный резонатор, для которого у 1 О при Л 1. Далее следуют схема с петлей обратной связи (у 1 1) и схема двустороннего обращающего зеркала (у 1 2). Все эти генераторы могут работать в мягком режиме возбуждения, т.е. порог генерации в них может быть достигнут без применения дополнительных световых пучков. Еще более высокими порогами возбуждения обладают генераторы с незамкнутыми резонаторами, для которых характерен жесткий режим возбуждения с полуоткрытым линейным резонатором (у 1 = 2,49) и с резонатором с двумя областями взаимодействия (уц1 = 4,68). [c.151]

Если учесть, что схема генератора с полуоткрытым линейным резонатором, рассмотренная в п. 4.2.2, является аналогом пропускающего дисперсионного элемента, становится понятной разница в пороговых значениях константы связи для генератора с петлей-кольцом и полуоткрытого линейного генератора. [c.146]

В случае генератора с замкнутым линейным резонатором существуют три фактора, вызывающие частотное рассогласование обращенной и падающей волн. Два первых связаны с амплитудным условием генерации и отражают возможный сложный состав спектрального контура усиления, третий связан с фазовым условием генерации, которое для замкнутых резонаторов может быть выполнено не для всех произвольных частот. Рассмотрим эти факторы более детально. Если среда обладает смешанным типом нелинейного отклика, таким, что динамическая решетка рассогласована относительно интерференционной картины на угол, близкий, но не равный тг/2, то максимум контуров усиления и коэффициента отражения обращенной волны сдвигаются либо в положительную, либо в отрицательную сторону в зависимости от знака константы локальной нелинейности. Их частотное положение соответствует такой скорости движения решетки, при которой суммарный нелинейный отклик вновь становится чисто нелокальным. [c.153]

Аналогичный генератор на основе ФРК может быть построен также по схеме двухзеркального (линейного) резонатора Фабри — Перо (рис. 6.7, а). В отличие от рассмотренного выше кольцевого резонатора в этой схеме через образец ФРК проходит также и встречная сигнальная волна Sa, являющаяся комплексно-сопряженной репликой прямой волны Si. В результате ее дифракции на голограмме, записываемой световыми пучками Ri и Si, порождается четвертая волна R2, которая в свою очередь вместе с волной также начинает участвовать в процессе формирования указанной голограммы. Естественно, что подробный количественный анализ подобного оптического генератора должен базироваться на основе рассмотрения нелинейной системы уравнений, описывающих процесс четырехволнового взаимодействия [6.45—6.47]. [c.121]

Отдельную группу кристаллических генераторов составляют устройства, управляемые напряжением. Как н в генераторах с температурной компенсацией, последовательно или параллельно с резонатором включен варикап, управляющее напряжение которого является независимой входной величиной, позволяющей подстраивать частоту генератора. Из практических соображений стремятся к тому, чтобы частота кристаллического генератора зависела от управляющего напряжения линейным образом. Для [c.261]

И два аналогичных равенства для и Рх, - Интеграл в первом члене правой части берется по всему объему резонатора. Он равен произведению фактора заполнения на линейную часть восприимчивости, не включенную в 8. Второй член соответствует нелинейной связи низшего порядка. С помощью аналогичных методов Лэмб [38] (см. также [39]), рассмотрел нелинейную связь между типами колебаний в газовом оптическом квантовом генераторе. [c.417]

Генератор с линейным резонатором. Экспоненциальное усиление, обеспечиваемое активной средой с нелокальным механизмом нелинейности, позволяет осуществить генерацию в обычном дпя оптического диапазона открытом резонаторе, образованном парой параллельных друг другу плоских либо слабо сферических зеркал (рис. 4.6). Возникновение генерации приводит к появлению двух встречных волн в кристалле, которые по отношению к падающей извне волне могут рассматриваться как волны Накачки. В результате встречного четырехпучкового взаимодействия рождается четвертая волна, являющаяся обращенной по отношению к падающей. [c.134]

Обратим внимание на оптическую схему генератора (рис. 5.10). Он работал при одном пучке накачки. Вьпие (п. 4.2.1) было показано, что такая генерация возможна лишь при наличии в среде нелокального нелинейного отклика. Следовательно, описанный генератор работал благодаря записи сдвинутых решеток при снятии вырождения по частотам взаимодействующих волн. В этом случае наряду с параметрическим четырех-пз овым энергообменом должен проявиться и двухпучковый энергообмен, который хорошо известен как вынужденное температурное рассеяние. Перекрытие одного из зеркал превращает схему из генератора с линейным резонатором в генератор с полуоткрытым резонатором (п. 4.2.2). Для такого резонатора характерен жесткий режим возбуждения и необходимо, чтобы отклик нелинейной среды был чисто нелокальным. В слз ие же тепловой нелинейности отклик среды всегда смешанный, так как сдвиг решетки относительно возбуждающей интерференционной картины не [c.186]

Такое жесткое условие на длину когерентности источника накачки характерно только для генераторов с замкнутыми (кольцевыми либо линейными) резонаторами. Как станет ясно из дальнейшего, существует также ряд генераторов с незамкнутыми резонаторами, которые могут накачиваться ш1фокополосным когерентным излучением, в частности даже лазерами с синхронизацией мод [7]. [c.129]

Наиболее подробно и тщательно характеристики однонаправленного кольцевого ФРК-лазера в режиме одномодовой генерации изучены в [11]. Выходная мощность в согласии с (4.6) линейно возрастала с накачкой Ьвых = 3 10 /1 (0) и в пределе достигала 40 мкВт. В согласии с теорией (рис. 4.2) наблюдалось линейное смещение частоты излучения генератора с расстройкой резонатора по длине (рис. 4.5), которое отмечалось также в [2]. [c.132]

Этот тип параметрического генератора был продемонстрирован Байером и др. [36]. Они наблюдали уменьшение мощности накачки на 60% (что ограничивалось лишь доступным уровнем мощности накачки) и обнаружили хорошую развязку между генератором и лазером накачки. Путем использования тех же самых элементов в конфигурации с линейным резонатором они доказали, что применение кольцевого резонатора действительно улучшает частотную стабильность накачки. Впрочем, следует отметить, что в кольцевом резонаторе резонанс существует по обеим генерируемым волнам, т. е. соответствующий генератор является двухрезонаторным, и, следовательно, он очень чувствителен к малым вибрациям, температурным изменениям и прочим внешним воздействиям. Выходное излучение этого генератора имеет пичковый характер, весьма напоминающий картину, показанную на фиг. 7.3. [c.206]

Еще любопытнее резонаторы с В = С = 0 из (2.11) следует, что значение р у них является неопределенным в таких резонаторах воспроизводятся любые волны, любой луч после обхода возвращается на прежнюю траекторию (рис. 2.1 д). Это позволяет легко навязьшать таким резонаторам любую форму распределений полей на зеркалах, поэтому они, как и другие системы с В = 0, начинают понемногу применяться в разного рода усилителях изображений [175, 88]. В конце параграфа мы еще немного коснемся свойств линейных резонаторов с 5 = О, но сколько-нибудь подробно рассматривать их не будем, так как в собственно генераторах они сейчас практически не применяются. [c.75]

Ясно, что первая схема может быть использована для создания генераторов с произвольными как линейными, так и кольцевыми конфигурациями резонаторов. Вторая схема возвращает падающий на него пучок во встречном направлении, поэтому она может быть использована только в линейном резонаторе. Третья схема, напротив, годится только для создания кольцевых однонаправленных генераторов, так как она обладает невзаимными свойствами - посылка сигнального пучка во встречном по отношению к рождающемуся пучку направлении не приводит к появлению дополнительного пучка, встречного по огаошению к исходному сигнальному. [c.25]

Одним из вариантов генератора с замкнутым линейным резонатором реализован в работе [21] и заключается в использовании плоскопараплель-ной пластинки титаната бария, на поверхность которой наносится отражающий слой из серебряной пасты либо жидкости для корректировки машинописного текста. [c.137]

Схема эксперимента реалюации генератора с двумя обращающими зеркалами показана на рис. 4.27. Линейный резонатор длиной Z, = 20 см был образован двумя симметрично расположенными, одинаково вырезанными (с-ось перпендикулярна плоскости, на которую падал пучок генерации) кристаллами BaTiOs с приблизительно одинаковыми размерами. Излучение одночастотного Аг -лазера (X = 514,5 нм) мощностью 100 мВт расщепителем PUi разделялось на два пучка равной интенсивности, которые направлялись на кристаллы, а прошедшие пучки возвращались в противополояжом направлении зеркалами 3j и З2. Для изменения фазы накачки (в данной схеме 21) зеркало 3j установлено на пьезокерамику. Частота биений (в приведенной схеме 25) детектировалась фотоприемником ФП1 с щелью А перед ним, а выходная мощность генерации — фотоприемником ФП2. [c.161]

Лазеры на встречном векторном четырехпучковом взаимодействии. Использование граничных условий, соответствующих генератору с замкнутым линейным резонатором (рис. 4.6), дает С / 2 = [c.163]

В устройстве, показанном на рис. 5.9, частота излучения лазера непрерывно меняется настроечным элементом. Таким элементом может служить, например, фильтр Лио, эталон Фабри— Перо или интерференционный фильтр с клиновидными слоями. (Последний представляет собой четырехслойную диэлектрическую систему, в которой для некоторого направления толщина слоев меняется по линейному закону. Поэтому перемещение фильтра в этом направлении позволяет менять длину волны.) При применении призмы может быть использован резонатор V-образной формы. Применяя различные красители, можно при синхронной накачке лазера получать пикосекундные и субпико-секундные импульсы с возможностью плавной перестройки длины волны излучения оптическим фильтром в спектральном диапазоне примерно от 420 до 1000 нм. Особое внимание при этом следует обращать на относительно точную регулировку длины резонатора лазера на красителе и частоты следования импульсов лазера накачки. Это требует обеспечения высокой термической и механической стабильности лазерной системы. Следует подчеркнуть, что частота следования импульсов лазера накачки определяется частотой активного модулятора и может несколько отличаться от частоты прохода /(2L) соответствующего холодного резонатора (т. е. резонатора лазера без накачки активной среды). Поэтому необходимо подобрать длину резонатора лазера на красителе, согласовав ее с точностью порядка 10 с оптимальной частотой модуляции. Если не осуществляется постоянная подстройка частоты модуляции и длины резонатора лазера на красителе, то эти величины должны сохранять свои значения с точностью около Поэтому применяют высокочастотные генераторы с высокой стабильностью колебаний как по амплитуде, так и по фазе. Резонаторы монтируются на вибропоглощающих подставках и снабжаются стеклянными трубками, исключающими воздействие флуктуаций воздушных потоков. Осуществляется глубокая компенсация теплового расширения резонатора. Температура оптических элементов по возможности поддерживается постоянной, так чтобы изменение оптической длины не превышало 0,1 мкм. Для регулировки длины резонатора можно, например, поместить выходное зеркало резонатора лазера на красителе на микрометрический столик, позволяющий фиксировать изменение длины резонатора с точностью до 0,1 мкм. [c.177]

Рис. 5.77. Схема цепи, включенной последовательно с пьезоэлектрическим резонатором и используемой для достижения линейной зависнмостн между управляющим напряжением, подаваемым на варикап С , и изменяющейся частотой генератора.

Затем энергия излучается в свободное пространство посредством рупорных антенн 7 и 11 с линзами 8 и 10 и, отражаясь от измеряемого объекта 9, образует стоячую волну с КСВН > 120. Резонаторы отраженных волн настраиваются в резонанс в основном короткозамкнутыми поршнями 16 и 17. Нри использовании генератора с Х = 10 см можно расширить линейный участок нечувствительности прибора к смещению листа до 33. .. 35 мм, что вполне достаточно для практических целей. [c.33]

Резонатор, имеющий диаметр 50 мм, является основной частью установки. Для настройки резонатора в резонанс с частотой колебаний клистрона длина резонатора может изменяться путем перемещения подвижного поршня, управляемого ручкой штурвала. Крышка резонатора имеет специальное углубление для испытываемых образцов диэлектриков. Электромагнитная волна, возникшая в резонаторе, в свою очередь через отверстие диаметром 7 мм распространяется в волноводной измерительной секции 4, в которой расположен рабочий кристаллический детектор 5. Проде-тектированные колебания от детектора через переключатель Контроль-измерение подаются на вход усилителя низкой частоты. Усилитель содержит четыре каскада усиления с общим наибольшим коэффициентом 10 . Выход усилителя нагружен на вертикальные отклоняющие пластины электроннолучевой трубки индикатора. На горизонтальные пластины трубки подается развертывающее напряжение Up от генератора развертки. Это же напряжение подается в качестве дополнительного напряжения на отражатель клистронного генератора для регулирования напряжения отражателя i/o- В результате частота клистронного генератора изменяется в такт с изменением развертывающего напряжения Up осциллографа. Каждая точка линии развертки на экране осциллографа соответствует определенному значению частоты клистрона. Частота колебаний клистрона изменяется линейно в зависимости от напряжения развертки i/o- Таким образом, на экране осциллографа по горизонтальной оси X получается в некотором масштабе частота, по оси Y — значение амплитуды колебания клистронного генератора в резонаторе на данной частоте. [c.48]

Помимо линейного ускорителя с форинжектором и группиро-зателем в главном зале расположены также высокочастотные генераторы, возбуждающие поле в ускорителе, и их модуляторы И. Генераторы состоят из возбудителя 12 и оконечных усилителей мощности 13, расположенных непосредственно на резонаторах ускорителя. [c.234]

Как п во всех генераторах, усиление в лазере перестраивается ва счет эффектов, нелинейных по иитенсивности излучения. Выше мы вывели соотношения, показывающие, что усиление представляет собой линейную функцию интенсивности в то.м смысле, чтО = a(v) v 2. Это — приближение слабого сигнала, а более общее описание включает в себя члены, нелинейные по интенсивности б/ = [а (V)/ — р ( )/ ] бг. Физический механизм, который приводит к появлению нелинейных членов в выражении для усиления, заключается в следующем. Активное вещество передает энергию в поле излучения и поддерживает его, восполняя потери в резонаторе. Вклад энергии возможен благодаря тому, чта переходы с верхнего лазерного уровня на нижний превалируют над переходами в обратном направлении. Этот дополнительный механизм потерь перехода уменьшает инверсную населенность, которая при его учете начинает зависеть от интенсивности поля излучения. Другими словами, усиление становится нелинейным по интенсивности, поскольку инверсная населенность есть функция напряженности поля. Приравнивая уровень насыщенного усилеиия потерям в резонаторе, можно определить интенсивность при насыщении (стационарное состояние генерации). [c.34]

Кварцевые генераторы можио собрать также на логических элементах. При этом они работают на линейном участке переходной характеристики. На рис. 1.34 по15азана схема кварцевого генератора на интегральной микросхеме К155ЛАЗ. Собственно в схеме генератора используются два инвертора. Резисторы и К2 смещают рабочие точки элементов в линейную область характеристики. Конденсатор С1 служит для развязки инверторов по постоянному, току и облегчает условия возбуждения генератора (во многих случаях его можно исключить). Для связи с другими схемами на. выходе генератора включен буферный инвертор В1.3. Скважиос гь генерируемых импульсов равна 2. Схема устойчиво работает с резонаторами на частоты от сотен килогерц до 10 МГц. [c.44]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...