Принципиальные схемы резонаторов

Принципиальные, схемы резонаторов. Рассмотрим описанные в литературе схемы гибридных лазеров, выделяя в них три основных признака [c.190]

Среди молекулярных лазеров значительное место занимают газодинамические лазеры. Для генерации излучения в газодинамическом лазере предварительно нагретый газ очень быстро охлаждают путем приведения его в движение вплоть до сверхзвуковых скоростей. Принципиальная схема газодинамического лазера приведена на рис. 35.18. Вначале рабочий газ в нагревателе 1 нагревают до высокой температуры, затем он поступает в сопло 2, где ускоряется и охлаждается. При этом из-за различных скоростей дезактивации молекул с разным запасом энергии в газе может образоваться инверсия заселенностей уровней энергии, когда концентрация более возбужденных молекул превышает концентрацию менее возбужденных. Далее этот газ попадает в резонатор 3, состоящий из двух зеркал, параллельных потоку. В резонаторе часть энергии, связанная с инверсией заселенностей уровней, превращается в направленное когерентное излучение, которое выходит через] полупрозрачное зеркало 4, образуя лазерный луч 5. [c.292]

Накачка лазеров на красителях может осуществляться как при помощи излучения лазеров других типов (лазерная накачка), так и при помощи излучения импульсных ламп (ламповая накачка). Принципиальная схема первого жидкостного лазера, которая широко применяется и в настоящее время, приведена на рис. 35.20. Излучение рубинового лазера / падает на кювету 2 с раствором красителя, помещенную между двумя зеркалами 3, образующими резонатор. Излучение, генерируемое красителем, распространяется перпендикулярно к направлению распространения возбуждающего потока. [c.294]

Принципиальная схема глушителя с группой резонаторов показана на рис. 67. Резонансную частоту /р глушителя можно найти по формуле [c.169]

Принципиальная схема квантового усилителя показана на рис. 2.16. Энергетическая накачка рабочего вещества, помещенного в объемный резонатор, производится через вход / усиливаемый сигнал с частотой (О 32, соот- [c.335]

Принципиальная схема устройства твердотельного лазера показана на рис. 5.1. Он состоит из активного элемента 1, резонатора 2, газоразрядной лампы 3 с ксеноновым или криптоновым наполнением, являющейся [c.169]

Принципиальная схема импульсной сварочной установки показана на рис. 20.10. Стержень активного материала 4 (например, рубина) и импульсная лампа накачки 3 размещены в полости осветителя 2. Электрическая энергия источника питания 1 преобразуется лампой накачки в световую энергию. Под воздействием света активный материал переходит в состояние, в котором он способен усиливать и генерировать свет определенной длины волны. Чтобы улучшить условия генерации, стержень активного вещества помещают между двумя зеркалами, очень точно отъюстированными по отношению к стержню. Эти два зеркала и стержень активной среды образуют резонатор. Для вывода излучения из полости резонатора одно из зеркал делают час- [c.429]

Принципиальная схема лазера. Среда с инверсной заселенностью, способная усиливать проходящий через нее световой поток, называется активной. Заполним пространство между пластинами интерферометра Фабри — Перо активной средой (рис. 276). Между последовательными отражениями от зеркал при прохождении через активную среду световой поток усиливается. Эта система образует активный оптический резонатор. Усиление потока при прохождении через активную среду происходит в соответствии с формулой (51.8). При отражении от зеркал излучение частично ослабляется. Одно из зеркал делается с максимально возможным коэффициентом отражения, а через другое зеркало свет в определенной пропорции выходит из системы, образуя ее излучение, которое называется лазерным. Кроме потерь света при отражении от зеркал имеются потери за счет рассеяния в среде и других дифракционных эффектов. Для работы системы в качестве генератора света необходимо обеспечить определенный баланс между усилением светового потока при прохождении через активную среду и ослаблением за счет всех факторов, включая само лазерное излучение. [c.312]

Рис. 158. Принципиальная схема лазерной установки а — наведение на место сварки б — сварка / — лампа подсветки системы наведения 2 — импульсная лампа накачки 3 — призма двойного преломления 4 — конденсаторная линза 5—7 — резонаторы в — кристалл рубина 8 — линза сменного объектива 9 —лампа подсвета микроскопа /О —шторка // —микроскоп /2 —призма оптической головки 13 — диафрагма 14 — светофильтр

ВОЙ интерферометр. В этом случае может быть использован интерферометр Майкельсона, который будет играть роль одного из зеркал резонатора лазера на красителе. На рис. 20.11 представлена принципиальная схема установки. Здесь интерферометр Майкельсона (зеркала М , М ) дополнен зеркалом М2, перед которым располагается кювета с красителем /С О — исследуемый объект. Фокусирующая оптика на рисунке не дана. Излучение далее попадает на входную щель 5 спектрального аппарата. [c.167]

Пьезоэлектрические резонаторы используются также для создания дискриминаторов на относительно узкие полосы частот. При этом кристаллические дискриминаторы могут быть реализованы на основе отдельно выполненных резонаторов или монолитных структур. Принципиальная схема кристаллического дискриминатора показана на рис. 5.69. Входное напряжение 111, подключенное к параллельной 1С-цепочке, воздействует через конденсатор Св на последовательную комбинацию пьезоэлектрического резонатора К и конденсатора Сг. Напряжения, возникающие на резонаторе и конденсаторе, выпрямляются диодами В и >г. Разность выпрямленных напряжений появляется на последовательной комбинации сопротивлений и Лг. Зависимость выходного напряжения Уг от частоты входного напряжения VI для дискриминатора с номинальной частотой 10,7 МГц приведена на рис. 5.70. Характеристика дискриминатора почти линейная в интервале частот 5 кГи от номинальной частоты. Ширина линейного диапазона зависит от разности частот последовательного и параллельного резонансов резонатора. [c.248]

Принципиальная схема трехточечного включения кристаллического генератора показана на рис. 5.72. Импеданс 2з представляет собой пьезоэлектрический резонатор или последовательную комбинацию резонатора и реактивного сопротивления. В этом случае импеданс отображает емкость Сг, а импеданс 21 — емкость С1. Резонатор или его последовательная ком- [c.252]

В настоящее время имеется уже великое множество лазеров на самых разнообразных средах и принципах их возбуждения исходя из тех или иных практических применений к излучению этих лазеров предъявляются почти столь же разнообразные требования. Резонаторы для большинства существующих лазеров подбирались методом проб и ошибок , итоги которого далеко не всегда поддаются разумному объяснению. Добавим еще, что на выборе той или иной схемы могут решающим образом сказаться не только принципиальные соображения, но также и состояние элементной базы, отсутствие опыта в юстировке сложных оптических систем и т.п. [c.202]

В технике физического эксперимента в целях увеличения чувствительности и точности измерений применяются оптические схемы интерферометров, работающих на принципе трех-, четырех- и многолучевой интерференции. Интерференция трех и четырех лучей используется для построения интерферометров, которые дают принципиально новый результат по сравнению с двухлучевыми системами при внесении дополнительной разности хода. Многолучевая интерференция широко используется для построения спектральных приборов высокого разрешения, реализуется в резонаторах лазеров, применяется для исследования фазовых неоднородностей и т. д. Такого рода устройства и приборы и будут являться предметом рассмотрения настоящей главы. [c.111]

Параметрическое усиление служит физической основой для создания параметрических генераторов света. Принципиальная схема такого генератора показана на рис. 41.13. В резонатор, образованный плоскими зеркалами М.. и М< , помещается нелинейный кристалл К, вырезанный таким образом, что для волн, распространяющихся перпендикулярно зеркалам, выпoлня pт я векторные условия синфазности + А = либо к + к -- к. Для возбуждения параметрической генерации применяется излучение второй (или третьей) гармоники рубинового или неодимового [c.852]

Принципиальная схема прибора показана на рис. 2. Для питания индуктивного датчика высокочастотным напряжением в приборе имеется кварцевый генератор, выполненный на лампе 6Ж9П (лампа Л ). Повышенная стабильность генерируемы.х колебаний достигается применением в приборе вакуумного кварцевого резонатора с частотой 13 000 кгц. Кварцевый резонатор включен между управляющей сеткой и катодом лампы, обратная связь осуществляется за счет емкости анод — сетка лампы. [c.451]

Рис. 1.1. Принципиальная схема лазера на динамических решетках с резонатором из обычных зеркал 3,, 3, - зеркала, НЭ - нелинейный элемент, СР - записывающая световая решетка, ДР - возникающая голографическая динамическая решетка, 1,2- пучки накачки, 3,4 - пучки генеращ1и

Одноатомный мазер. Эти мазеры удивительны, так как они работают в режиме генерации даже в том случае, когда среднее число атомов в резонаторе меньше единицы. Принципиальная схема экспе-эиментального устройства одноатомного мазера в Гархинге, показаная на рис. 1.13, достаточно проста разреженный пучок ридберговских атомов, приготовленных с помощью лазера, проходит через высокодобротный микроволновой резонатор. Когда частота поля находится в резонансе с атомным переходом, атом может вложить своё возбуждение в полевую моду. Следующий атом взаимодействует уже с этим модифицированным полем и может также передать своё возбуждение. Если время затухания поля в полости велико по сравнению с временем пролёта атомов и характерным временем внутренней динамики, поле в полости может возрастать. [c.33]

Принципиальная схема твердотельного лазера представлена на рис. 6.22. Твердый активный элемент 2 размещают в резонаторе между двумя зеркалами 1 ш 3. Зеркало 1 полностью отражает все падающее на него излучение, а зеркало 3 является полупрозрачным. Оптическая накачка активной среды осуществляется энергией газоразрядной лампы-вспыщки 4 с источником питания 6. Для получения более эффективного облучения лампу 4 вместе с активным элементом 2 помещают в кожух 5, на внутреннюю поверхность которого нанесено отражающее покрытие типа серебра, золота и др. Кожух 5 имеет эллиптическую форму, а лампа и кристалл размещаются в фокусах эллипса. Этим достигаются условия равномерного и интенсивного освещения кристалла. [c.439]

Лучшую прямоугольность характеристики имеют двух- и четырехкристаль-н йе дифференциально-мостовые фильтры. На рис. 1.14, а показана принципиальная схема двухкристальиого дифференциально-мостового филСтра. Она отличается от схемы рнс. 1.13, а тем, что вместо нейтрализующего конденсатора включен второй резонатор В2, а параллельно резонаторам. подсоединены под-строечные конденсаторы-СУ и С2. [c.22]

Типичная принципиальная схема газового лазера приведена на рис. 5.25. В большинстве случаев коэффициент усиления в газовых лазерах настолько мал, что для обеспечения достаточно больщого усиления за проход требуются длинные резонаторы. К сожалению, дифракционные потери в таком резонаторе, характеризующемся малым значением числа Френеля [c.208]

Если при этом весовые коэффициенты в сумме равны единице, то каждый из них может трактоваться как процент влияния соответствующего частотного критерия в общем. Очевидно, изменение набора i будет приводить к изменению оптимума. Это можно истолковать как проявление неявной функциональной зависимости X = X (С), С Сх, g, С и при необходимости использовать эту зависимость в интересах повышения эффективности объемных оптимизационных расчетов, В последний период развиваются новые интересные подходы для решения многокритериальных задач, которые основаны на методах ма тематической теории принятия решений. Рассмотренные в этой главе задачи расчета и синтеза газовых лазеров можно с полной уверенностью отнести к многокритериальным задачам парамеяри-ческой оптимизации, причем в общем случае с нелинейным функ-ционалом. Для оптимизации характеристик газовых лазеров или поиска при заданных характеристиках оптимальных конструктивных решений в этих приборах, в отсутствии разработанных средств математического исследования такого рода задач, необ ходимо исходить из физических соображений. Эти предпосылки по существу заложены в этапы реализации основной структурной схемы разработки газовых лазеров с использованием ЭВМ, изложенной в п. 2.3.Уже на первом этапе (анализ конкретной рассматриваемой задачи) многокритериальная оптимизация характеристик газовых лазеров может быть сведена к однокритериальной. Таким примером может служить задача разработки газового лазера с заданными характеристиками излучения в дальней зоне или расчет характеристик молекулярного усилителя. Именно физические соображения определили основным объектом исследования в обратной задаче расчета газового лазера резонатор с зеркалами, имеющими переменные по апертуре коэффициенты отражения. Затем анализ технологических возможностей привел к основному критерию оптимизации этих зеркал —- минимальному числу колебаний в зависимости R (г). Такой физический подход к оптимизации на сегодняшний день является типичным в задачах квантовой электроники. Однако прикладные задачи уже в настоящее время требуют большого количества принципиально разных газовых лазеров, работающих в различных режимах генерации, спектральных диапазонах и с различными уровнями входной мощности. Не всегда физический подход может обеспечить необходимые упрощения, способные свести задачу к простейшим приемам оптимизации, которые не требуют исследований функционалов (см. выражения (2.155) и (2.156)). Оптимизация выходных характеристик и конструктивных элементов прибора с учетом тенденций, определенных в теории и эксперименте, может осуществляться подбором необходимых данных в небольшом интервале изменений управляемых переменных. Дальнейшее совершенствование оптимизационных задач с использованием ЭВМ, как основных в разработке и исследовании [c.123]

Пример 3. Резонаторы ГЛОН. Как уже отмечалось, в ГЛОН могут быть использованы резонаторы двух типов открытые и волноводные. Расчет характеристик открытых резонаторов ГЛОН MIR- и // -излучение) не отличается принципиально ни по постановке задачи, ни по технике ее реализации на ЭВМ от задач открытых резонаторов в оптическом диапазоне. Поэтому при расчетах открытых резонаторов ГЛОН можно пользоваться методиками и программами, изложенными в гл. 2. Рассмотрим результаты расчетов и анализ волноводных резонаторов. Конструктивно волноводный резонатор заложен в любом газовом лазере с разрядной трубкой, которая может рассматриваться как диэлектрический полый волновод. Но в оптическом диапазоне влияние стенок трубки на формирование поля в резонаторе не учитывается, так как отношение (ИХ d — диаметр трубки, X —длина волны) в этом диапазоне очень велико и каустика эффективного поля резонатора при таких условиях меньше диаметра трубки. Однако в ИК-диапазоне с успехом используются волноводные СОг-лазеры, где отношение d/i много меньше, чем в обычных лазерах за счет уменьшения d (единицы мм) [37]. При расчете характеристик такого лазера учитывается влияние стенок на формирование поля в резонаторе. В лазерах с оптической накачкой при увеличении длины волны излучения вплоть до субмиллиметрового и миллиметрового диапазонов отношение d/X становится еще меньше, даже с учетом того, что диаметры их трубок для увеличения эффективности генерации делаются большими по сравнению с диаметрами трубок СО -лазеров. Поэтому роль стенок трубки в заполненных эффективным полем объеме резонатора увеличивается. Рассмотрим наиболее типичную схему волноводного резонатора ГЛОН (рис. 3.28). Зеркала этого резонатора, расположенные на торцах диэлектрического поля волновода (трубки), имеют отверстия di и dg соответственно для ввода излучения накачки в активную среду ГЛОН и вывода излучения генерации. Так как задача является осесимметричной, будем искать искомые поля в резонаторе как функцию от координаты U (г). В качестве базисных функций этой задачи выбираются радиальные ортонормированные собственные функции бесконечного полого диэлектрического волновода со следующими условиями. [c.163]

Число возможных схем, в которых может быть получена генерация для сред с локальным откликом, существенно меньше, чем для сред с нелокальным откликом. Поскольку при строгом вырождении по частоте усиление при двухпучковом смешении отсутствует [1], то принципиально невозможно получение вырожденной по частоте генерации в схемах с одним пучком накачки. С другой стороны, необходимое условие стационарной генерации в лазере с полуоткрытым резонатором требует равенства нулю действительной части константы связи (7 = 0) [2], что для сред с преимущественно локальным механизмом отклика не может быть вьшолнено ни при каких частотных расстройках генерационной волны по отношению к волне накачки. [c.174]

В [41] при гелиевых температурах наблюдалась генерация второй гармоники в кварце на 4,5-10 гц. Схема установки, показанная на рис. 74, принципиально не отличается от используемых на частотах ультразвукового диапазона в криостате 1, заполненном жидким гелием, шомещался резонатор 2 на частоту 4,5 10 гц. Возбуждение гиперзвука в кварцевом стержне 3 осуще- ствлялось так же, как в работах [42, 43] см. также обзор [44]) конец кварцевого стержня помещался в пучность электрического поля в резонаторе 2. Приемный резонатор 4 был настроен на частоту второй гармоники 9 10 гц (на частоте 3 10 гц наблюдалась также третья гармоника). Гармоники наблюдались в кварцевых стержнях X- и ЛС-срезов, а также в непьезоэлектрическом срезе Z. Отмечаются некоторые трудности эксперимента генерация гармоник могла происходить в зазоре между стержнем и резонатором при мощности 0,1 вт резонатор пробивался. [c.337]

Схемы генераторов со стабилизирующими квардевы-ми резонаторами (кварцевых генераторов) принципиально не отличаются от схем генераторов, имеющих обычные колебательные контуры. Принципиально для кварцевых генераторов приемлемы схемы двух типов осцилляторные схемы (рис. 59, а, б) и схема затягивания (59, в). В схеме 59, а кварц, вк.люченный между сеткой и катодом лампы, играет роль обычного колебательного контура высокой добротности. Необходимые для его самовозбуждения фаза и амплитуда обратной связи (осуществляемой через емкость анод — сетка лампы) подбираются настройкой колебательного контура в анодной цепи лампы. В схеме рис. 59, б кварц включен между сеткой и анодом. Колебательный контур в анодной цепи также служит для регулировки обратной связи, осуществляемой с учетом меж-электродной емкости сетка — катод. В схемах затягивания (рис. 59, в) кварц связан индуктивно с колебательным контуром генератора. Стабилизирующее действие вторичного контура кварца в данном случае основано на явлении затягивания, состоящего в том, что контур кварца, обладая малым затуханием (высокой добротностью), навязывает свою частоту первичному контуру при незначительных расстройках его собственной частоты. Схемы с затягиванием менее стабильны и на практике не применяются. [c.134]

Собственные частоты замкнутого объёма. В предыдущей главе явление отзвука было истолковано в духе статистической трактовки основной архитектурно-акустической проблемы как последовательный ряд отражений импульса, излучённого источником звука при этом молчаливо подразумевалось, что форма импульса, заданного колебанием излучающего устройства, сохраняется неизменной при многократных отражениях. Такое истолкование сразу же вызывает сомнение принципиального характера действительно, воздушный объём в помещении есть коле бательная система с распределёнными Параметрами, обла дающая некоторым спектром собЛвенных частот после прекращения деятельности Источника, поддерживающего вынужденные колебания воздуха в гЮмещении, система может совершать только собственные колебания, затухающие более или менее быстро, в зависимости от скорости рассеяния энергии. Таким образом в явлении отзвука или реверберации, вообще говоря, не может быть речи об остаточном существовании колебательного процесса, навязанного ранее действием внешней силы отзвук есть собственное затухающее колебание воздушного объёма с частотами, которые должны зависеть от размера и формы помещения. Упрощённой схемой процесса реверберации является, следовательно, не многократное эхо, но плавно замирающий тон резонатора, освобождённого от внешних влияний. [c.417]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...