Синхронизация независимых лазеров

Синхронизация независимых лазеров [c.233]

Важнейшим направлением в области практических применений ФРК следует считать исследования возможности синхронизации работы двух (или большего числа) независимых лазеров [9.62— [c.233]

Электромагнитное поле, генерируемое лазером, зарождается из спонтанного излучения активной среды. Поэтому, хотя при возбуждении одного типа колебаний и формируется монохроматическое поле, его начальная фаза совершенно произвольна. Если возбуждается много типов колебаний, то их начальные фазы, как кажется на первый взгляд, не могут быть согласованными, так как они должны определяться различными спектральными компонентами случайного спонтанного излучения. Высказанная точка зрения предполагает, однако, независимость различных типов колебаний, т. е. основана на принципе суперпозиции, который несправедлив в области нелинейных явлений. В лазерах же нелинейные явления играют принципиальную роль (см. 225), вследствие чего типы колебаний в большей или меньшей степени должны влиять друг на друга, и может осуществиться их синхронизация. Специальные меры, способствующие реализации режима генерации сверхкоротких импульсов и упомянутые в начале параграфа, предназначены для усиления нелинейного взаимодействия типов колебаний. [c.814]

В наиболее общей модели, чаще всего используемой для многомодового лазерного излучения, принимается, что колебания мод независимы и происходят без заметной фазовой синхронизации. Но такой моделью следует пользоваться с большой осторожностью. Если флуктуации фазы обусловлены колебаниями граничных зеркал лазера, то ясно, что флуктуации различных мод будут статистически зависимыми. Кроме того, если фазовые флуктуации являются неотъемлемой частью механизма колебаний, то лазер является существенно нелинейным прибором и в результате этих нелинейностей может возникать значительная связь между модами. Например, некоторая фазовая синхронизация имеет место, если частотная компонента, генерируемая за счет нелинейного взаимодействия между двумя модами, совпадает с частотой некой третьей моды. Такие эффекты особенно существенны в лазере, работающем значительно выше порога, где нелинейности особенно велики. (Относительно методов намеренного введения синхронизации мод в лазерах см., например, работу [4.15].) [c.145]

Рис. 6.6. Схемы синхронизации нескольких лазеров с помощью четырехволнового смешения а - с независимыми обращающими зеркалами б — с общим пассивным обращающим зеркалом ПОЗ (ДР - автоколлимационная дифракционная рещетка оптические длины резонаторов от ПОЗ до ДР, 3 и 3, одинаковы) в - на двухпучковом энергообмене в нелинейном элементе,помещенном в резонатор Здг+1-Здг+2 управляющего лазера г - на пассивном обращающем зеркале с полулиней1ым резонатором НЭ - 3 д - на двойном обращающем зеркале

Лазеры с неоднородно уши енной линией при достаточно большой накачке генерирует большое число продольных мод. В отсутствие модулирующего сигнала фазы мод распределены по законам статистики. Синхронизация мод достигается относительно просто, так как для нее достаточно возникновения слабого сигнала на боковой частоте. Этот сигнал служит затравочным для соседней моды и последовательно усиливается. Впервые активную синхронизацию мод Не—Ые-лазера % = = 0,633 мкм) с помощью акустооптического модулятора потерь экспериментально осуществили Харрис и Тарг [4.1]. Они получили периодическую последовательность импульсов длительностью около 2,5 НС. Детальный расчет активной синхронизации мод лазеров с неоднородно уширенной линией усиления был сделан Харрисом и Макдафом [4.2]. Основываясь на спектральном описании, они решили систему уравнений, учитывающую взаимодействие между модами, в предположении что накачка отдельных мод осуществляется независимо. [c.136]

Резюмируя сказанное и данные литературы, можно считать установленным, что в волноводах, сформированных в органических нелинейных средах на сечениях порядка длины волны возбуждающего излучения, возможно поддержание практически одинаковой высокой плотности мощности на больших длинах, не реализуемых при объемных взаимодействиях, когда происходит рас-, ширение гауссовских пучков. Например, гетеропереходный полупроводниковый лазер создает в волноводе 1X1 мкм плотность мощности 10 МВт/см , обеспечивающую при высоком нелинейнооптическом качестве материала выполнение им практически всех требующихся технике функций. Вторым преимуществом волноводных конфигураций является возможность использования дисперсии отдельных мод для компенсации эффективной дисперсии рефракции. Иначе — для данной длины волны накачки возможно обеспечить синхронизм подбором управляемых параметров волновода толщины, показателя преломления слоя и (или) подложки — вместе или независимо. Таким образом, при наличии необходимой технологии в волноводах обеспечивается синхронизация двух за- [c.250]

Летохов [7.3, 7.4] предложил так называемую флуктуацион-ную модель, позволившую количественно описать механизм синхронизации мод в твердотельных лазерах. Основой модели является предположение о том, что в результате нелинейного воздействия поглотителя из большого числа флуктуационных выбросов интенсивности, существующих в резонаторе к началу процесса усиления, выделяется и усиливается самый большой выброс, тогда как остальные подавляются. Аналогичные предположения были независимо сделаны Флеком [7.5], который моделировал процесс усиления в твердотельном лазере при помощи компьютера. Эта модель получила дальнейшее развитие в ряде работ [7.6—7.13, 7.40—7.44]. Следующее ниже, в разд. 7.2, теоретическое описание процесса синхронизации мод в твердотельном лазере главным образом основывается на работах [7.12, 7.13]. [c.228]

Происходит селекция одной моды, а в каких может существовать несколько мод. Ниже будет показано, что при лазерной генерации частоты испускаемого излучения сдвинуты относительно центра атомной линии и относительно собственной частоты резонатора. При определенных предположениях, в частности о том, что отсутствуют какие-либо фазовые соотношения между отдельными модами, из полуклассических уравнений могут быть выведены и тем самым обоснованы скоростные уравнения. Теория, эквивалентная нашей, была развита независимо Лэмбом и опубликована им в 1964 г., причем Лэмб рассматривал газовый лазер. При наличии фазовой синхронизации мод возникает ряд новых важных явлений, таких, как генерация ультракоротких импульсов. Полу-классические уравнения все еще используются многими учеными как основа для исследования различных явлений, происходящих в лазерах, и ниже будет представлен ряд примеров. Таким образом, центральное место в этой книге, посвященной динамике лазерного излучения, будет занимать полуклассическая теория. [c.29]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...