Селекция продольных мод

Благодаря такой дискриминации мод по потерям сЮу-ществляется селекция продольных мод в резонаторах подобного типа. [c.318]

Селекция продольных мод в лазере происходит в то время, когда световой импульс постепенно нарастает из шума. В течение времени формирования светового импульса моды, которые имеют более высокое усиление или меньшие потери, будут возрастать по амплитуде быстрее, чем другие моды. Это различие по амплитудам между двумя модами становится тем больше, чем больше число полных проходов в резонаторе. Следовательно, для хорошей селекции мод при данном различии в потерях между ними важно обеспечить как можно больше полных проходов света в резонаторе. [c.282]

Прежде всего упомянем об естественной селекции продольных мод за счет конечной ширины спектральной линии активного материала. В случае гелий-неонового лазера спектральная линия имеет максимум на длине волны X = 0,6328 мкм и частоте V = 4,7-10 Гц и естественную ширину линии спонтанного излучения A5V = 1,6-10 Гц (допплеровское уширение). При длине резонатора L = 100 см, т. е. расстояниях между продольными колебательными типами A v = 1,5 10 Гц, в пределах естественной ширины спектральной линии уложится А / 10 продольных ко- [c.134]

Зависимость потерь, вносимых анизотропными элементами, от частоты в рассмотренном примере и других аналогичных лежит в основе одного из возможных способов селекции продольных мод в лазерных резонаторах. [c.80]

Близкий по своей сущности принцип селекции продольных мод применяется в лазерах, резонатор которых представляет собой двухлучевой интерферометр типа интерферометра Майкельсона или Фокса — Смита [77]. [c.233]

Рис. 11 26. Схема селекции продольных мод. Три зеркала, 3 , Зд, З4, образуют перестраиваемый отражатель для резонатора лазера [20].

Во второй главе анализируется роль резонатора в формировании поля излучения лазера, излагаются основы теории открытых резонаторов. Используются геометрооптическое приближение, итерационный метод Фокса—Ли, модель гауссовых пучков, закон АВСО. Учитываются апертуры зеркал, наличие внутри резонатора линзы или диафрагмы, разъюстировка элементов в резонаторе. Рассматриваются резонаторы различной геометрии — как устойчивые, так и неустойчивые. В случае активных резонаторов обсуждаются эффекты тепловой линзы, затягивания частот и выгорания дыр . Уделяется внимание вопросам селекции продольных мод, а также физике волноводных резонаторов и пленочных лазеров с распределенной обратной связью. [c.5]

Различают угловую и частотную селекции, называемые также селекцией поперечных мод и селекцией продольных мод соответственно ). Для вьщеления той или иной моды необходимо, чтобы потери для нее оказались меньше потерь для прочих мод. Селекция поперечных мод основана на различии поперечной структуры поля мод разного порядка, а селекция продольных мод — на различии частоты. [c.212]

Используя рис. 2.69, выделим три типа частотной селекции в лазере. Первый тип — селекция в относительно широкой полосе частот, когда подавляются нежелательные переходы и обеспечивается генерация лишь на одном переходе. В этом случае генерация реализуется в пределах полосы частот шириной (рис. 2.69, б). Селекция второго типа обеспечивает генерацию в более узкой полосе частот, например, в пределах полосы шириной Оа (рис. 2.69, б). Варьируя положение этого интервала частот в пределах ширины линии люминесценции, можно осуществлять плавную перестройку частоты генерируемого излучения . Селекция третьего типа — это селекция продольных мод. Она обеспечивает генерацию отдельной спектральной линии резонатора (обычно центральной линии). В этом случае селекция осуществляется в достаточно узком частотном интервале — порядка 10 с и меньше. [c.214]

Общие замечания о селекции продольных мод. Для селекции продольных мод требуется весьма узкополосный фильтр, позволяющий выделить интервал частот меньше О с . Говоря об общих принципах селекции продольных мод, обратимся к рис. 2.71 (штриховой линией показан контур линии люминесценции). Рисунок поясняет возможные пути осуществления такой селекции. [c.216]

Интерференционные методы селекции продольных мод. Эти методы основаны на использовании резонаторов с дополнительными зеркалами связанных резонаторов) см., например, [54—56 [c.217]

Согласно (2.11.9) величина Аф зависит от частоты излучения следовательно, описываемые соотношением (2.11.12) потери должны периодически меняться с частотой. Это изменение потерь с частотой может быть использовано для селекции продольных мод в рассматриваемом резонаторе. [c.221]

Для выполнения первого условия надо иметь достаточно широкую линию усиления и, кроме того, предусмотреть специальные меры по предотвращению в резонаторе возможной селекции продольных мод (селекция мод является в данном случае нежелательным эффектом). Ширина линии усиления Лш составляет примерно 10 с для лазера на рубине, 10 с для лазеров с неодимом, 10 —10 с для лазеров на органических красителях. Полагая Q 10 с получаем отсюда, что максимально возможное (при условии предотвращения селекции) число продольных мод равно для указанных лазеров соответственно 1(Я, 10, 10 —10 . Казалось бы, при т = 10 сверхкороткий [c.276]

Естественная селекция продольных мод при пассивной модуляции добротности. Рассматривая многомодовую модель лазера, можно показать [106, ПО], что благодаря относительно большой длительности этапа линейного развития генерации в лазере с просветляющимся фильтром успевает проявиться сильная конкуренция между различными модами, вследствие чего одни моды затухают, тогда как другие, напротив, усиливаются и выходят на этап нелинейного развития генерации. Как показано в [110], относительное различие в величине добротности двух мод, равное всего 10 , может приводить при длительности линейного этапа 2-10 не к тому, что указанные моды будут различаться по интенсивности на порядок к началу просветления фильтра. Таким образом, даже незначительное случайное различие в добротности может приводить к резкому усилению отдельных мод ). [c.374]

Проявляющаяся на этапе линейного развития генерации конкуренция между различными модами приводит к заметному уменьшению числа мод, сохраняющихся в поле излучения к началу просветления фильтра. Число сохраняющихся мод оказывается более чем на порядок меньше числа мод, имевшихся в момент начала генерации ). В связи с этим говорят об эффекте естественной селекции продольных мод при пассивной модуляции добротности. [c.375]

Указанный эффект проявляется в заметном сужении спектра генерации лазера (поскольку преимущественно сохраняются моды, находящиеся вблизи центра линии усиления). На рис. 3.48 представлена зависимость эффективной ширины спектра генерации от длительности этапа линейного развития генерации [6]. Чем больше длительность линейного этапа, тем сильнее проявляется эффект естественной селекции продольных мод, тем, следовательно, сильнее сужается спектр генерации. Именно поэтому спектр излучения лазера при пассивной модуляции добротности оказывается существенно более узким, чем при активной модуляции. [c.375]

Чтобы превратить отмеченную возможность в действительность, необходимо предотвратить селекцию продольных мод в резонаторе. Речь идет об интерференционной селекции мод (см. 2.11), которая всегда имеет место в обычных резонаторах благодаря наличию в них целого ряда дополнительных отражающих плоскостей (например, тор- [c.379]

Обсуждавшийся в 3.8 эффект естественной селекции продольных мод в лазере с просветляющимся фильтром не исключает возможности осуществления пассивной синхронизации мод см. 3.11. [c.381]

Общий вид акустооптического синхронизатора мод схематически показан на рис. 3.69. Здесь 1 — пьезопреобразователь, 2 — призма из плавленого кварца, 3 — направление движения световых импульсов. Грани а и б кварцевой призмы параллельны друг другу (для обеспечения режима стоячей волны), а грани виг образуют друг с другом небольшой угол (для устранения селекции продольных мод). Акустооптический синхронизатор мод является оптическим элементом, помещаемым внутрь резонатора непрерывно накачиваемого лазера ИАГ N(1 +. Ввиду малого усиления в таком лазере, предельно допустимые оптические потери в синхронизаторе с учетом просветляющих покрытий не должны превышать 0,5—1%. [c.413]

Даже когда лазер работает в режиме одной поперечной моды (т. е. при фиксированных m и /), он может все же генерировать несколько продольных мод (т. е. мод, отличающихся значением продольного индекса п). Частотное расстояние между этими модами равно Avn = /2L. В некоторых случаях для выделения одной продольной моды можно использовать короткие резонаторы, такие, что Av > Avo, где Avo—ширина контура усиления При этом если частота моды настроена на центр линии усиления, то частоты соседних продольных мод оказываются расположенными на достаточно большом расстоянии от центра линии усиления, так что (при не очень большом превышении накачки над пороговым значением) лазер на этих модах генерировать не может. Условие применимости данной схемы селекции мод можно записать в виде [c.258]

Селекция продольных нод. Для разрежения (селекции) продольных мод, имеющих одинаковое поперечное распределение поля, но отличающихся частотой, используются резонаторы, содержащие дисперсионные элементы (призмы, дифракц. решётки, интерферометры и ДР-). В частности, в качестве дисперсионного элемента применяют дополнит. О. р., связанные с основным и образующие т. н. эквивалентное зеркало, коэф. отраженна к-рого р зависит от частоты V. Для удаления из спектра одной из продольных мод наиб, пригоден линейный трёхзеркальный О. р. (рис. 6,а), для выде ления в спектре одной продольной моды — резонатор Фокса — Смита (рис. 6,6) и Т-образный (рис. 6,в). В нек-рых случаях удобен О. р. Майкельсона (рис. 6,г). [c.456]

Р. а. применяют в лазерных гироскопах для подавления одной из встречных волн для прецизионного измерения анизотропии оптич. элементов, для чего исследуемый элемент помещают в резонатор и по характеру собств. состояний поляризации резонатора судят об анизотропных свойствах элемента для управления энергетнч., поляризац. и частотными параметрами выходного излучения. В часгности, в Р. а. возможно осуществить селекцию продольных мод резонатора (см. Селекция мод). Для этого в линейный резонатор помещают поляризатор и двулучепреломляющую пластинку, гл. осп к-рой повёрнуты относительно осей поляризатора на угол ф. Модули собств, значений матрицы Джонса обхода такого резонатора равны [c.318]

Q — модулятор добротности i — диафрагма для селекции поперечных мод в — квантовый генератор Zi, h — зеркала для селекции продольных мод D — делительный элемент L,, Lj — афокальная оптическая система Сз — диафрагма для исключения обратной связи Z — квантовый усилитель R — рефереЕ1Т-ный пучок S — объектный пучок [c.138]

Сам по себе лазерный открытый резонатор является средством разрежения спектра по сравнению, например, со спектром равновеликого объемного резонатора. Однако поскольку полоса усиления активных сред, как правило, довольно велика, в эту полосу обычно попадает большое число мод лазерного резонатора, в частности продольных. Поэтому применяются некоторые средства дополнительного разрежения спектра лазерных резонаторов. Такое дополнительное разрежение спектра получило пазвапие селекции мод. Все методы селекции мод основаны на увеличении потерь одних мод по сравнению с другими, рабочими. Селекция продольных мод, отличаюгцихся частотой, требует применения узкополосных дисперсионных элементов. [c.175]

Применяемые на практике варианты интерференционной селекции продольных мод достаточно многообразны. Используются, например, различные виды четырехзеркальных связанных резонаторов, у которых оси зеркал образуют прямой угол (см. [2] гл. 23). Один из таких резонаторов показан на рис. 2.76. [c.219]

Резонаторы с анизотропными элементами. Для селекции продольных мод могут быть использованы поляризационные свойства резонатора с анизотропными элементами. Пример такого резонатора приведен на рис. 2.77. Здесь 1 — линейный поляризатор, 2 — двулучепреломляющая пластинка, обеспечивающая разность фаз необыкновенного и обыкновенного лучей, равную Аф, 3 — зеркала резонатора. Оптическая ось пластинки 2 перпендикулярна к оптической оси резонатора и повернута на угол а по отношению к направлению поляризации, фиксируемому поляризатором 1. [c.219]

Отметим, что на спектральном языке эффект сужения импульсов означает появление новых спектральных компонентов Иньми словами, отмеченное выше сокращение длительности выбросов интенсивности излучения означает некоторое увеличение ширины спектра частот. Это расширение спектра компенсирует происходившее на линейном этапе развития генерации сужение спектра за счет естественной селекции продольных мод. [c.403]

Рис. 5.10. Селекция продольны.х мод с помощью эталона Фабри — Перо, работающего па пропусканпе.

Для пояснения данной ситуации обратимся к примеру. Рассмотрим вновь случай, когда L = 90 см, Avo = 190 ГГц, Пг= 1,5 и f = 30. Для выполнения условия дискриминации соседних мод резонатора в соответствии с (5.51) выберем U = 1 см. Согласно же условию (5.55) положим L2 =/-i/2f = 0,17 мм. Тогда область дисперсии второго эталона равна Av" = o/2tt L2=600rrn, так что условие (5.56) выполняется и происходит селекция одной продольной моды. В более общем виде условие генерации в режиме одной продольной моды с двумя эталонами записывается следующим образом [c.262]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...