Волноводное распространение излучения

При таком подходе к созданию лазеров с синтезированной апертурой с точки зрения повышения эффективности накачки и обеспечения фазировки желательно минимизировать число фрагментов активного элемента. Для этого в наибольшей степени подходит пластинчатая форма фрагмента, позволяющая, к примеру, получать более высокие средние мощности излучения, чем в активном элементе круглой формы с такой же площадью сечения (см. гл. 3). Возможность уменьшения термооптических искажений при волноводном распространении излучения и устранения деполяризаций [c.188]

Использованное в предыдущих разделах понятие моды является не совсем строгим, так как требование сохранения в процессе распространения формы амплитудно-фазового профиля не сочеталось с требованием неизменности поперечных размеров светового поля. Тем не менее, в некоторых оптических системах и средах возможно распространение волновых пучков, удовлетворяющих одновременно двум сформулированным выше требованиям. Такие волновые пучки представляют собой истинные моды с точки зрения их корректного определения. Если световое поле в оптической системе представимо в виде такого рода мод, то говорят о возможности волноводного распространения излучения. [c.88]

Анализ волноводного распространения излучения начнем с пучков в квадратичных средах. Квадратичной средой называется среда, показатель преломления которой меняется в поперечном направлении по квадратичному закону [c.88]

Для передачи когерентного излучения в волноводном режиме между элементами различного рода оптических устройств или систем широко используются оптические волокна. Оптическое волокно рис. 2.3.1 представляет собой внутреннюю диэлектрическую среду (стекло, кварц и т.п.), в которой содержится основная часть световой энергии, передаваемой по волокну в волноводном режиме. Эта внутренняя среда называется сердцевиной. Сердцевина может быть окружена слоем с более низким показателем преломления, называемым оболочкой. Для защиты от внешних воздействий сердцевину с оболочкой часто покрывают защитным слоем пластмассы. Обычно оптические волокна имеют круглую форму. Существует два основных типа круглых волокон. К первому типу относится волокно со скачком показателя преломления (рис. 2.3.1, а). В нем показатель преломления сердцевины характеризуется постоянным значением, и волноводное распространение излучения обеспечивается эффектом полного внутреннего отражения между сердцевиной и оболочкой. Второй тип волокон имеет сердцевину, показатель преломления которой изменяется в зависимости от расстояния г от оптической оси по параболическому закону [c.92]

ЛОВ с показателем преломления волноводного слоя п , большим, чем показатели преломления двух граничащих сред (т. е. > л, 3). Это условие является необходимым для существования полного внутреннего отражения на границах, которое ответственно за локализованное распространение излучения. В данном разделе мы рассмотрим два других типа планарных волноводов, в которых это ограничение снимается. [c.511]

Вторая часть книги посвящена теории излучения сферическими, цилиндрическими и плоскими источниками, теории рассеяния. Изложены вопросы волноводного распространения звука, основы акустики помещений. [c.2]

ДИФРАКЦИЯ И ВОЛНОВОДНОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ [c.1]

Дифракция и волноводное распространение оптического излучения Пер. с англ. — М. Мир, 1989. — 664 с., ил. [c.4]

Квадратичная среда обладает волноводными свойствами, распространение в ней световых волн во многом сходно с распространением света в линзовом волноводе, состоящем из последовательности собирающих линз. Модель квадратичной среды широко используется как при анализе распространения излучения через лазерные активные элементы, так и при изучении распространения света в некоторых типах оптических волокон. Однако эта модель имеет один серьезный недостаток. Как видно из (2.3.1) при больших значениях поперечных координат х и у показатель преломления становится меньше единицы и даже достигает отрицательных значений. Модель квадратичной среды будет, тем самым, иметь смысл для пучков, основная часть энергии которых концентрируется вблизи оси и не выходит за пределы области, где п>. [c.88]

В данной главе мы рассмотрим вопросы, связанные с распространением оптических волн в диэлектрических структурах (т. е. в тонких пленках и волокнах), размеры которых соизмеримы с длиной волны. Известно, что лазерный пучок с ограниченным поперечным размером расходится при распространении в однородной среде (см. гл. 2). В волноводных диэлектрических структурах при определенных условиях это расхождение отсутствует. Оптические моды в этих диэлектрических волноводах соответствуют локализованному в пространстве распространению электромагнитного излучения с поперечными размерами, определяемыми волноводом. [c.438]

Затем замеряется изменение распределения интенсивности вдоль плоскости р — п-перехода в зависимости от тока. На рис. 7.10.4 полная ширина по половинной интенсивности (полуширина) равна 12,8 мкм. На рис. 7.10.5 показаны значения полуширины для всего ТЕ-излучения и для ТЕ-излучения двух продольных мод лазерного резонатора. Эти данные показывают, что ширина области излучения продольной моды уменьшается с увеличением тока до порогового значения и остается относительно постоянной и равной 6,5 мкм при токах выше порогового. Из рисунка также видно, что ширина полной интенсивности в ТЕ-волне может служить мерой ширины распространения волноводной моды при /> 1,1 /пор. [c.282]

Далее, в гл. 5 и 6 на основе решения электродинамической задачи определяются параметры математических моделей излучающего полотна АФАР, используемые при анализе характеристик АФАР. Параметры математической модели излучающего полотна АФАР определяются для излучателей двух наиболее распространенных типов волноводных и вибраторных с произвольной поляризацией поЛя излучения. Здесь же исследуются вопросы сходимости численных алгоритмов определения параметров мате атических моделей. Приводятся результаты расчетов, показывающие пригодность алгоритмов и позволяющие ориентироваться в выборе состава и числа учитываемых Мод, После определения параметров математических моделей АФАР конкретного типа можно найти токи в излучателях, а по ним характеристики АФАР. [c.7]

На рис. 1.18 приведена одна из распространенных схем дефектоскопа, работающего на прохождение амплитудным методом. Электромагнитные колебания, излученные генератором 2, распространяясь по волноводному тракту 3, достигают излучающей антенны 5, излучаются в свободное пространство и проходят через стенку контролируемого изделия. Прошедшая энергия воспринимается приемной антенной б, детектируется и после усиления измерительным усилителем 8 поступает на регистрирующее устройство Р. С перемещением контролируемого изделия относительно срезов антенны интенсивность прошедшей волны будет меняться в зависимости от изменения свойств подводимых к антеннам участков изделия. Наличие дефекта в стенке изделия приводит к изменению интенсивности прошедшей волны. Это изменение будет зафиксировано регистрирующим устройством. [c.28]

В 3 дано описание ДГС-лазера как диэлектрического волновода, а в 4 рассматривается распространение волны в симметричном трехслойиом плоском диэлектрическом волноводе. Центральный слой — это область в ДГС-лазере, в которой происходит генерация света и которая называется активным слоем. Трехмерное волновое уравнение для электрического поля оптической частоты выводится из уравнений Максвелла. Далее выводится дифференциальное уравнение, описывающее распространение электрического поля, поляризованного перпендикулярно направлению распространения, — поперечного электрического поля (ТЕ). Аналогичные уравнения описывают поперечные магнитные поля (ТМ), в которых магнитное поле поляризовано перпендикулярно направлению распространения. Эти поля зависят от двух пространственных переменных и времени, и решение волнового уравнения для них получается методом разделения переменных. Как следует из решений волновых уравнений, показатель преломления активного слоя должен быть больше показателей преломления прилегающих слоев, чтобы в трехслойной структуре происходило волноводное распространение излучения. Граничные условия для электрического и магнитного полей также выводятся из уравнений Максвелла. Применение этих граничных условий на границах раздела диэлектриков (гетеропереходах) приводит к дисперсионному уравнению, являющемуся уравнением на собственные значения, которое дает набор дискретных значений постоянной распространения. Получающиеся для этих дискретных значений конфигурации электрического и магнитного полей называются модами. [c.33]

В этой главе мьг изложили основы теории и привели расчетные данные по волноводному распространению излучения в плоских диэдектрнческих волноводах. Сначала мы ввели уравнения Максвелла и, исходя нз этих фундаментальных уравнений, получили формулы для конкретных случаев. Уравнения Максвелла используются также при исследовании взаимодействия свободных носителей с электромагнитным излучением (гл. 3) и при построении энергетических зонных диаграмм гетеропереходов ( гл. 4). [c.128]

Уравнение (3.3.8) можно разделить на два уравнения, одно из которых определяет координатную зависимость Т(г, ), а другое — временную. Метод разделения переменных уже применялся в 4 гл. 2 при решении волнового уравнения. Как и в задаче о волноводном распространении излучения, применение граничных условий приводит к уравнениям на собственные значения. Собственные решения уравнения (3.3.8) получаются в виде произведения собственной функции, зависящей от простраиственных переменных, на гармоническую функцию от времени [c.147]

Результирующие прямоугольные треугольники со сторонами /3, й и к П2 показаны на рис. 11.3. Заметим, что, поскольку частота постоянна, для случаев ф), (с), (Д) и (е) справедливо тождество Atq/Jj = = (и/с)п2- Таким образом, распространение излучения можно рассматривать как распространение плоской волны, направленной вдоль гипотенузы с неизменяющейся постоянной распространения Atq/Jj. При уменьшении /3 угол в уменьшается до тех пор, пока при 13 = кдП не нарушится условие полного внутреннего отражения на границе III—II. Это следует из того факта, что условие волноводного распространения волн /3 = ATq/Jj sin в > эквивалентно неравенству в > ar sin(/j3//j2) = где — угол полного внутреннего отражения на границе раздела между слоями II и III. Поскольку з > полное отражение на границе раздела II—III гарантирует полное внутреннее отражение на границе областей I—II. Использование полного внутреннего отражения для получения волноводных мод мы обсудим в конце следующего раздела. [c.450]

Специфика когерентного взаимодействия оказывается существенной при анализе резонансных нелинейных процессов в средах с малым уширением энергетических уровней, а также при расчете особенностей распространения излучения в одномодовых волноводных устройствах, например, в световодах определенного профиля. При этом учет особенностей когерентного взаимодействия приводит к возникновению так называемых когерентных эффектов , таких как самонаведениая прозрачность, некоторые явления самовоздействия, возникновения солитонов и др. [c.30]

При мощности лазерного излучения, гораздо меньшей критической, когда Р <К(Р р)ш111, самофокусировкой можно пренебречь, излучение распространяется в среде с исходной расходимостью при Р = (Р р)ш1п самофокусировка как раз компенсирует расходимость (иногда этот случай называют режимом волноводного распространения лазерного излучения), при Р > РЙпвозникает самофокусировка. [c.172]

СДВ хорошо отражаются от ионосферы и от земной поверхности, что и приводит к их слабому затуханию при распространении в приземном волноводном канале. При излучении молниевых разрядов осн. часть их энергии распространяется в приземном волноводе в виде эл.-магн. импульса, называемого атмосфериком, а просочившаяся через ионосферу часть эл.-магн. излучения образует т. н. свистящие атмосферики, спектр к-рых лежит в диапазоне 1—10 кГц. [c.428]

Итак, исходная волноводная волна с q = qo, распространяясь слева направо, подходит к открытому краю волновода дифракция на открытом крае приводит к тому, что излучение почти не выходит наружу и направляется в обратную сторону. Это рассеянное излучение распадается на волны, которые, как нетрудно видеть, являются также волноводными с углами наклона в, удовлетворяющими тому же условию с q = qo,qo - 2, qo - 4,.. . Волна с q = qo подобна исходной и отличается от нее только противоположным направлением распространения (справа нелево) она называется отраженной, а отношение ее амплитуды на плоскости Н к амплитуде исходной волны " коэффициентом отражения от края при малых 0L его модуль приближается к единице. [c.100]

Кроме цилиндрической симметрии волноводных резонаторов в лазерах были использованы и другие структуры волноводов. Например, волноводный резонатор, образованный параллельными металлическими плоскостями. Более подробно с применением волноводных резонаторов и волноводных методов в создании и исследовании ГЛОН можно ознакомиться в работе [141]. Особенностью резонаторов F/i -лазеров (открытых и волноводных) является необходимость регулировки их длины. В отличие от M/D-излучения ширина линии усиления F/i -лазера составляет всего несколько МГерц, что значительно меньше промежутка между соседними продольными типами колебаний резонатора (Av = /2L для L = 1 м, Av == 150 мГц). Для такой регулировки в лазерах одно из зеркал должно быть смонтировано на подвижном устройстве (плунжере). Можно выделить еще одну особенность в существующих f/i -лазерах. Эта особенность касается конструкции зеркал. В идеальном случае выходное зеркало должно полностью отражать излучение накачки и частично пропускать F/i -излучение, причем пропускание должно быть равномерным по всему сечению резонансного объема. В существующих системах пока наиболее распространенным остается самый простой и дешевый на практике способ вывода излучения генерации из резонатора через отверстие. Обычно отверстие в выходном зеркале герметически закрывается окном из кварца или другого материала, не пропускающего излучение накачки. К числу недостатков такого вывода относится большая угловая расходимость излучения генерации и потери мощности излучения накачки. Кроме того, трудно добиться максимально возможной мощности [c.140]

В импульсном режиме энергия колебаний генерируется в виде импульсов, заполненных ультразвуковой несзпцей частотой. Продолжительность t импульса и период Ti повторения выбираются такими, чтобы время прохождения импульсом пути, составленного волноводом длиной и нагрузкой длиной Zh, было больше t, а каждый отраженный от конца нагрузки импульс возвращался к преобразователю после излучения последующего импульса. При этих условиях, пренебрегая отражениями порядка выше второго, можно принять, что в колебательной системе практически возникнут бегущие волны и входное сопротивление нагрузки на преобразователь останется постоянным, не зависящим от изменяющейся длины Zh. Для исключения возможного отражения на границе излучатель — нагрузка следует применить согласование между нагрузкой и волноводной системой. Необходимые характеристики импульсного режима могут быть определены следующим образом для максимального сужения спектра импульсного сигнала примем, что в импульсе должно содержаться не менее п периодов несущей частоты. Значение п определяется из условия, что наибольшая часть энергии содержится в основной частоте / спектра. Требование минимально допустимой полосы частот, в частности, связано с тем, что вследствие геометрической дисперсии скорости распространения упругих колебаний по волноводной системе импульс может существенно исказиться. Кроме того, согласование в широком диапазоне частот не может быть удовлетворительным. Отсюда [c.220]

Дальнейшее повышение средней мош,ности излучения возможно с уменьшением поперечного размера активного элемента. В пределе мы приходим к пучку активированных неодимом световодов с размером каждого менее 1 мм. Из-за волноводного характера распространения света в таких миого.модовых волокнах излучение на их выходе имеет большую угловую расходимость, определяемую углом полного внутреннего отражения в световоде [c.189]

Смотреть страницы где упоминается термин Волноводное распространение излучения : [c.50] [c.45] [c.48] [c.57] [c.127] [c.88] [c.139] [c.533] [c.466] [c.138] [c.21] [c.460] [c.95] [c.309] [c.152] [c.176] [c.402] [c.416] [c.455] [c.171] [c.14]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...