Процессы установления колебаний в лазере

Процессы установления колебаний в лазере. Анализ уравнений лазерной генерации в неустановившемся (импульсном) режиме удобнее проводить, придав кинетическим уравнениям (1.1.24) безразмерный вид. Введем безразмерные переменные [c.23]

Как будет видно ниже, процессы установления колебаний особенно важны в твердотельных лазерах с импульсной накачкой — обычно в таких лазерах стационарный режим генерации вообще недостижим. Но и в других гапах лазеров переходные неустановившиеся процессы играют важную роль. Необходимо выработать математический аппарат для анализа таких процессов. [c.24]

Начальные условия, необходимые для самовозбуждения колебаний, определяются шумами. Проще всего рассмотреть спонтанное комбинационное рассеяние, возникающее в слое вещества, перпендикулярном направлению распространения излучения со стоксовой частотой, поскольку источником входного сигнала для усилителя на стоксовой частоте является излучение, испускаемое соседними слоями. Анализ процесса самовозбуждения комбинационного лазера полностью аналогичен исследованию процесса установления колебаний в лампах бегущей волны. Условие существования стационарных колебаний можно в общем случае записать в баркгаузенов-ской форме [c.237]

Процесс импульсной накачки. Если соответствующие времена релаксации активной среды и длительность установления колебаний в резонаторе малы по сравнению с длительностью временного изменения процесса накачки, то модуляция мощности накачки будет перенесена на выходное излучение. Приведем пример. Времена релаксации лазеров на красителях очень малы. Поэтому путем накачки пикосекундными импульсами можно в резонаторах с достаточно коротким временем [c.31]

Полуклассическая теория, используемая в настоящей монографии, правильно и гораздо проще описывает нелинейные оптические эффекты исключением являются случаи, соответствующие настолько низким уровням интенсивности, что становятся существенными квантовые шумы. В этих случаях в полуклассической теории необходимо дополнительно учесть процессы спонтанного излучения, описанные выше в этом параграфе. При этом к когерентным полям добавляются поля со случайными фазами и с амплитудами, характерными для спонтанного излучения. Эти поля и являются шумовыми источниками , которые добавляются к классическим полям. Установление классического поля в лазере начинается с уровня этого шума. Фаза поля в лазерном типе колебаний априори неизвестна. По мере того как волна, распространяясь по образцу, нарастает и многократно возвращается обратно за счет отражения от зеркал, устанавливается определенная (но заранее неизвестная) фаза. По той же причине априори неизвестна и фага поля со стоксовой частотой в лазере, использующем вынужденное комбинационное рассеяние. [c.103]

Импульсные генераторы. Особенности лазеров с неустойчивыми резонаторами. При импульсном возбуждении активной среды устойчивые резонаторы используются лишь в весьма редко встречающихся малоапертурных лазерах (N < 1) процесс выделения отдельных мод устойчивых резонаторов с > 1 длится Слишком долго. Даже если длительность импульса формально и превышает время установления колебаний, для удовлетворительной работы лазера это часто оказывается недостаточным. Дело в том, что резонатор в течение импульса накачки за счет нагревания среды и других подобных процессов всегда подвергается определенной перестройке, поэтому процесс установления как бы многократно начинается заново (в пичковом режиме это проявляется воочию). Указанное обстоятельство существенно упрощает наш анализ для подавляющего большинства лазеров приходится выбирать только между плоскими и неустойчивыми резонаторами. [c.208]

Прежде всего следует констатировать, что нестационарные явления в лазере могут возникать без дополнительного вмешательства. При вычислении мощности излучения по уравнению (2.15) мы с самого начала пренебрегали всеми производными по времени. Естественно, однако, что это возможно только после того, как пройдет некоторое время с момента включения излучения накачки, так как при отбрасывании производных не учитываются процессы установления в лазерной среде до достижения некоторого стационарного состояния. Если же в основных уравнениях сохранить производные по времени, то можно показать, что процессы включения в случае одной моды нельзя описать как монотонно протекающие с течением времени. Они носят характер затухающих со временем негармонических колебаний поля излучения и инверсии населенностей, которые в конце концов по истечении некоторого времени стремятся к стационарному состоянию. Эти затухающие колебания называют релаксационными колебаниями лазера в одномодовом режиме. При рассмотрении многомодового режима ситуация еще более усложняется. В результате пространственной и временндй интерференции мод, нерегулярного срыва и возникновения осцилляций выходное излучение лазера приобретает форму нерегулярных во времени импульсов со стохастически флуктуирующей амплитудой. Существенно, что при этом излучение, вообще говоря, не переходит в стационарный режим и продолжает носить нестационарный характер по истечении длительного времени. [c.89]

Релаксационные колебания в лазере, работающем в режиме свободной генерации. Последовательность рассмотренных вьш1е пичков свободной генерации назьшают еще релаксационными колебаниями в процессе установления стационарного режима или просто релаксационными колебаниями. Последние характерны для любых связанных колебательных систем, характеризующихся сильно различающимися временами релаксации, а также для систем с инерционной нелинейностью. Определим основные характеристики релаксационных колебаний (частоту следования, время затухания) и выясним, насколько общим является подобный осщ1л-ляторный характер установления стационарного режима. [c.27]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...