Число волноводных мод в резонаторе

Рассмотрим взаимодействие трех мод в волноводном резонаторе, образованном волноводом конечной длины L с отражателями на концах. Заметим, что это рассмотрение включает и случай интерферометра, если взаимодействуют нулевые (продольные) моды, отличающиеся лишь числом полуволн, укладывающихся на длине резонатора. Представим решение в виде суммы стоячих волн [c.159]

Преимущество волноводного резонатора перед обычным плоскопараллельным резонатором демонстрирует рис. 2.91 [12], где представлены две экспериментальные кривые, выражающие зависимость выходной мощности лазера от числа вспышек N лампы накачки кривая 1 относится к обычному резонатору, а кривая 2 — к волноводному (в обоих случаях активный элемент не охлаждался, что приводило к быстрому нагреву). Из рисунка видно, что если в случае обычного резонатора термические искажения относительно быстро приводят к срыву генерации, то в случае волноводного резонатора имеет место сравнительно медленный спад кривой (заметим, что этот спад определяется отнюдь не термическими искажениями элемента, а ухудшением его генерационных характеристик с повышением температуры). [c.243]

В малоапертурных лазерах используются либо волноводные, либо открытые устойчивые резонаторы (у других их типов дифракционные потери оказываются чрезмерно большими так, у низшей моды плоского резонатора из круглых зеркал при N= I они составляют 20 % на проход, см. рис. 2.12). Волноводными именуют резонаторы, у которых удержание излучения в зоне малого сечения осуществляется за счет отражения от боковых стенок кюветы. Ввиду большой специфичности мы эти резонаторы рассматривать не будем отметим только, что поскольку и число отражений от боковых стенок на длине резонатора, и потери при каждом отражении растут с углом наклона лучей, волноводные резонаторы по своим селективным способностям похожи на открытые плоские. [c.204]

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]

Наконец, закономерности параметрической генерации звука были подробно исследованы в волноводных резонаторах [Островский, Папилова, 1973]. Использовался, в частности, прямоугольный волновод с мягкими боковыми стенками и жесткими концами, заполненный водой. Размер сечения 3X2,3 см , т.е. удовлетворялось приведенное выше условие d-ildi = 5/3. Частоты волн равнялись Д = 42 кГц (на моде m = 1, и = 1), а /2 = 84 кГц (на моде m = 1, и = 3). После превышения порога (которому отвечало число Маха М 5 10" ) устанавливался режим параметрической генерации, причем наблюдалось хорошее согласие с приведенными вьпие формулами. Это проиллюстрировано на рис. 6.3, где показана резонансная кривая системы с характерным провалом. [c.161]

Если отношение У а пренебрежимо мало, то волновые фронты волноводных мод можно с большой степенью точности считать плоскими. В силу этого обстоятельства эффективная обратная связь в волноводном резонаторе может быть осуш,ествлена с помощью плоских зеркал с высоким коэффициентом отражения, помещенных непосредственно на торцах волновода (одно из зеркал - выходное - обычно выполняется полупрозрачным). В такой системе при отражении от зеркала резонатора не происходит изменение модового состава излучения. Из условия резонанса, согласно которому вдоль волновода должно укладываться целое число полуволн, можно получить следующее выражение для собственных частот резонатора [c.96]

Число волноводных мод в резонаторе. Число возмож-ныxJ вoлнoвoдныx мод ограничено условием полного внутреннего отражения от боковых граней активного элемента [c.240]

ВО всех вариантах волноводного резонатора наблюдается одночастотный режим генерации (селектируется центральная продольная мода). Исследования волноводного лазера на иттрий-алюминие-вом гранате с неодимом [71] показали, что одночастотный режим генерации имеет место вплоть до мощностей накачки, при которых разрушается кристалл. В этом же лазере наблюдалась генерация одной поперечной моды число Френеля при этом превышало 10 . [c.244]

В исследуемой области изменения A X возможно существование более одного резонанса. Каждому резонансу, соответствует свое распределение поля вдоль запредельного волновода с плос-вдм диэлектрическим слоем (см. 1.3). По аналогии с волноводными резонаторами обозначим рассматриваемые типы колебаний через Нюп, где п — количество вариаций поля на длине L. За Ыетим, что ряд авторов под индексом п понимают число полуволн, укладывающееся на длине диэлектрического слоя /г. В этом случае п уже не будет целым числом. [c.23]

Говоря о многолучевых лазерных системах, необходимо отметить некоторые особенности пространственных характеристик их излучения. Достижение одновременной генерации большого числа газоразрядных трубок в общем плоском резонаторе возможно лишь при высокой степени параллельности этих трубок. Конструирование и эксплуатация лазера сушественно облегчаются при волноводном режиме работы резонатора, т. е. при выполнении условия dj/ 2kLj) < 1. Если не предпринимать специальных мер, каждая газоразрядная трубка работает как независимый лазер и поэтому излучение всей сборки представляет собой набор некогерентных между собой лазерных пучков. Предельная расходимость каждого из них составляет X/rfx- [c.131]

Механические резонаторы в виде тонких круглых дисков часто используются при возбуждении осесимметричных колебаний в окрестности основной частоты толщинного резонанса. Уже первые опыты применения таких резонаторов показали необоснованность надежд на то, что в случае малой относительной толщины главная толщинная форма колебаний будет иметь близкое к поршневому движение плоских поверхностей диска [75, 264]. Кроме усложнения форм колебаний, значительные трудности встретились при объяснении структуры спектра собственных частот. Как отмечается в работе [121, с. 164], ... хотя при конструировании пьезоэлектрических резонаторов возникает много сложностей, ни одна из них не оказывается столь трудно преодолимой, как определение многочисленных мод колебаний в кристаллических пластинах. Первые опыты практического применения высокочастотных резонаторов с колебаниями по толщине были почти безуспешными вследствие казавшегося бесконечным ряда нежелательных сигналов вблизи основной модЫ колебаний . Наличие цилиндрических граничных поверхностей, особенности волноводного распространения в упругом слое, специфика отражения упругих волн от свободной границы обусловливают появление большого числа резонансов, сосредоточенных вблизи основного толщинного. Отмеченные обстоятельства явились стимулом к проведению многочисленных исследований, целью которых было получение данных для лучшего понимания природы толшин-ного резонанса в диске. [c.211]

Фазовый интервал а — I (см. рис. 9), который занимают частицы в начальный момент времени, будет при движении электронов относительно волны сокращаться до некоторого минимума, а затем начнет вновь увеличиваться. Интересно определить ближайший момент, когда в минимальный интервал фаз соберется наибольшее число частиц. Положение частиц через отрезок времени, несколько больший 1/4 периода фазовых колебаний (для малых входных фаз), показано на рис. 9 (а — ). При этом частица с крайней входной фазой 2. двигаясь по фазовой траектории, достигает фазы11)з одновременно с частицей, имевшей входную фазу Полагая фазовые колебания гармоническими, можно найти соотношение между тремя величинами орх, 2 и 3. К сожалению, это соотношение не может быть разрешено в явном виде относительно входящих в него величин. На основании численных расчетов найдена связь между числом частиц и величиной фазового интервала, на котором они сгруппированы. Эта связь представлена кривой 2 на рис. 8, которая показыва- ет, что группирующие свойства волновода с постоянной фазовой скоростью лучше, чем у резонатора. Например, с помощью волноводного группирователя в том же фазовом интервале, равном одному радиану, может быть сгруппировано около 75% частиц. Как и для резонаторного группирователя, чем меньше выбирается фазовый интервал на выходе волноводного группирователя, тем большую плотность частиц получают, но одновременно число электронов в этом интервале сокращается. Важным вопросом является нахождение длины L группирующей секции такого волновода для получения сгустка электронов с заданной фазовой протяженностью. Длина секции связана с временем пролета секции равновесной частицей ip выражением [c.37]

Укажем еще на возможность описания проходных резонаторов (в том числе низкодобротных) в терминах волноводного трансформатора (рис. 2.6). Пути построения проекционных алгоритмов на основе базиса Фх вполне очевидны (с учетом изложенного выше) мы их выписывать не будем. Объект, изображенный на рис. 2.6, а по сути дела совпадает с рассмотренным выше, однако подход с точки зрения волноводного трансформатора позво- [c.105]

Основное воздействие на спектральные характеристики оказывает число возбужденных продольных мод. При узкой полоске в лазерах с волноводным усилением обычно возбуждается много мод н наблюдается довольно широкая линия генерации. Это показано на рис. 11.5, а. В лазерах с волноводным каналом сразу за порогом reнefiиpy,eтi я несколько лазерных мод, но по мере увеличения тока одна илн две моды становятся доминирующими над. остальными, как показано на рис. 11.5, б. Уменьшение длины резонатора приводит к возрастанию межмодового расстояния, так что только немногие моды могут попасть в пределы линии усиления. По этой причине предпочтительнее короткие резонаторы (не более 100 мкм). Они дают возможность работать с одной продольной модой при более высокой выходной мощности. [c.296]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...