Распределенная обратная связь

Рассмотрим периодический диэлектрический волновод, в котором периодичность создается за счет гофрирования одной из поверхностей раздела, как показано на рис. 11.6. Такие периодические волноводы используются в качестве оптических фильтров [8], а также в лазерах с распределенной обратной связью [9—11]. Ниже мы обсудим оба этих применения. [c.463]

ЛАЗЕРЫ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ [c.474]

Из выражений (11.6.17) следует, что как коэффициент отражения В(0)/А (0), так и коэффициент прохождения А L)/A (0) при этом обращаются в бесконечность. Устройство действует как генератор, поскольку оно обеспечивает ненулевые значения полей В(0) и Л (L) на выходе при нулевом поле на входе [Л(0) = 0]. Следовательно, условие (11.6.20) представляет собой условие генерации для лазера с распределенной обратной связью [9]. В случае g = О из выражений (11.4.16) или (11.4.20) следует, что А Ь)/А <У) < 1 и 1В(0)М(0)1 < 1, т. е. мы имеем пассивное устройство без общего усиления. [c.477]

Увеличение порогового усиления с возрастанием модового индекса т, предсказываемое выражением (11.6.33) и кривыми на рис. 11.10 и 11.11, проявляется в лазере с распределенной обратной связью как высокая степень дискриминации мод. Этот факт иллюстрируется также спектром генерации, приведенным на рис. 11.13, на котором отчетливо видна отдельная т = 0) мода. [c.481]

Это означает, что исчезающе малое значение входного сигнала приводит к конечным значениям выходных амплитуд A L) и Лз(0). Устройство, которое генерирует излучение в отсутствие сигнала на входе, называется генератором. Таким образом, мы теоретически установили возможность генерации в резонаторах без зеркал, что напоминает нам генерацию в лазерах с распределенной обратной связью, описанных в гл. 11. Аналогия с лазером с распределенной обратной связью является совершенно четкой. В этом лазере взаимодействие между прямой и обратной волнами осуществляется благодаря пространственному периодическому возмущению среды с периодом, равным половине некоторого нечетного числа [c.601]

Авторы [281 получили почти 5-кратное сжатие в одномодовом оптическом волокне ЧМ импульса, генерируемого лазерным диодом с распределенной обратной связью при модуляции тока накачки. Импульс с начальной длительностью 1,7 не на длине волны 1.54 мкм сжимался [c.40]

Принцип распределенной обратной связи можно пояснить с помощью рис. 2.26. Пучок когерентного света лазера накачки [c.98]

Рис. 3.26. Периодические волноводы для лазеров с распределенной обратной связью. а VI б — периодическое изменение толщины верхнего диэлектрического слоя виг — периодические изменения толщины пленки. (Из работы [39а] 1974 ШЕЕ)

В связи с многочисленными приложениями лазеров очень желательно, конечно, было бы иметь лазеры с очень короткими длинами волн. Лазеры рентгеновского и гамма-диапазонов пока еще не созданы. Возможными активными средами могли бы быть возбужденные ядра атомов, которые могут испускать гамма-лучи. Для решения проблемы резонатора предложен принцип распределенной обратной связи. Поскольку в пороговое условие генерации (2.3) входит величина реализация таких лазеров, по-видимому, будет очень трудной задачей. [c.63]

Режим стохастической модуляции может возникнуть в автономной волновой системе в результате развития собственной неустойчивости. Примером такой системы может служить лампа обратной волны. В этом электронном генераторе наблюдался [17] переход к режиму колебаний со стохастической модуляцией. Блок-схема генератора показана на рис. 23.6. Электронный пучок движется сквозь замедляющую систему, вдоль которой распространяются волны с продольным электрическим полем. Параметры системы таковы, что фазовая скорость этих волп на некоторой частоте совпадает со скоростью пучка ф(Г2) к, а групповая скорость направлена в обратную сторону. Выходной сигнал снимается с того же конца замедляющей системы, куда поступает пучок. Тогда при взаимодействии волновых возмущений частоты ш к, I и с электронным потоком реализуется распределенная обратная связь и возникает абсолютная неустойчивость, приводящая к стационарному режиму генерации (см. гл. 7). Характер этого режима определяется только одним параметром, подобным числу Рейнольдса для гидродинамического течения Ы = (31 1К , где 3 — волновое число волны, синхронной с потоком, I — длина взаимодействия, I — постоянная составляющая тока пучка, и — ускоряющее напряжение, К — параметр системы с размерностью сопротивления. Последовательность бифуркаций, наблюдаемых в этой системе по пути к режиму стохастической модуляции (при увеличении параметра ), представлена на рис. 23.7. При возникает стохастический режим, характеризуемый сплошным спектром. [c.504]

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]

Особое место занимают волноводные резонаторы и пленочные лазеры с распределенной обратной связью (см. 2.14 и 2.15). [c.109]

Оптическое излучение в тонкопленочном волноводе. Распределенная обратная связь [c.244]

В данном параграфе будут рассмотрены лишь некоторые вопросы распространения света в тонкопленочном волноводе, ввода излучения в пленку, а также пленочные лазеры с распределенной обратной связью. [c.245]

Распределенная обратная связь. Предположим, что показатель преломления активного элемента пространственно промодулирован в направлении его оптической оси (оси 2) [c.255]

Принцип распределенной обратной связи основан на использовании явления брэгговского отражения световых волн от периодической структуры, образующейся внутри активного элемента в результате пространственной модуляции его показателя преломления. На рис. 2.100 штриховыми линиями выделены условные отражающие плоскости периодической структуры расстояние между соседними плоскостями равно периоду пространственной модуляции Л. Рассматривается отражение назад световых волн, падающих нормально на выделенную систему плоскостей. Взаимное усиление отраженных волн будет иметь место при условии [c.255]

Таким образом, вместо отражения световых волн от зеркал резонатора, помещаемых вблизи торцов активного элемента (или на самих торцах), можно использовать эффект брэгговского отражения световых волн на периодической структуре внутри активного элемента по всей длине. В результате возникает высокоселективная по длине волны обратная связь — так называемая распределенная обратная связь (сокращенно РОС). РОС-лазер генерирует излучение с длинами волн значения которых удовлетворяют условию (2.15.27) и находятся в пределах ширины линии усиления. [c.256]

Пленочные РОС-лазеры. Одним из важных элементов, используемых в интегральной оптике, является пленочный лазер. Активный элемент такого лазера представляет собой тонкую активированную пленку. Очевидно, что в пленочном лазере нельзя использовать резонатор с отражающими зеркалами. В этом случае обычно применяют распределенную обратную связь. [c.257]

В качестве резонаторов полупроводниковых лазеров обычно используют плоские резонаторы, образуемые параллельными гранями кристалла. Для получения более эффективной спектральной селекции применяются внешние резонаторы с соответствующими селектирующи.ми элементами, а также резонаторы с распределенной обратной связью (РОС). В РОС-лазерах периодические возмущения, определяющие спектральную селекцию, вносятся по всей длине активной среды. Коэффициент отражения, обеспечиваемый периодической структурой, оказывается достаточным для возникновения генерации без дополнительных зеркал. Периодическое возмущение, внесенное лишь на конце активного слоя, воспроизводит эффект зеркала и носит название распределенного брэгговского рефлектора. [c.946]

Для перестройки и сужения спектра генерации в лазерах на красителях используются дисперсионные светофильтры и призмы, интерферометры Фабри — Перо, дифракционные решетки, а также селективные элементы, работающие на принципе распределенной обратной связи. В РОС-лазерах обратная связь осуществляется за счет брэгговского отражения излучения от периодической структуры, возникающей в акгизной среде в результате модуляции ее показателя преломления. Введение одного селектирующего элемента сужает спектр генерации примерно до 1 нм без существенного снижения выходной мощности. Получение более узких линий достигается за счет комбинации нескольких селекторов и сопряжено со значительными потерями выходной мощности. [c.957]

РАСПРЕДЕЛЕННАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ (РОС) -обратная связь в нек-рых типах лазеров, в к-рых оптич. резонатор образуется благодаря пространственной не-риодической неоднородности активной среды (вместо зеркал). Обычно РОС создаётся с помощью периодич, модуляции показателя преломления (или коаф. усиления) либо периодического пространственного изменения сечения оптич. волновода (в тонкоплёночных лазерах). Период пространственной неоднородности d в РОС-лазерах сравннм с длиной волны генерируемого излучения Xj, и удовлетворяет Брэгга — Вульфа условию". [c.254]

При распространении электромагнитного излучения в периодических средах возникает много интересных и потенциально полезных явлений. К ним относятся дифракция рентгеновского излучения в кристаллах, дифракция света на периодических изменениях механических напряжений, возникающих при прохождении звуковой волны, и запрещенная зона для света в слоистых периодических средах. Эти явления используются во многих оптических устройствах, таких, как дифракционные решетки, голограммы, лазеры на свободных электронах, лазеры с распределенной обратной связью, лазеры с распределенным брэгговским отражением, брэгговские отражатели с высокой отражательной способностью, акустооптические фильтры, светофильтры Шольца и т. д. В данной главе мы рассмотрим некоторые общие свойства электромагнитного излучения в периодических средах и общую теорию его распространения в слоистой периодической среде. Эта теория имеет весьма близкую формальную аналогию с квантовой теорией электронов в кристаллах и поэтому позволяет использовать понятия блоховских волн, запрещенных зон, затухающих и поверхностных волн. Наконец, мы обсудим применение этой теории для решения ряда хорошо известных задач, таких, как расчет коэффициента отражения от брэгговского зеркала, коэффициентов пропускания фильтра Шольца и оптических поверхностных волн. Кроме того, мы обсудим двойное лучепреломление за счет формы и его применение в дихроичных поляризаторах. Периодические структуры играют также важную роль в интегральной оптике, рассмотрение которой мы отложим до гл. 11. [c.169]

Затем мы сформулируем теорию связанных мод и применим ее для описания распространения излучения в волноводах, когда на распределение мощностей мод оказывают влияние различные возмущения. Этот формализм применяется также при исследовании большого числа имеющих важное практические значение устройств, таких, как 1) периодические (гофрированные) оптические волноводы и фильтры, 2) лазеры с распределенной обратной связью и 3) элек-трооптические смесители и направленные ответвители. В заключение мы подробно рассмотрим характеристики распространения волн в волноводах с металлическим покрытием, в волноводах на брэгговском отражении и в волноводах с вытекающими модами. [c.438]

РИС. 11.13. Спектр генерации лазера с распределенной обратной связью на основе двойного гетероструктурного диода aAs — aAlAs. Здесь т — модовый индекс. (Из работы [11).] [c.482]

В этом эксперименте стробирующие импульсы накачки были довольно длинными (примерно 300 пс). В другом эксперименте [17] 30-пикосекундные сигнальные импульсы с частотой следования 1,97 ГГЦ (полученные при использовании полупроводникового лазера с распределенной обратной связью и модуляцией усиления, работающего в области 1,3 мкм) демультиплексировались при использовании 85-пикосекундных импульсов накачки от Nd YAG-лазера с синхронизацией мод. [c.183]

Привлекательным свойством волоконных ВКР-усилителей является широкая полоса усиления (> 5 ТГц). Они могут использоваться для усиления одновременно нескольких каналов в многоканальной системе оптической связи. Это было продемонстрировано в эксперименте [74], где сигналы от трех полупроводниковых лазеров с распределенной обратной связью в диапазоне 1,57-1,58 мкм одновременно усиливались в поле накачки с длиной волны 1,47 мкм. В этом эксперименте излучение накачки было получено от многомодового полупроводникового лазера, что делает данную схему практически применимой для систем оптической связи. При мощности накачки всего 60 мВт было получено усиление 5 дБ. Теоретический анализ двухканального комбинационного усиления показывает, что в общем случае существует взаимодействие между каналами [75]. Широкая полоса усиления волоконных ВКР-усилителей делает их пригодными для усиления коротких оптических импульсов. Усовершенствованию систем оптической связи с помощью комбинационного усиления уделено значительное внимание [76-81]. Наиболее многообещающим кажется использование комбинационного усиления для передачи сверхкоротких солитоноподобных импульсов по световодам длиной несколько тысяч километров [78, 80] (см. разд. 5.4). В эксперименте [79] импульсы длительностью 10 пс на длине волны 1,56 мкм усиливались при накачке непрерывным лазером на центрах окраски с длиной волны 1,46 мкм. Усиление таких коротких импульсов возможно только благодаря широкой полосе ВКР. Недавно в такой схеме было продемонстрировано прохождение солитонов длительностью 55 пс по световоду эффективной длиной 4000 км [81]. [c.232]

Рис. 2.26. Устройство лазера на красителе с распределенной обратной связью (DFDL).

Рис. 3.27. Схематическое представление полоскового гетероструктурного лазера с двухсторонней распределенной обратной связью на брэгговских отражателях. (Из работы

Для полноты рассмотрения нельзя обойтись без того, чтобы не упомянуть о распределенной обратной связи, которая позволяет обойтись без зеркал резонатора. Для сужения спектра излучения инжекци-онных лазеров Когельник и Шанк [13] впервые предложили использовать брэгговское отражение двух волн, бегущих в противоположных направлениях через периодическую среду (см. рис. 3.27), что позволило совместить эти лазеры с интегрально-оптической технологией. [c.487]

Разлетные молекулы 20, 21, 85 Распределенная обратная связь 255—259 Резонансные частоты 99, 100, 189, 190—192 Резонаторы анизотропные 219— 221 [c.432]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...