ГВГ внутри резонатора лазера

Отрицательную обратную связь можно реализовать, в частности, используя многофотонный внутренний фотоэффект -- двухфотонное поглощение света в полупроводнике. Внутрь резонатора лазера помещают пластинку полупроводника, у которого ширина запрещенной зоны удовлетворяет условию [c.231]

Управление параметрами лазерного излучения осуществляется различными методами реализация некоторых из них превращается в сложную техническую задачу. Приборы управления могут устанавливаться внутри резонатора лазера или вне его. В некоторых случаях они связаны с лазером и вместе с ним составляют как бы единый прибор, а иногда выполняются в виде отдельных блоков, которые легко сопрягаются с лазером. Если прибор управления находится внутри резонатора, то он участвует в процессе формирования лазерного луча, воздействуя на него таким образом, чтобы на выходе из резонатора лазерный луч имел необходимые параметры излучения. [c.69]

В настоящее время ГВГ применяется для создания когерентных источников на новых длинах волн. Нелинейный кристалл может быть помещен либо вне, либо внутри резонатора лазера, генерирующего основное излучение. В последнем случае с целью увеличения эффективности преобразования используют то преимущество, что внутри резонатора электромагнитное поле имеет более высокую напряженность. В обоих случаях получена очень высокая эффективность преобразования (приближающаяся к 100%)- Наиболее часто применяется ГВГ с целью удвоения частоты выходного излучения Nd YAG-лазера [таким образом, из ИК-излучения (Л = 1,06 мкм) получают зеленый свет (Л = = 532 нм)], а также для получения генерации перестраиваемого УФ-излучения (вплоть до Л 205 нм) путем удвоения частоты перестраиваемого лазера на красителях. В обоих этих случаях в качестве источника используется либо непрерывный, либо им- [c.500]

Резонаторы с полупрозрачными зеркалами и однородной активной средой. Прежде чем приступить к изучению мод идеальных пустых резонаторов, стоит заранее выяснить, могут ли сведения об этих модах когда-либо пригодиться. Дело в том, что зеркала реальных резонаторов часто имеют Достаточно большое пропускание (для вывода излучения наружу), и их никак нельзя считать полностью отражающими кроме того, внутри резонатора лазера всегда размещается усиливающая активная среда. Выясним, следуя [8], какие это может иметь последствия. [c.67]

В другом случае исследуемая плазма вносится внутрь резонатора лазера. При изменении показателя преломления меняется 174 [c.174]

Оптические несуш,ие частоты можно модулировать столь же разнообразными способами, как и обычные несуш,ие, т. е. по амплитуде (интенсивности), фазе, частоте или методом однополосной модуляции (с переносом частоты). Модуляцию можно осу-ш,ествлять либо внутри резонатора лазера, либо внешними элементами системы. Механизмом модуляции может служить сдвиг фаз, обусловленный электрооптическим эффектом, акустическое взаимодействие, а также целый ряд других явлений. В данном параграфе мы изложим прямые или гетеродинные методы детектирования модуляции эти методы позволяют определять коэффициент модуляции независимо от ее характера. Сначала излагается очень простой метод измерений на постоянном токе который позволяет косвенным путем определить высокочастотный сдвиг фаз во внешнем электрооптическом модуляторе. В этом вводном примере рассматривается, пожалуй, самый ценный метод определения модуляции, поскольку многие внешние оптические модуляторы — электрооптического типа. [c.487]

Для повышения чувствительности ОА-метода в большинстве случаев целесообразно увеличить среднюю интенсивность излучения в ОА-ячейке (не выходя в режим насыщения). При фиксированных параметрах лазера это можно осуществить за счет фокусировки излучения, увеличения числа проходов луча через ОА-ячейку помещением ячейки внутрь резонатора лазера. Эти способы дают возможность увеличивать чувствительность более чем в 100 раз [12]. Реализация высокой чувствительности лазерных ОА-спектрометров ограничивается фоновыми сигналами различной природы, происхождение которых не связано с поглощением излучения в исследуемой среде. Авторы [12] дают следующую классификацию фоновых сигналов. [c.138]

Приведенные формулы иногда записывают в несколько ином виде с использованием вместо Го величины Л — коэффициента полных нерезонансных потерь внутри резонатора лазера при двойном обходе [c.21]

Неустойчивые резонаторы перспективны с точки зрения создания лазеров с жестко заданными спектральными и временными характеристиками. Как уже отмечалось, развитие процесса генерации в лазере с неустойчивым резонатором начинается в центральной (приосевой) области активного элемента, а затем уже распространяется на весь его объем. Если непосредственно по оптической оси вводить внутрь резонатора лазера излучение от дополнительного [c.211]

ГВГ внутри резонатора лазера [c.140]

ГВГ ВНУТРИ РЕЗОНАТОРА ЛАЗЕРА [c.141]

ГВГ ВНУТРИ РЕЗОНАТОРА ЛАЗЕР U5 [c.145]

При этом следует иметь в виду, что параметрические гене- раторы света как источники перестраиваемого излучения в видимом и ближнем ИК-диапазоне (до 1,0—1,2 мкм) испытали за тот же период времени сильную конкуренцию со стороны непрерывных и импульсных лазеров на растворах органических красителей. Как известно, такие лазеры обладают большим усилением, позволяющим широко применять внутри резонатора лазера селектирующие и дисперсионные элементы, сужающие и стабилизирующие спектр генерации без заметного снижения мощности. Другое достоинство таких лазеров — то, что их активная среда является в высокой степени однородной и практически не подверженной характерным для нелинейных кристаллов, используемых в ПГС, повреждениям — таким, как оптический пробой (особенно в поверхностном слое), оптически наведенные неоднородности показателя преломления и др. [c.251]

Описанный режим, получивший название режима генерации сверхкоротких импульсов, реализуется во многих лазерах. Иногда он возникает самопроизвольно, но в этом случае расстояние между соседними импульсами всего в несколько раз больше их ширины. Для получения особо контрастных импульсов применяются специальные методы. Некоторые из них заключаются в периодической модуляции добротности резонатора (с периодом 2ис). В других методах генерация сверхкоротких импульсов достигается за счет введения внутрь резонатора специальных фильтров, коэффициент поглощения которых резко уменьшается при больших интенсивностях излучения (эффект насыщения, см. 224). [c.811]

Кратко обсудим нелинейные явления, приводящие к возникновению сверхкоротких импульсов в лазерах с поглощающим элементом внутри резонатора. Пусть создана инверсная заселенность уровней в активном элементе лазера и происходит усиление спонтанного излучения. Ввиду случайного характера актов спонтанного испускания амплитуда поля хаотически изменяется во времени и от точки к точке ) (рис. 40.20, а). Амплитуда поля имеет вид набора случайных по величине и случайно расположенных выбросов . На перво,VI этапе развития генерации, когда мощность излучения еще невелика, фильтр ослабляет все выбросы в равной мере. С течением времени все большее число атомов возбуждается, и энергия [c.814]

Спектральная ширина излучения жидкостных лазеров составляет 4—30 нм. Ее можно сделать значительно уже, если внутрь резонатора поместить какой-либо дисперсионный элемент, т. е. создать селективный резонатор. Такого рода резонаторы могут быть различных типов. Можно, например, поместить внутрь резонатора (между активным слоем и одним из зеркал) обычную призму или интерферометр. Часто заменяют одно из зеркал отражательной дифракционной решеткой. При наличии в резонаторе селективных элементов вдоль оси лазера может распространяться излучение лишь некоторых длин волн. Излучение других волн, отражаясь от решетки или проходя через призму, отклоняется от оси и выходит за пределы резонатора. [c.294]

Кристалл расположен между двумя плоскими диэлектрическими зеркалами 2 а 3, образующими резонатор лазера. Зеркало 2 имеет коэффициент отражения, близкий к 100% выходное зеркало 3 имеет коэффициент отражения 30%. Накачка рубинового стержня производится импульсной ксеноновой лампой 4 типа ИФП-800, питающейся от батареи конденсаторов 5 емкостью 1200 мкФ, которая заряжается с помощью выпрямителя до напряжения 800—1000 В. Поджиг лампы осуществляется при подаче на лампу высокочастотного импульса напряжением 10 кВ. Для повышения эффективности накачки кристалл рубина и лампа помещены в металлический цилиндр 6 с зеркальной внутренней поверхностью. Кристалл и лампа охлаждаются водой, протекающей внутри цилиндра 6. Зеркало 2 вынесено из корпуса прибора. [c.299]

Параметры Лазеров подразделяются на внешние и внутренние. Внешние параметры характеризуют излучение, вышедшее из лазера внутренние связаны с процессами, происходящими внутри резонатора с рабочим веществом. К внешним основным параметрам относятся энергия и мощность излучения, длительность импульса, угловая расходимость пучка света, когерентность излучения и поляризации. Помимо этого в ряде случаев необходимо знать распределение энергии и мощности внутри пучка, его спектральный состав и изменение во времени, а также изменение угловой расходимости в ближней и дальней зонах. К внутренним параметрам относятся спектр мод резонатора, усиление и шумы в ряде случаев требуется знать также порог генерации и насыщение. Различные типы лазеров имеют различные параметры, определяющие области их применения в науке и в технике, и в частности в машино-и приборостроении. [c.19]

Нелинейные кристаллы — удвоители частоты устанавливаются либо на пути излучения по выходе его из резонатора, либо внутри резонатора. В настоящее время осуществлены также устройства, основанные на нелинейных эффектах, позволяющие получить третью и четвертую гармоники основного излучения. Такого рода умножители получили широкое распространение. При их помощи оказывается возможным преобразование инфракрасного лазерного излучения, например к = 1,06 мкм, от лазеров на стекле с неодимом или иттриево-алюминиевом гранате в излучение А- = 0,53 мкм, соответствующее видимой части спектра. [c.77]

Просветляющиеся фильтры широко применяются в современной лазерной технике. Помещая такой фильтр внутрь резонатора лазера, можно управлять режимом генерации — получать мощные световые импульсы длительностью порядка 10 —10 8 с (их называют гигантскими импульсами ) или последовательности сверхмощных световых импульсов, характеризующихся длительностью всего 10 с и частотой следования 0,1—1 ГГц ( пикосекундные импульсы ), В качестве просветляющихся фильтров в лазерах используют, например, растворы органических красителей — полиметиноЕых и цианиновых (фталоцианина и кристоцианина). [c.217]

Высокая направленность и интенсивность лазерного излучения позволяет измерять малое поглощение ( — 10 см 1). Широко применяются абсорбционные спектрометры на основе диодных лазеров (разрешение 10 M i), а также фурье-спектрометры (см. Фуръе спектроскопия). Для повыше]ШЯ контрастности резонансов и исследований нелинейных явлении поглощающую среду помещают внутрь резонатора лазера (см. Внутрире-зоиаторная лазерная спектроскопия). [c.555]

Оптические реперы. Используемые в СВЧ-диапазоне методы получения узких спектральных линий оказались не применимыми в оптич. области спектра (доплеровское уширение мало в СВЧ-диапазоне). Для О. с. ч. важны методы, н-рые позволяют получать резонансы в центре спектральной линии. Это даёт возможность непосредственно связать частоту излучения с частотой квантового перехода. Перспективны три метода метод насыщенного поглощения, двухфотонного резонанса и метод разнесённых оптич. полей. Осн. результаты по стабилизации частоты лазеров получены с помощью метода насыщенного поглощения, к-рый основан на нелинейном взаимодействии встречных световых волн с газом. Нелинейно поглощающая ячейка с газом низкого давления может находиться внутри резонатора лазера (активный репер) и вне его (пассивный репер). Из-за эффекта насыщения (выравнивание населённостей уровней частиц газа в сильном поле) в центре доплеровски-уширен-ной линии поглощения возникает провал с однородной шириной, к-рая может быть в 10 —10 раз меньше доплеровской ширины. В случае внутренней поглощающей ячейки уменьшение поглощения в центре линии приводит к появлению узкого пика на контуре зависимости мощности от частоты генерации. Ширина нелинейного резонанса в молекулярном газе низкого давления определяется прежде всего столкновениями и эффектами, обусловленными конечным временем пролёта части- [c.451]

Третий селективный по длинам волн элемент, пользующийся все большей популярностью, использует двулучепреломляющий фильтр, помещенный внутрь резонатора лазера. Фильтр представляет собой пластинку подходящего двулучепреломляющего кристалла (например, кварца в видимой области), наклоненную по отношению к пучку под углом Брюстера 0в (рис. 5.5). Оптическая ось кристалла А лежит в плоскости, параллельной поверхности пластинки. Предположим вначале, что по обе сто- [c.252]

Изображение проволочной сетки, освещенной излучением Не-Ne-лазера, = 3,39 мкм, накачка Аг-лазером, дано на рис. 5.16. Эффективность преобразования может быть существенно улучшена помещением нелинейного кристалла внутрь резонатора лазера. Возможности схемы КВС в этом направлении продемонстрированы в работе [218]. На рис. 5.17 приведено изображение диффузно-отражающего объекта при осрещении = 1,06 мкм с пиковой мощностью 6 МВт. Достигнута энергетическая эффективность порядка 25 %. [c.136]

С помош,ью модулятора добротности длительность импульса излучения можно уменьшить до десятков наносекунд. Это устройство представляет собой быстродействуюш,ий оптический затвор, помеш,аемый внутри резонатора лазера. Во время оптической накачки модулятор остается закрытым и не позволяет лазеру генерировать излучение до тех пор, пока инверсия населенностей не достигнет уровня выше порогового. Когда модулятор открывается, накопленная энергия мгновенно реализуется в виде очень короткого импульса света. Пиковая мош,ность импульса излучения в таком режиме на много порядков величины превышает мош,ность импульсов излучения от генераторов, работаюш,их в обычном режиме. [c.276]

Вследствие большой чувствительности к селективным потерям ВР-спектрометр регистрирует линии поглощения атмосферного воздуха, находящегося внутри резонатора лазера. Особенно это относится к линиям поглощения водяного пара, который является основной газовой поглощающей компонентой атмосферы в види-мой и фотографической инфракрасной областях. Чтобы избежать появления посторонних линий, при исследовании спектров поглощения газов необходимо исключать атмосферный воздух из резонатора. Это достигается вакуумизацией резонатора, заполнением резонатора газом, не имеющим в исследуемой области линий поглощения, или устранением воздушных промежутков конструктивным путем. [c.128]

Затвор ориентируют внутри резонатора лазера таким образом, чтобы направление падающего светового пучка внутри затвора соответствовало условию (3.5.7). Если пьезопреобразователь выключен, световой пучок проходит через затвор, не изменяя направления (затвор открыт). При включении пьезопреобразователя падающий световой пучок (интенсивность пучка /о) будет частично преобразовываться в дифрагированный пучок (интесивность 1 , направление которого образует угол 20б с направлением падающего пучка. Чем ближе к единице отношение IJIo, тем меньше пропускание затвора в направлении падающего светового [c.331]

Наилучшее значение величины NEP, экспериментально измеренное при работе с преобразователем частоты, составляет 10-14 gj да одной поперечной моде вблизи длины волны 3,5 мкм. Оно было получено Смитом и Маром [146] при использовании в качестве нелинейного кристалла ниобата лития и в качестве непрерывного источника накачки — лазера на ионизированном аргоне. Кристалл помещался вне резонатора лазера, а его температура синхронизма была достаточно высока, чтобы избежать проблем, связанных с повреждением кристала. Указанная величина вплотную приближается к тем значениям NEP, которые могут быть получены с обычными детекторами на фотопроводимости при тех же длинах волн. Ясно, что эта характеристика в принципе может быть улучшена при помещении кристалла-смесителя внутрь резонатора лазера, что увеличит на один-два порядка эффективную мощность накачки. Однако, как мы уже указывали при обсуждении внутрирезонаторной ГВГ, возникающие при этом проблемы требуют для своего разрешения [c.187]

Для повышения эффективности преобразования можно использовать эллиптическую фокусировку (в кристаллах, не допускающих 90°-ный синхронизм) [20] и помещение нелинейного кристалла внутрь резонатора лазера накачки [21, 22]. Максимальное экспериментально полученное значение эффективности преобразования для сигнала с длиной волны 10 мкм составляет 40% по мощности [23]. Преобразование проводилось на новом перспективном нелинейном кристалле А Оа52 при фокусировке излучения сигнала и накачки. [c.247]

В работе Маша, Старунова и автора [246] использовалось вынужденное излучение линий 6328 А в Ne—Не газовом лазере. Мощность излучения этой линии колебалась от 3 до 6 мет. Экспозиция тонкой структуры для бензола и четыреххлористого углерода составляла 6—12 аде (рис. 33). Когда специальный сосуд с рассеивающей жидкостью помещался внутрь резонатора (лазера), экспозиция сокращалась в несколько раз. [c.186]

Для создания зон, равносигнальных по интенсивности, важным является характеп распределения энергии в лазерном луче, поэтому необходимо более подробно остановиться па особенностях распределения колебаний внутри резонатора лазера. [c.41]

В заключение стоит указать, что и по поляризации излучение лазера отличается от излучения обычных источников света. Физика процессов в лазере связана не со случайным началом колебаний (спонтаяное излучение , а с некочорыми более сложными явлениями, обусловленными взаимодействием электромагнитного излучения и атомных систем. Такое вынужденное излучение (это понятие было введено Эйнп1тейном еще в 1916 г. см, гл. 8) должно характеризоваться вполне определенной поляризацией. При работе со специально изготовленными лазерами, у которых окна разрядной трубки перпендикулярны ее оси, можно наблюдать, как чер( з определенное время At один вид. . .тлиптической поляризации переходит в другой. Но обычно окна разрядной трубки, находящейся внутри резонатора, располагают под некоторым углом к ее оптической оси (угол Брюстера), что (см. гл. 2) [c.37]

До снх пор мы интересовались конфигурацией поля внутри резонатора. Характеристики пучка, выщедшего из лазера, можно найти, решая дифракционную задачу и принимая в качестве исхо,л-ного распределение поля на внешней стороне зеркала, отличающееся на коэффициент пропускания зеркала от поля на внутренней его поверхности. [c.807]

Упражнение 2. Наблюдение структуры мод и измерение их угловой расходимости. Диаметр диафрагмы 9 уменьшите так, чтобы осуществить выделение одной основной моды. С помощью линейки на экране 8 измерьте размер пятна и определите угловую расходимость излучения. Далее при широко раскрытой диафрагме произведите измерение угловой расходимости в режиме генерации многих поперечных мод. Затем выделите отдельные высшие поперечные моды. Этого можно достичь путем небольшой разъю-стировки зеркал резонатора, поскольку чувствительность разных поперечных мод к разъюстировке зеркал различна. Другой способ заключается в использовании тонких металлических проволочек, которые вносятся в луч лазера внутри резонатора. Зарисуйте структуру поля и измерьте угловую расходимость наблюдающихся поперечных мод высших порядков. [c.307]

Синхронизацию мод можно осуществить при использовании фототропных затворов. Такой затвор, помещенный внутрь резонатора между глухим зеркалом и рабочим телом (рис. 17), автоматически вызывает синхронизацию, и лазер при этом также излучает последовательность пикосекундных импульсов. Действие фототропного самопросветляющего затвора сводится к тому, что, являясь нелинейным поглотителем, он сильнее подавляет малые флюктуации интенсивности и слабее большие, что приводит к наиболее быстрому усилению и сужению самого интенсивного флюк-туационного пичка. [c.32]

Др. возможность состоит в том, что возмущение растёт всюду, в т. ч. в месте его появления. Это — а б с. неусто11Чивость, существующая благодаря наличию внутренних обратных связей, распределённых по всей активной системе. Примером может служить электронная лампа обратной волны, в к-рой возмущения, усиленные электронным потоком, переносятся эл.-магн. полями в обратном направлении, подвергаясь многократному усилению. Конечно, в большинстве реальных систем чёткое разделение конвективных и абс. неустойчивостей оказывается невозможным так, распределённый усилитель превращается в генератор при добавлении внешней обратной связи, если замкнуть этот усилитель в кольцо (соединить выход со входом) или ввести отражатели (зеркала), принуждающие возмущения многократно проводить через одни и те же участки активной среды. Так устроены лазеры, гиротроны и др. приборы с активными средами внутри резонаторов сходным образом водут себя упругие пластинки, обтекаемые потоком воздуха (флатторная неустойчивость), и др. [c.327]

Появление лазеров вызвало интенсивное развитие методов внутр. М, с., основанных на управлении когерентным излучением за счёт изменения параметров лазера. При этом мы. устройства, применяемые как внеш. модуляторы, номещаются внутри оптического резонатора лазера. Используя разл. способы внутр. модуляции, получают любой вид М. с. амплитудный, частотный, фазовый и поляризационный. Частотой излучения лазера управляют, изменяя добротность оптич. резонатора лазера, напр. менян оптич. длину резонатора. С этой целью одно из зеркал резонатора закрепляют либо на магнитострикционном стержне (см. Магнитострикционный преобразователь), либо на пьезоэлементе и изменяют длину резонатора синхронно с модулирующим напряжением. Тот же эффект достигается путём изменения показателя преломления среды, заполняющей резонатор, для чего используется электрооптич. кристалл. Частотную модуляцию излучения лазера можно получить также при наложении на активную среду магн. или электрич. полей (см. Зеемана эффект, Штарка эффект), под действием К-рых происходит расщепление и смещение рабочих уровней атомов, ответственных за генерацию когерентного излучения. Изменяя величину коэф. усиления, получают амплитудную модуляцию излучения лазера. Для этого воздействуют на разность населённостей активной среды, либо изменяя мощность её возбуждения, либо используя всцомогат. возбуждение, приводящее к-перераспределению населённостей. Амплитудная модуляция излучения может быть получена и при помощи модуляции тока разряда газовых или полупроводниковых лазеров, работающих в непрерывном режиме. Одним из методов управления когерентным излучением является модуляция величины обратной связи лазера, т. е. коэф. отражения зеркал резонатора. С этой целью используют резонатор, одно из зеркал к-рого вращается с большой скоростью, и потому условия генерации выполняются лить в короткие промежутки времени. Вместо зеркал часто используют вращающуюся призму полного внутр. отражения. Изменение величины обратной связи можно получить, заменяя одно из зеркал на систему зеркал, образующих интерферометр Фабри — Перо. Коэф. отражения такого резонатора зависит от расстояния между зеркалами, изменяя к-рое можно модулировать интенсивность излучения и получать т. н. гигантские импульсы, мощность излучения в к-рых существенно превосходит мощность непрерывной генерации. Наконец, излучение лазеров также модулируют, изменяя добротность оптич. резонатора путем введения потерь, величина к-рых управляется внеш. сигналом. Для этого используют модуляторы на основе элек- [c.184]

Перестройка длины волны в лазерах с Р. д. осуществляется преим. поворотом дисперсионного элемента либо зеркала резонатора. Тонкая настройка длины волны в узком диапазоне достигается изменением дав ления газа внутри резонатора. Дисперсионные элемеа-ты вносят относительно большие потери на длине волны генерации (от неск, процентов до неск. десятков процентов), поэтому Р. д. применяются преи.м. в лазерах с большим коэф. усиления активной среды, наир, в лазерах на красителях и лазерах на центрах окраски. [c.318]

Бнерация сверхкоротких импульсов. Для генерации СКИ в лазерах используют процесс синхронизации продольных мод резонатора лазера. Для синхронизации мод применяются пассивные и активные методы связывания фаз продольных мод лазера. При одинаковой фазе, навязанной всем продольным модам лазера, синфазное сложение амплитуд электрич, полей приводит к генерации СКИ, длительность к-рых ограничена шириной спектра генерации. В неодимовых лазерах, к-рые обычно используют в Ф. с., достигается генерация СКИ длительностью 10" — 10 с при помещении в оптич. резонатор лазера насыщающихся органич. красителей—для пассивной синхронизации мод, а также акустооптич. и эл.-оптич. модуляторов света—для активной синхронизации мод. В методе активной синхронизации мод сфазирование отдельных продольных мод осуществляется с помощью помещаемого внутрь резонатора модулятора для управления потерями резонатора внеш. периодич. сигналом с частотой, равной или кратной частотному интервалу между продольными модами резонатора лазера [3 ]. [c.280]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...