Лазерный порог

Если рассмотреть лазер, который работает вблизи порога, и построить график зависимости амплитуды его электрического поля Е от времени t, то можно получить картину, представленную на рис. 2.5. Световое поле состоит из полностью некоррелированных отдельных волновых цугов и напоминает вермишель. Когда же мы увеличиваем мощность накачки выше определенного порога, возникает совершенно иной характер поведения излучения цуг становится чрезвычайно длинным. Этот резкий переход, который меняет качество света, становится наглядным, если начертить зависимость мощности испускаемого излучения (для одной моды) от мощности накачки (рис. 2.6). В то время как ниже лазерного порога, т. е. в области теплового излучения, испускаемая интенсивность увеличивается весьма медленно, выше порога она быстро нарастает. [c.43]

Именно этот параметр представлен на рис. 10.8 и 10.9. Из приведенных на них зависимостей видно, что эффективная плотность тока должна быть достаточно большой для получения положительного значения коэффициента усиления. Величина и положение максимума коэффициента усиления определяют достижение лазерного порога и значение частоты генерации. Выше порога (Удф) усиление растет почти линейно с Уэф [c.279]

Резкое увеличение при токах, превышающих (Уэф)о, является причиной того, что зачастую плотность тока, соответствующая положительному усилению, и лазерный порог различаются незначительно. Покажем это на примере ОаАз-лазера. Приведем расчет для следующих величин [c.283]

Таким образом, лазерный порог 27 А мм сравним с порогом положительного коэффициента усиления 24 А мм. Для лазера с площадью инжекции, скажем, шх/ = 0,1 хО,4 мм пороговая плотность тока 27 А/мм соответствует пороговому току 1,1 А. [c.283]

Остается проблемой воздействие температурных изменений в активной области, влияние которых на лазерный порог рассматривалось в 10.3. Эти и другие изменения характеристик можно видеть на рис. 11.6, б, в. При достаточно высокой температуре диод вообще перестает действовать как лазер. Изменения температуры вызывают изменение длины волны отдельных продольных мод, что приводит к изменению распределения мощности по модам. Таким образом, оказываются изменяющимися спектральные характеристики. Часто оптическая мощность одной продольной моды передается другой во время импульса. Этот эффект известен как перескок мод. [c.299]

Спектральное распределение фотоэмиссии и статистика счета фотонов показывают, что биологическое излучение может представлять собой определенное значение когерентности, вероятно, с лазерным порогом. [c.77]

Для осуществления микровзрыва с таким коэф. уси-ления энергия лазерного импульса должна составлять л 1—3 МДж, а для демонстрации физ. порога зажигания Д достаточно нескольких сотен кДж. [c.563]

После этого предварительного рассмотрения АМ-синхронизации мод можно исследовать физические явления, которые определяют длительность импульсов в режиме синхронизации мод. В зависимости от того, однородно или неоднородно уширенной является лазерная линия, эти явления оказываются совершенно различными. В случае неоднородно уширенной линии и при значительном превышении над порогом полоса генерации Av ген стремится занять всю шири-ну лазерной линии Avo-Предполагая, что амплитуды мод имеют гауссово распределение, из выражения (5.116) получаем [c.314]

Промышленностью изготавливаются аргоновые лазеры с водяным охлаждением мощностью 1—20 Вт, генерирующие на синем и зеленом переходах одновременно или только на одной линии при использовании конфигурации рис. 5.4, а. Также выпускаются маломощные (<1 Вт) аргоновые лазеры с воздушным охлаждением. В обоих случаях выходная мощность над порогом резко увеличивается с ростом плотности тока ( Я), так как в аргоновом лазере, в противоположность тому, что происходит в Не—Не-лазере, нет процессов, приводящих к насыщению инверсии. Однако КПД лазера очень мал (< 10- ), поскольку мала квантовая эффективность ( 7,5 % см. рис. 6.11) и возбуждение электронным ударом происходит на множестве уровней, которые не связаны эффективным образом с верхним лазерным уровнем. Аргоновые лазеры широко используются для накачки непрерывных лазеров на красителях, для множества научных применений (взаимодействие излучения с веществом), в лазерных принтерах, в лазерной хирургии и в техническом оснащении развлекательных программ. [c.357]

Процессы распыления материалов, основанные на взрывном эффекте взаимодействия излучения с веществом, в зависимости от вида материала и его оптических и теплофизических характеристик требуют обеспечения длительности импульсов от 10 до 10- с. В последние годы в связи с организацией устойчивого производства технологических лазерных установок возникло новое технологическое направление — контроль характеристик долговечности оптических лазерных элементов. Наиболее объективным методом контроля лучевой прочности поверхности оптических элементов (а следовательно, и качества ее полировки) в настоящее время является способ измерения порога разрушения поверхности лазерным лучом ( метод искры ). Такой контроль осуществляется с помощью импульсов излучения длительностью 10- с при энергии 0,1 и 1 Дж в одномодовом и многомодовом режимах работы лазера соответственно. [c.116]

Лазеры проявляют тенденцию к самопульсаииям на частотах от 200 МГц до 2 ГГц. Это явление необходимо отличать от затухающих колебаний или звона, появляющегося в начале лазерного импульса (см. следующий параграф). Пульсации часто появляются во время испытания на срок службы и их связывают с дефектами, которые возникают вследствие избыточного поглощения в локальных областях оптического канала. Они вызывают уменьшение населенности возбужденных состояний, что в свою очередь приводит к уменьшению мощности до тех пор, пока общее усиление опять не достигнет лазерного порогя Затем цикл повторяется. Это похоже на процесс регулярной автомоду ляции добротности. Улучшение контроля качества материала снижает количество таких дефектов и, следовательно, вероятность пульсаций . [c.299]

Временная задержка /з определяется временем нарастания концентрацнн носителей до лазерного порога н временем установления уровня оптической мощности. Поскольку снеге ма облад ет резонансными свойствами, появляется звои [c.301]

Технические возможности экспериментальной установки не обеспечивали измерение порогов пробоя при задержках второго лазерного импульса порядка единиц и десятков наносекунд, что соответствовало более высоким скоростям распространенпя УВ. Однако с учетом наблюдаемых двойных-тройных пробоев во втором лазерном импульсе можно уверенно говорить о возможности еще большего снижения порога пробол при скоростях УВ выше 10 М. [c.152]

Возникновение лазерной плазмы в газе происходит в результате оптического пробоя. Пробой наступает, когда интенсивность лазерного излучения / достигает пороговой величины Еп, пропорциональной /со /(тро), где / — потенциал ионизации молекулы газа, (1) — частота излучения лазера, т — длительность импульса лазера (импульс предполагается прямоугольным), ро — начальное давление газа [29]. Для воздуха при атмосферном давлении в случае рубинового лазера порог оптического пробоя составляет —10 Вт/см , а в случае СОз-лазера — 10 Вт/см . Впервые явление оптического пробоя в газах исследовали Мейкер, Терхун и Сэвидж в 1963 г. [55]. Интересно отметить, что аналогичные процессы наблюдаются при меньших значениях величины Р в газе вблизи твердой преграДы (так называемой низкопороговый пробой) для СОг-лазера интенсивность излучения при этом может быть снижена до значения Енп 10 Вт/см2. Явление низкопорогового пробоя было впервые установлено А. М. Прохоровым с сотрудниками в 1973 г. [5]. [c.102]

Управляя мощностью и энергией лазерного излучения, следует регулировать их по возможности плавно в пределах интервалов, необходимых для решения задачи. Для этого прежде всего может быть использована модуляция интенсивности по накачке в газовых лазерах — за счет изменения тока разряда, в инжек-ционных полупроводниках — за счет изменения тока накачки, в твердотельных — за счет изменения тока разряда в лампах. Таким образом, мощность и энергия излучения могут регулироваться в широких пределах, начиная от порога генерации до максимального значения. Однако при изменении интенсивности накачки одновременно с изменением мощности луча изменяются и другие его параметры — модовый состав излучения и распределение интенсивности по поперечному сечению луча. В твердотельных лазерах при изменении энергии накачки сильно изменяется временная структура. [c.70]

Для оптич. И. р. используются лазеры. Лазерное излучение можно применять для селективного возбуждения электронных уровней атомов или колсбат. уровней молекул (рис. 5). Если электронный уровень выше порога диссоциации, для распада молек5 чы достаточно [c.125]

Методов измерения ЕА существует много. Наиб, информация получена методо.ч фотоэлектронной спектроскопии — измерение порога фотораспада О. и.или энергии электронов, оторванных от О. и. при облучении лазерным излучением. ЁА для атомов галогенов определяются по спектру излучения плазмы, к-рый даёт порог фотоприлипания электрона к атому галогена. Др. методы метод поверхностной ионизации, анализ диссоциативного прилипания электрона к молекуле — обеспечивают точность, на два порядка худшую, чем метод фотоэлектронной спектроскопии. [c.514]

Развитие полупроводниковых лазеров сделало Tiep neK-тивным использование их для накачки Т. л. Полупроводниковые лазеры (ПЛ) на основе монокристаллов арсенида галлия путём изменения состава позволяют получать генерацию в области 0,75 -н 1 мкм, что даёт возможность эффективно возбуждать генерацию на ионах Nd , TnT , Но , и Yb [5]. Накачка излучением ПЛ является близкой к резонансной, что в значит, степени снимает проблему наведённых термич. искажений в АЭ и позволяет относительно легко достигать предельно высокой направт jrenHo TH лазерного пучка. Получена непрерывная генерация на ионах Но (> г 2,) мкм), Тт (Х, 2,3 мкм), Ег (Я, 2.9 мкм), а также на разл. переходах ионов Порог генера1ши по мощности накачки в нек-рых случаях составляет единицы милливатт. Так, напр., порог генерации на ионах Но " в кристалле ИАГ—Тш —Но равен 4 МВт, а порог генерации на осн. переходе ионов N d в стекле не превышает 2 мВт. На целом ряде кристаллов с неодимом получена генерация второй гармоники. На осн. переходе неодима реализованы режимы модуляции добротности и синхронизации мод. Общий кпд неодимового непрерывного лазера с накачкой излучением ПЛ на длине волны генерации 1,06 мкм достигает 20%, [c.50]

В датчиках малых и сверхмалых относительных перемещений (от единиц микрометров и менее) эффективно используют емкостные преобразователи с переменным зазором и частотным выходом. Конструкции таких датчиков несложны, однако выполнены из материалов с повышенной стабильностью свойств Рабочий диапазон частот практически не ограничен (правда, чем он уже, тем меньше нижний предел измеряемых перемещений) В лабораторных условиях емкостным датчиком регистрируют периодические высокочастотные виброперемещения до 10" мкм [8] Близок к Этому значению порог чувствительности фазовых интерференционных измерительных устройств, работающих в рентгеновской области, однако их диапазон измерения узок Аналогичные по принципу работы устройства оптического диапазона с Лазерным излучателем могут измерять пepevleщeния до 10 мкм Их преим>щест-вом является практическое отсутствие силового воздействия на объект измерения Рабочий диапазон частот не ограничен, но для измерения перемещений с частотами ниже нескольких герц необходима тщательная виброизоляция излучающего и приемного узлов преобразователя. [c.225]

Из приведенного выше рассмотрения эффекта УСИ становится очевидным, что порог для УСИ, строго говоря, не существует. Однако поскольку мощность Р УСИ быстро увеличивается с инверсией населенностей приблизительно как [ехр(огоЛ 20]/(о оЛ 20 см. (2.150) , то, когда пороговые условия, определяемые выражениями (2.153) и (2.153а), превзойдены, УСИ становится преобладающим механизмом релаксации для активной среды. Поэтому отсутствие истинного порога — это особенность, которая отличает УСИ от суперлюминесцснции. Другой отличительной особенностью является то, что если для суперлюминесценции длина активной среды должна быть меньше критической кооперативной длины 1с, то для УСИ такого ограничения не существует. Еще одна характерная особенность УСИ состоит в том, что телесный угол в этом случае устанавливается из геометрических соображений и, как правило, он много больше, чем для суперлюминесценции, для которой этот угол определяется дифракцией. Наконец, заметим, что преимуществом УСИ является то, что его можно использовать для получения достаточно хорошо направленного излучения в некоторых лазерах (генераторах) с высоким усилением (например, в азотных, или эксимерных лазерах), и в то же время УСИ может вызывать нежелательный эффект в лазерных усилителях с высоким усилением (например, в эксимерных лазерах, лазерах на красителях или на неодимовом стекле), поскольку оно снимает имеющуюся инверсию населенностей. [c.85]

Прежде чем продолжить обсуждение, следует подчеркнуть, что когда мощность накачки превышает пороговую даже на весьма скромную величину, число фотонов qo в резонаторе обычно уже очень велико. В качестве примера рассмотрим числовые значения, соответствующие одномодовому непрерывному Nd YAG-лазеру (см. также разд. 5.3.6) Ле = 0,5 мм , y = 0,12, а = 3,5-10 м и т = 0,23 мс. Если положить L = 50 см, то получим Тс л 14 НС и из (5.32) имеем qo Ю [(Рр/Рпор) — 1]. Таким образом, даже если мы выберем Яр/Япор = 1,1, то будем иметь около 10 ° фотонов в резонаторе. Это означает, что в уравнении (5.1г) сразу за порогом член УаВ (q-j-1)JV2, описывающий как вынужденное, так и спонтанное излучение, вне всякого сомнения можно аппроксимировать выражением VaBqNi, что мы и делаем в настоящем рассмотрении. Это также означает, что число фотонов в установившемся режиме q весьма нечувствительно к выбранному нами конкретному значению числа начальных фотонов в резонаторе qt в момент времени / = О, которые необходимы для возникновения генерации. Как мы увидим в разд. 5.3.7, эта нечувствительность оказывает сильное влияние на выходные свойства лазерного пучка. [c.248]

Таким образом, разработанный метод позволяет найти структуру оптимального приемника и выбрать надлел<ащий порог, оценить эффективность метода обнаружения и сравнить реальные системы с теоретически оптимальной. Указанный метод позволяет также определить, насколько целесообразно устанавливать квантовый усилитель перед фотодетектором. Область применения рассмотренного обнаружителя — лазерная связь на сверхдальние расстояния и локация. [c.97]

Важным применением явления ВКР в световодах стало развитие волоконных ВКР-лазеров [31-49], Такие лазеры не только имеют более низкий порог, чем однопроходное ВКР, но и могут перестраиваться в широком частотном диапазоне ( 10 ТГц), На рис, 8,4 схематически показан волоконный ВКР-лазер, Отрезок одномодового световода помещен внутрь резонатора Фабри-Перо, образованного частично отражающими зеркалами Mj и М . Резонатор обеспечивает резонансную частотно-избирательную обратную связь для стоксова излучения, возникающего в световоде благодаря ВКР. Внутрирезонаторная призма позволяет перестраивать длину волны лазерного излучения путем поворота зеркала М . Порог генерации лазера соответствует мощности накачки, при которой комбинационное усиление за обход резонатора компенсирует потери в резонаторе, состоящие из потерь на зеркалах и потерь при переводе отраженного от зеркал излучения обратно в световод. Если принять потери за обход резонатора равными обычному значению 10 дБ, то пороговым условием будет [c.226]

Пороги ВРМБ вполне достижимы в современных лазерных системах. [c.207]

На рис. 91 представлен фотоснимок распределения интенсивности восстановленного поля в задней фокальной плоскости линзы при освещении двухэкспозиционной фурье-голограммы неразведенным лазерным пучком перпендикулярно поверхности голограммы. Между экспозициями объект квадратной формы наклонялся относительно вертикальной оси на угол 15". Поле в центре модулировано спекл-интерферограммой, тогда как боковые сопряженные изображения - голографической интерферограм-мой. Отчетливо видно, что количество интерференционных полос в автокорреляционном гало вдвое больше, чем на голографических изображениях. Следовательно, порог чувствительности к наклону спекл-интерферо-метрии в два раза ниже, чем голографической интерферометрии, а точность измерений - выше, поскольку прямые измерения можно проводить по большему числу полос. Отметим, что сравнение пороговой чувствительности целесообразно проводить при условии, что точность измерения вариаций освещенности на обеих интерферограммах одинакова. Это условие на практике вьшолняется при работе со снимками интерфёрограмм. [c.170]

Управление шириной линии. Помещая в основной резонатор дополнительные отражающие поверхности, можно отселектировать большинство аксиальных мод. Если между зеркалами резонатора поместить интерферометр Фабри — Перо, то это вызовет сильную амплитудную модуляцию близко расположенных друг к другу пиков отражения основного лазерного излучения, что в свою очередь будет препятствовать достижению порога генерации для большинства мод. [c.281]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...