Свойства излучения лазеров

Рассмотрим теперь кратко процесс формирования импульсов из шума и свойства излучения лазера вне области синхронизации, где устанавливаются многоимпульсные режимы или могут существовать нестационарные режимы. Согласно равенству (5.16), форма импульса при /С-м проходе определяется следующим рекуррентным уравнением [c.168]

В демонстрационных опытах с использованием лазерного излучения необходимость в коллиматоре и объективе отпадает. Щель вводят непосредственно в пучок. Световые колебания когерентны по всему поперечному сечению лазерного пучка. Это значит, что в отношении когерентных свойств излучения лазер можно рассматривать как удаленный точечный источник. На экране, удаленном от щели на расстояние порядка 10 м, наблюдается фраунгоферова дифракционная картина пятно размывается в перпендикулярную щели длинную полоску с постепенно спадающей к краям освещенностью, прорезанную эквидистантными темными минимумами. Ширина центрального максимума вдвое больше, чем боковых. [c.285]

Авторы ставили своей целью рассмотрение физики процессов и основных свойств излучения лазеров на неодимовом стекле, методов управления характеристиками излучения этих лазеров. Наряду с рассмотрением современного состояния физики и техники лазеров на неодимовом стекле, основное внимание уделено проблемам реализации их предельных возможностей и прежде всего вопросам, представляющим общий для многих типов лазеров интерес. В то же время мы стремились дать по возможности максимум фактических справочных данных о лазерах на неодимовом стекле. [c.6]

Самая высокая достигнутая пиковая мощность излучения, реализация предельно малой угловой расходимости и самой высокой яркости пучка — таковы уникальные, рекордные свойства излучения лазеров на неодимовом стекле. В то же время энергетическая эффективность этих лазеров также достаточно высока. [c.7]

Свойства излучения лазеров [c.318]

Монохроматичность источника оценивают шириной спектра ДА., которая определяется на уровне интенсивности спектральной линии, равной половине максимального значения. Для газовых лазеров ширина спектральной линии составляет 10" . .. 10" нм, для твердотельных — 10" . .. 10" нм, для полупроводниковых — 1. .. 10 нм. У газовых лазеров ширина спектральной линии может быть уменьшена до 10" нм. Указанное свойство излучения лазера эффективно используется для спектральной селекции полезного сигнала на фоне внешних помех. [c.318]

Излучение лазеров почти всех типов является поляризованным. Если торцы активных элементов лазера расположены под углом Брюстера, то излучение будет линейно поляризованным. Это свойство излучения лазера используется при разработке различных приборов, принцип действия которых основан на эффектах в поляризованном излучении. [c.319]

Указанные выше свойства излучения лазеров предъявляют ряд специфических требований к конструкции оптических систем. Большая мощность лазерного излучения обусловливает чрезвычайно высокие значения энергетической освещенности, особенно в местах концентрации излучения. Поэтому в этих местах не следует устанавливать оптические детали. [c.319]

Глава 6 содержит обзор новых методов контроля, основанных на использовании свойств излучения лазеров. Основное внимание уделяется методологии применения лазерной голографии и ее принципам, а также вопросам использования голографии и голографической интерферометрии для контроля формы и состояния поверхностей промышленных изделий. Рассматривается интересная возможность прогнозирования усталостных деформаций изделий на основе анализа картины бликов лазерного излучения. [c.11]

Излучение лазеров на монокристаллах со структурой перовскита из-за анизотропии их кристаллической решетки поляризованное. Это свойство используется при решении таких проблем, как запись [c.77]

Твердые диэлектрики для оптических квантовых генераторов (лазеров) являются активной средой, представляющей собой кристаллическую или стеклообразную матрицу, в которой равномерно распределены активные ионы (активаторы). Все процессы поглощения и излучения света связаны с переходами электронов между уровнями активного иона, при этом матрица играет пассивную роль. Спектр излучения лазера в основном зависит от типа активного иона. Как вещество кристаллической или стеклообразной основы, так и активаторы должны удовлетворять целому ряду специфических требований. Свойства некоторых лазерных материалов приведены в в табл. 6.7, [c.247]

Излучение лазеров обладает свойством пространственной и временной когерентности, т. е. регулярностью колебаний в пространстве и времени. [c.52]

Удаление тонких изоляционных пленок с проводников. Зачистка изоляции с тонких проводников является одной из проблем технологии радиоприборостроения. Существующие способы удаления изоляции (механический, химический и др.) не обеспечивают надежной зачистки. Технология зачистки проводников от изоляции с помощью СОа Лазера основана на свойствах излучения с длиной волны 10,6 мкм хорошо поглощаться диэлектриками и отражаться от металлов. [c.168]

Измерение указанных параметров возможно по анализу распределения рассеянного волокном когерентного излучения [51, 203, 217, 248]. Однако, если волокно прозрачно для излучения лазера, распределение рассеянного волокном лазерного излучения зависит не только от размеров и формы волокна, но и от других факторов, которые необходимо учитывать структуры поперечного сечения волокна (моноволокна, световоды, трубки, многожильные волокна и т. д.), показателя преломления материала, его однородности и изотропности, а также ориентации плоскости поляризации излучения относительно геометрической оси. Эта зависимость объясняется тем, что часть излучения проходит непосредственно через материал волокна и интерферирует с излучением, рассеянным его поверхностью. Особенности внутренней структуры и свойства материала волокна определяют деформацию волнового фронта излучения, проходящ,его через волокно, и вид результирующего распределения интенсивности рассеянного излучения, по которому судят о геометрических параметрах волокна. . [c.269]

Излучение лазера когерентно, т. е. связанные с ним колебания электромагнитного поля имеют постоянный во времени сдвиг фазы для двух произвольных точек. Необходимо выделять временную и пространственную когерентность. Первая имеет место при наличии разности оптического пути лазерных лучей, а вторая — при рассмотрении фазовых свойств излучения из разных, разнесенных точек поперечного сечения пучка. [c.57]

В заключение перечислим еще раз положительные и отрицательные свойства рубиновых лазеров. К первым необходимо отнести генерацию лазера в видимом диапазоне длин волн и возможность достаточно частого повторения импульсов. Среди недостатков нужно указать высокую энергию накачки, низкий КПД, ограничение энергии излучения на уровне нескольких Дж, плохая расходимость излучения, невозможность реализации ста- [c.176]

Дополнительный способ описания различия между излучениями лазера и теплового источника состоит в том, что для соответствующих полей вводятся должным образом определенные функции когерентности высшего порядка. Действительно, в разд. 7.5 когерентные свойства волны были определены с помощью корреляционной функции Поскольку эта функция включает в себя произведение сигналов, полученных в два разных момента времени или в двух различных точках пространства, она называется корреляционной функцией первого порядка. Соответственно степень когерентности, определяемая с помощью этих функций, описывает статистические свойства волны только первого порядка. В действительности, чтобы получить полное описание поля, необходимо ввести целый класс корреляционных функций высшего порядка. Для краткости обозначим пространственные и временные координаты точки через Xi= ri, ti). При этом корреляционную функцию л-го порядка можно определить следующим образом [c.473]

Угловая селекция излучения лазеров с плоскими резонаторами путем уменьшения числа зон Френеля. Наиболее жизнеспособным способом угловой селекции является повышение селективных свойств плоского резонатора путем уменьшения числа Френеля N. Этого можно достичь несколькими способами, о которых мы сейчас и расскажем. [c.221]

Результаты исследования статистических свойств излучения синхронно-накачиваемых лазеров имеют большое значение для выявления основных дестабилизирующих факторов, позволяют сформулировать [c.252]

Наряду с рассмотренными пространственными характеристиками излучения лазеров, важнейшей характеристикой, определяющей режим генерации, является временной вид излучения. Эта характеристика определяется как свойствами резонатора и активной среды, так и видом внешнего модулирующего воздействия, оказываемого на лазер. В том случае, когда на лазер не оказывается никакого внешнего модулирующего воздействия, реализуется так называемый режим свободной генерации лазера. [c.73]

Главное внимание здесь уделяется Не — Ne-лазеру, ионному аргоновому и ионному криптоновому лазерам. Другие газовые лазеры, такие, как лазер на СОз и Не — d-лазер, мы не будем рассматривать, поскольку они редко применяются для целей голографии. Свойства газовых лазеров, связанные с голографией, за исключением длины волны излучения, как правило, определяются объемом резонатора, а не лазерной средой. С точки зрения применения в голографии наиболее важным свойством газовых лазеров является когерентность лазерного излучения. По сравнению с остальными типами лазеров газовые лазеры обеспечивают наилучшие характеристики когерентности. Для голографии также представляют интерес такие характеристики газовых лазеров, как диапазон длин волн генерации и выходная мощность излучения лазера. [c.287]

Излучение лазеров, применяемых для изготовления изобразительных голограмм, является плоскополяризованным. Поляризационные свойства излучения необходимо учитывать и использовать. [c.94]

Выше мы обращали внимание на поляризованность светового пучка, создаваемого лазером. В зависимости от конкретного устройства лазера поляризация может быть линейной, круговой или эллиптической, но в любом случае испускается поляризованный, а не естественный свет. В рамках принципа цикличности это свойство излучения лазера самоочевидно. Впрочем, строго монохроматический свет всегда поляризован, и поэтому ценность принципа цикличности в данном случае состоит не в утверждении факта поля-ризованности излучения лазера, а в возможности с его помощью установить состояние поляризации в том или ином лазере. Мы не будем останавливаться более на этом тонком вопросе, решение которого требует привлечения многих сведений о конструкции резонатора и о свойствах активной среды, [c.796]

Важным свойством излучения лазера является его когерентность, под которой понимают корреляцию (согласованность) фаз колебаний, рассматриваемых в разных точках пространства в разные моменты времени. В соответствии с этим различают пространственную и срсменную когерентность. Приведем два примера. [c.338]

Квантовые генераторы дают эл.-магн. излучение, уникальное по своим свойствам. Излучение лазера когерентно и может достигать в узком спектральном интервале огромной мощности — до 10Вт/см , причём расходимость светового пучка очень мала. Напряжённость электрич. поля излучения лазера может превышать напряжённость внутриатомного поля. [c.320]

Оптические квантовые генераторы оказали и, несомненно, будут оказывать в дальнейшем значительное влияние на развитие оптики. Изучение свойств самих лазеров существенно обогатили наши сведения о дифракционных и интерференционных явлениях (см. 228—230). Распространение мощного излучения, испущенного оптическим квантовым генератором, сопровождается так называемыми нелинейными явлениями. Некоторые из них — вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна, вынужденное рассеяние крыла линии Рэлея и вынужденное температурное рассеяние — описаны в главе XXIX выше упоминались также многофотонное поглощение и многофотонная ионизация (см. 157), зависимость коэффициента поглощения от интенсивности света (см. 157), нелинейный или многофотонный фотоэффект (см. 179), многофотонное возбуждение и диссоциация молекул (см. 189), эффект Керра, обусловленный электрическим полем света (см. 152) сведения о других будут изложены в 224 и в гл. ХК1. Совокупность нелинейных явлений составляет содержание нелинейной оптики и нелинейной спектроскопии, которые сформировались в 60-е годы и продолжают быстро развиваться. [c.770]

Обработка образцов велась излучением лазера на неодимовом стекле с энергией импульса 9 Дж и длительностью 4 мс. При этом каждый локальный участок поверхности облучался различным количеством импульсов — от одного до пятнадцати. В результате воздействия лазерного излучения в техническом железе образовались зоны, отличающиеся по своим свойствам от исходного а-железа. Средняя глубина проникновения молибдена в матрицу составляет 450—500 мкм. При рассмотрении микрошлифов образцов обнаруживается четкая, неразмытая граница между зоной воздействия лазерного излучения и основным металлом. Данные измерения микротвердости зоны по ее глубине и в поперечном сечении на расстоянии от поверхности 200 мкм свидетельствуют о ее повышении в обработанной области в 1,5 раза по сравнению с микротвердостью а-железа. Результаты дюрометрического исследования показывают, что микротвердость по всей зоне воздействия излучения почти одинаковая, некоторое повышение ее наблюдается у нижней границы зоны. Повышение микротвердости и ее однородное распределение по всей области позволяют предположить наличие твердого раствора молибдена в а-железе. Рентгеноструктурный анализ показал наличие в обработанной зоне двухфазной структуры, которая имеет ОЦК решетки с различными периодами. Одна из них относится к а-железу, а вторая соответствует твердому раствору молибдена в а-железе с увеличенным межплоскостным расстоянием по сравнению с этим расстоянием в матрице. Вследствие того, что при растворении молибдена увеличиваются размеры кристаллической решетки железа, при точном измерении периода решетки можно определить содержание легирующего элемента в твердом растворе. Причем известно, что 1 % по массе молибдена увеличивает период решетки на 0,002 А. [c.27]

На рис. 144 приведена оптическая схема одного из наиболее совершенных лазерных измерителей фирмы Перкин—Элмер (США) модели 5900R [8, 211, 79]. Процесс формирования измерительной информации в этом интерферометре осуществляется следующим образом. Излучение лазера 1 (линейно-поляризо-ванное) проходит через четвертьволновую пластинку 3, расположенную между входной линзой 2 и коллимирующим объективом 4, образующими коллиматор. В результате излучение лазера представляет собой малорасходящийся пучок диаметром 10 мм с круговой поляризацией. Расщепитель луча 5 делит лазерный пучок на опорный и измерительный. При отражении опорного пучка от металлической светоделительной поверхности направление вращения плоскости поляризации в нем изменяется на обратное. Измерительный пучок без изменения поляризационных свойств направляется к уголковому отражателю 6, в котором претерпевает тройное отражение и изменяет направление вращения плоскости поляризации на обратное. В итоге измерительный [c.244]

Двойственность природы света — наличие у него одновременно характерных черт, присущих и волнам, и частицам,— является частным случаем корпускулярноволнового дуализма. Эта концепция была впервые сформулирована именно для оптич. излучения она утвердилась как универсальная для всех частиц микромира после обнаружения волновых свойств у материальных частиц (см. Дифракция частиц) и лишь затем была экспериментально подтверждена для радиоизлучения (квантовая электроника). Открытие квантовых явлений в радиодиапазоне во многом стёрло резкую границу между радиофизикой и О. Сначала в радиофизике, а затем в физ. О. сформировалось новое направление, связанное с генерирование.м вынужденного излучения и созданием квантовых усилителей и квантовых генераторов излучения (мазеров и лаз ов). В отличие от неупорядоченного светового поля обычных (тепловых и люминесцентных) источников, излучение лазеров обладает большой временной и пространств, упорядоченностью (когерентностью), высокой монохроматичностью (Лг/У достигает см. Монохроматическое излучение), [c.419]

Говоря о проблеме перестройки частоты технологических лазеров для селективной технологии, необходимо остановиться на еще одной, уникальной по своим свойствам лазерной системе — лазере на свободных электронах. В этих лазерах когерентное излучение возникает при прохождении пучка быстрых электронов через онду-лятор — систему с постоянным во времени и периодически изменяющимся в пространстве магнитным полем. В отличие от всех остальных лазеров, являющихся принципиально квантовыми системами, лазер на свободных электронах допускает классическое рассмотрение и, как следствие, принципиальную возможность непрерывности спектра возможных частот генерации. Длина волны излучения лазера на свободных электронах определяется характерным размером, на котором происходит изменение магнитного поля ондулятора Л( соЛ), и энергией электронов U k со U ) и при параметрах существующих сегодня электронных ускорителей соответствует ИК- и видимому диапазону спектра. Это обстоятельство, а также принципиальная возможность получения мощных электронных пучков делают лазер на сво дных электронах весьма привлекательным инструментом для проведения технологических процессов, требующих одновременно селективности и высокой интенсивности излучения. [c.184]

Чтобы закончить эти вводные замечания, следует упомянуть о специальном виде оптической накачки, когда лазерный луч используется для накачки другого лазера лазерная накачка). Свойства направленности лазерного пучка делают его очень удобным для накачки другого лазера, причем здесь не требуется специальных осветителей, как в случае (некогерентной) оптической накачки. Такая накачка является довольно простой, и в дальнейшем мы ее не будем рассматривать. Хотелось бы лишь здесь отметить, что благодаря монохроматичности излучения лазера накачки ее применение не ограничивается лишь твердотельными и жидкостными лазерами (как в случае некогерентной оптической накачки), но ее можно также использовать для накачки газовых лазеров. В данном случае линия, излучаемая накачивающим лазером, должна, разумеется, совпадать с линией поглощения накачиваемого лазера. Это применяется, например, для накачки большинства газовых лазеров дальнего ИК-Диапазона (скажем, таких лазеров, в которых используются метиловый спирт СНзОН в виде паров) с помощью излучения соответствующей длины волны СОглазера. [c.109]

Прист>тшм теперь к рассмотрению наиболее важных источников высококогерентного узко направленного излучения — лазеров. Как известно, их действие основано на способности некоторых сред в определенных условиях усиливать проходящее через них световое излучение. Поэтому, безусловно, роль свойств применяемой активной среды и способа ее возбуждения велика однако пространственная и временная когерентность излучения решающим образом зависит от свойств резонансной системы, в которую эта среда помещена. Особенно очевидной является определяющая роль резонатора в процессах формирования узконаправленных пучков пока его нет, сама по себе активная среда способна, как правило, с равным успехом усиливать проходящее через нее излучение, в каком бы направлении оно не распространялось. [c.60]

После проведения этих экспериментов тезис о том, что неустойчивые резонаторы с большими Л экв идеальных условиях обеспечивают генерацию на основной моде с дифракционным углом расходимости излучения, можно было считать доказанным. Надлежало еще проверить, оказьюаются ли угловые характеристики предельно возможными для данных условий и тогда, когда эти условия не столь хороши (имеется неоднородность среды и Т.П.). С этой целью в [48] были экспериментально сопоставлены свойства обычного лазера с телескопическим резонатором и многокаскадной системы на аналогичных активных элементах. Подобные системы состоят из маломощного задающего генератора и каскадов усиления с телескопами между ними (для расширения сечения пучка с одновременным уменьшением расходимости см., например, [174], а также [16], 2.6) их построение на протяжении ряда лет считалось единственно возможным способом решения проблемы расходимости излучения мощных лазеров. [c.213]

Полученные расчетным методом результаты впервые доказывают возможность управления пространственно - временной структурой излучения лазеров путем изменения свойств фототропного раствора. Для более подробного ознакомления с приведенными результатами можно обратиться к работе [ 36 ]. Результаты численных расчетов, основанных на сравнительно грубой математической модели, представляющей собой обобщение уравнений Танга, Статца и де Марса, качественно сочетаются с результатами экспериментальных исследований (например, [108, 109]). [c.183]

В объеме настоящей книги дать достаточно подробное описание всех режимов генерации, элементов и конструкции, применения лазеров на гранате с неодимом не представляется возможным. Поэтому авторы выделили для подробного изложения ограниченное число вопросов, входящих в круг наиболее интересных и важных для практики. Сюда прежде всего относится материал по активной среде — кристаллам алюмоиттриевого граната с неодимом (гл. 1). Кроме традиционных вопросов по физико-механическим свойствам и спектрам люминесценции и поглощения кристалла в главе дан материал по динамике населенностей уровней накачки и генерации, рассмотрены термооптические искажения, оказывающие существенное влияние на характеристики излучения. Также подробно рассмотрены методы расчета энергетических и временных характеристик излучения лазеров в основных режимах генерации (гл. 2, 3). [c.3]

Лазер, как генератор светового излучения, должен содержать среду, усиливающую свет, и резонатор, осуществляющий положительную обратную связь между генерируемым светом и усиливающей средой. Роль усиливающей среды в нашем случае играет кристалл алюмоиттриевого граната с неодимом (АИГ-Nd). Этот кристалл по сравнению с другими лазерными активными средами (например, рубин, стекло с неодимом и т. д.) обладает удачным сочетанием физических и спектральных свойств, позволяющих ему успешно работать практически во всех известных режимах генерации (импульсных и непрерывных). Так, например, в непрерывном режиме лазеры на гранате с неодимом позволяют достигать мощности излучения до 1 кВт [13, 14]. В импульсном режиме достигаются мощности излучения до 100—1000 МВт [15, 16]. Основное излучение лазеров на гранате с неодимом находится в ближнем инфракрасном диапазоне спектра. С помощью хорошо разработанных методов нелинейной оптики это излучение эффек-1ИВН0 преобразуется в излучение видимого и ближнего ультрафиолетового диапазонов спектра [17, 18]. Эта возможность существенно расширяет области применения АИГ-лазеров. [c.5]

Алюмоиттриевый гранат с примесью неодима (Nd YAG) обладает сочетанием свойств, исключительно благоприятных для работы лазера. В частности, кубическая структура кристалла YAG особенно способствует сужению ширины линии флуоресценции, что приводит к высокому коэффициенту усиления и низкому порогу срабатывания лазера. Излучение лазера происходит на переходе с длиной волны 1,064 мкм. [c.278]

В главе 5 рассматриваются кристаллы ниобата бария-натрия (НБН), который позволяет получать 100%-ное преобразование излучения лазера с длиной волны X — = 1,06 мкм во вторую гармонику. В этой главе приведены физико-химические характеристики и фазовые диаграммы этого соединения, указаны возникающие нарушения стехиометрии и перечислены составы, рекомендованные в качестве конгруэнтных. Обсуждаются оптические, электрооптические свойства и эффективность генерации второй гармоники в зависимости от состава, технологии выращивания и термоэлектрической обработки в процессе монодоменизации и раздвойникования этнх кристаллов. Даны краткие описания методик выращивания кристаллов НБН, их монодоменизации и раздвойникования. [c.10]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...