Одномодовый режим

Cтраница 2

Теории конкуренции поперечных мод в неидеальных плоских резонаторах ввиду чрезмерной сложности задачи не существует. Нет аналогичной теории и для неустойчивых резонаторов, однако по совсем иным причинам: механизм, вовлекающий в генерацию сразу несколько поперечных мод, здесь начисто отсутствует - применение широкоапертурного неустойчивого резонатора, как правило, надежно обеспечивает одномодовый режим генерации. [16]

Этот важный результат объясняет причину достижения более сильных полей в легированных полупроводниках. Он находит подтверждение также в работах, где этот вопрос специально исследовался. Например, в [44] было обнаружено, что одномодовый режим существует до I / Ith2 в ПЛ, легированных до концентраций 1 019 см-3. В то же время при слабом легировании ( концентрация примесей 7 - Ю17 см-3) наблюдался многомодовый режим при незначительном превышении порога. [17]

При многомо-довой генерации телесный угол, в котором распространяется излучение, может быть достаточно большим. Лазеры с четырехсторонним резонатором генерируют практически во всех направлениях. Малым углом расходимости характеризуется, как правило, только одномодовый режим генерации или же совокупность аксиальных мод. К сожалению, такое ценное свойство отсутствует у инжекционных лазеров даже при одно-модовой генерации. Это связано с малыми размерами активного слоя. [18]

При дальнейшем анализе будем предполагать, что колебания возбуждаются на одной моде резонатора-интерферометра, а пространственными изменениями разности населенностей и плотности энергии будем пренебрегать. Между зеркалами интерферометра могут существовать как моды с различной конфигурацией в плоскости, перпендикулярной оси резонатора, так и моды с большими или меньшими фазовыми изменениями вдоль оси резонатора. Помещая между зеркалами интерферометра добавочные поверхности, можно получить одномодовый режим, и в дальнейшем мы будем предполагать, что эти поверхности присутствуют. Разность населенностей и плотность энергии являются функциями координат вследствие пространственной зависимости поля в резонаторе. [19]

Одномодовая генерация бегущей волны возможна при введении в резонатор несимметричного оптического элемента. Его действие может быть основано на поляризационных свойствах и эффекте Фарадея. В этом разделе мы всюду будем предполагать, что осуществляется одномодовый режим работы лазера, и с этого предположения начнем свой анализ. [20]

Аналогично, как и для двухслойных волоконных световодов, для ВС с градиентным профилем показателя преломления возможно существование одномодового режима работы. Главное отличие от двухслойного волокна: для ВС с параболическим профилем показателя преломления предельное значение нормализованной частоты, при которой наблюдается режим отсечки, увеличивается в 1 47 раза. Это позволяет увеличить значение относительного радиуса сердцевины волоконного световода, сохранив при этом одномодовый режим, и тем самым снизить точностные требования для технологии производства волоконных датчиков. [21]

При комнатных температурах непрерывный режим в инжекционных лазерах требует для его осуществления больших плотностей тока, ведущих к недопустимому перегреву кристалла. Длина волны излучения лазера на GaAs лежит в пределах Ял 0 82 - ьО 9 мкм. При токах накачки, незначительно превышающих пороговую величину, лазер излучает колебания одного типа ( одномодовый режим); с увеличением тока появляется излучение колебаний других типов. [22]

Применяют модуляторы двух типов: пассивные и активные. Спустя несколько десятков наносекунд прекращается генерация; поглощение света вновь возрастает. Такой модулятор недостаточно стабилен, и момент начала генерации трудно контролировать, что приводит к нестабильности энергии генерации, хотя с помощью пассивного модулятора можно получить одномодовый режим работы лазера. [23]

Оптическая мощность в многомодовом и одномодовом волокне ( рисунок предоставлен Coming Glass Works. [24]

Граничные значения параметров, начиная с которых волокно работает в одномодовом режиме, зависят от длины волны несущего света. Пусть длина волны 820 нм соответствует многомодовому режиму работы волокна. По мере роста длины волны света все меньшее количество мод выживает, пока не остается только одна. Одномодовый режим работы волокна начинается:, когда длина волны света приближается к диаметру ядра. При 1300 нм, например, в волокне остается только одна мода и волокно становится одномодовым. [25]

На современном уровне развития методов математического описания лазеров и, в особенности, процессов в активной среде можно выделить ряд типовых задач, для которых формулируются основные рекомендации по их решению с использованием типовых схем вычислений. В случае более сложных задач, возникает множество новых особенностей, связанных с выбором расчетной схемы, необходимых величин, шага вычислений, нормирующих коэффициентов, проверкой сходимости, аппроксимации и устойчивости решений. В большинстве из перечисленных случаев обычно рассматривается одномодовый режим или, в крайнем случае, режимы, в которых число генерируемых мод невелико, и они имеют относительно простую структуру. [26]

Настоящая книга содержит пять глав. Глава 2 посвящена методу интегрального уравнения. В ней рассматриваются методы исследования лазерных резонаторов, содержащих негауссовы элементы - диафрагмы с резким краем, элементы с аберрациями и др. В главе 3 исследуются резонаторы, содержащие несколько оптических элементов ( например, вспомогательные зеркала) различного назначения. Вспомогательные зеркала могут влиять на продольный спектр резонатора, в частности, делать его более редким. При этом важную роль играет согласование поперечных мод лазерного резонатора. В лазерах на красителях дополнительные оптические элементы позволяют реализовывать одномодовый режим генерации. Глава 4 посвящена резонаторам твердотельных лазеров. Их основной особенностью является наличие термооптически искаженного под влиянием накачки активного элемента. Отыскание ре-зонаторных конфигураций, наименее восприимчивых к нестабильно-стям накачки, является довольно трудным делом, читатель почерпнет в четвертой главе много полезного для себя в этом отношении. В главе 5 излагаются геометро-оптические методы исследования резонаторов. [27]

Активные модуляторы изготавливаются на кристаллах KDP - дигидрофосфата калия ( КН2РО4); ADP - дигидрофосфата аммония ( NH4H2PO4); DKDP и другие материалы имеют различные оптические схемы и способы подведения управляющего напряжения. Наиболее предпочтительна схема проходного затвора на кристалле с брюстеровскими призмами на торцах, которая имеет минимальные потери и переотражения. Такой затвор позволяет варьировать схемы резонатора. Отсутствие отражений на торцах увеличивает КПД и не разрушает когерентности излучения лазера при попадании нежелательных бликов. Возможно совместное использование обоих затворов, когда активный модулятор управляет моментом начала импульса, а пассивный обеспечивает одномодовый режим. В отсутствие модуляторов добротности в режиме свободной генерации длительность импульса определяется режимом накачки. [28]

Страницы: 1 2