Структура - мода
Cтраница 2
Френеля, которые видны на одном зеркале из центра другого зеркала. Теория резонатора должна объяснить следующие моменты: 1) структуру мод на зеркалах; 2) распределение поля внутри открытого резонатора; 3) потери на дифракцию, отражение, разъюстировку зеркал и абберации; 4) структуру поля в дальней зоне. [16]
Картина лазерного излучения тесно связана с характеристиками резонатора. Если границы диэлектрика оказываются частью рабочего вещества, как, например, в волоконных, кубических, сферических и кольцевых системах, то в структуре мод выходного излучения важную роль играют различные эффекты связи. [17]
Изображение, создаваемое ЭОП, можно сфотографировать, и тем самым сделать инфракрасную или ультрафиолетовую картину мод непосредственно видимой. ЭОП очень удобны при настройке лазеров. Но работа с такими пленками ( а не с ЭОП) связана с необходимостью проявлять их каждый раз при настройке лазера для определения структуры мод. Если целью настройки является получение чистого поперечного вида колебаний, то фотографическая методика оказывается довольно неудобной. [18]
Поэтому, исходя из данной картины явления, можно сделать вывод, что с практической точки зрения интерес представляют резонаторы, в которых ограничивающая апертура имеет частично или полностью сглаженный край. В работе [100] было показано, что апертура с частично сглаженным краем близка по своим свойствам к гауссовой, причем разница становится чрезвычайно малой при вполне умеренных значениях степени сглаживания. Поэтому в первом приближении вполне уместно апертуры с частично сглаженным краем рассматривать как гауссовые, а отличия учитывать в виде малых аберраций, влияние которых на структуру мод следует учитывать во втором порядке малости. Именно такой подход реализован в настоящем параграфе. В ней оптика неустойчивого резонатора рассмотрена весьма подробно. [19]
При фотографировании лазерных пучков пользуются разными методами, хотя фотографирование твердотельных лазеров ставит ряд интересных проблем. Получить снимки пятен от пучков маломощных газовых лазеров просто. В этом случае структура мод стабильна и проста, так как число Френеля обычно намного меньше. Для изучения временной зависимости модовых структур твердотельных лазеров необходима высокоскоростная фотография. [20]
 |
Размеры пятна и эквифазных поверхностей для моды ТЕМ0о в конфокальном резонаторе. [21] |
Характер пространственного распределения на зеркалах резонатора показан на рис. 1.16. Такая мода называется ТЕМю. Мода ТЕМт ( т 0, 11) получается из моды ТЕМю простой заменой осей х и у. Моды более высоких порядков можно описать с помощью той же самой процедуры. На рис. 1.16 приведены примеры структуры мод ТЕМ2о н ТЕМзь В общем случае индексы т и / представляют число узлов поля U вдоль соответствующей оси. [22]
Селективность резонаторов, содержащих помещаемую между зеркалами поглощающую пленку, обусловлена эффектом подавления тех продольных мод, пучности стоячих волн которых внутри резонатора совпадают с положением пленки. Этот эффект иллюстрирует рис. 2.2.10, где показана структура поля стоячих волн внутри резонатора. Пунктир соответствует подавляемой моде, непрерывные кривые характеризуют структуру стоячей селектируемой моды. Узел ее поля совпадает с пленкой, и в отличие от других продольных мод она будет испытывать минимальные потери. [23]
Для определения структуры мод проще всего поставить фотопленку или пластинку прямо на пути лазерного пучка, что даст возможность качественно оценить распределение интенсивности на заданном расстоянии от лазера. Можно взять дополнительно линзу для фокусировки на пленку ближнего или дальнего поля излучения. Тип пленки и время экспозиции нужно выбирать в соответствии с длительностью, энергией, мощностью и частотой лазерного излучения. В таком простом случае полученная информация не носит количественного характера, а фотография только грубо показывает размер и форму структуры мод. Нужно быть осторожным, чтобы не прожечь пленку, особенно когда используются линзы. Апертура камеры должна быть больше сечения пучка для того, чтобы избавиться от нежелательных дифракционных эффектов. [24]
Если диафрагма индуктивная или емкостная, то можно считать, что она передает прямоугольные волны типа TEio. Если же диафрагма круглая, то она передает цилиндрические волны типа ТЕц. Если диафрагма смещается от своего оптимального положения, показанного на фиг. Q, нужно увеличить отверстие. ТМщ, которая вырождена с цилиндрической модой ТЕоп. Параметры связи имеют большое практическое значение, поскольку чувствительность ЭПР-спектрометров зависит от величины связи, от степени отклонения от оптимальной связи резонатора, а также от степени согласования резонатора ( ср. При подключении волномеров ( измерителей частоты) к боковой стенке волновода обычно используется слабая связь. Благодаря этому вне резонанса они очень слабо изменяют КСВН волновода, а также структуру моды. Для рабочих резонаторов ЭПР-спектрометров такая связь используется редко. [25]
Страницы: 1 2