Увеличение - мощность - накачка
Cтраница 1
Увеличение мощности накачки приводит к генерации стоксовых линий высших порядков в результате каскадного ВКР. При мощности накачки 1 5 ГВт / см2 уширенные стоксовы линии сливаются в результате совместного действия ФСМ, ФКМ и ВКР, образуя спектральный континуум в области 530 - 580 нм. На рис. 10.5 показан спектр на выходе световода, полученный при таких условиях. [2]
Увеличение мощности накачки полупроводниковых излучателей может быть достигнуто с использованием тиристоров и нелинейных коммутирующих дросселей. [3]
При увеличении мощности накачки увеличивается интенсивность лазерного излучения. Однако такое увеличение имеет предел. Это обусловлено тем, что по мере увеличения числа атомов в метастабильном состоянии возрастают процессы спонтанного излучения, в результате чего, уменьшается инверсия налесснности, приводящая к уменьшению интенсивности излучения. Энергия излучения рубиновых лазеров по сравнению с газовыми больше и может достигнуть 10 Дж и более, что связано с большей концентрацией активных атомов в рубине, чем в газе. [4]
Ограничения по мощности накачки и незначительный выигрыш в коэффициенте модуляции емкости при увеличении мощности накачки выше некоторого уровня приводят к тому, что в ППУ напряжения в рабочей точке диодов обычно выбираются около 1 - 3 в. Поэтому при расчете статические параметры диода ( R, С, т) находятся для напряжения смещения, соответствующего рабочей точке диода в ППУ. [5]
Коммутирующие транзисторы Т5 - Т8 включены последовательно по переменному ( импульсному) току, чем: достигается увеличение мощности накачки. Подстройка величины тока накачки производится подбором резистора R8; цепочка R8 - C16 служит для коррекции формы импульса на нагрузке. Для уменьшения выброса тока обратной полярности установлены диоды Д2, ДЗ. [6]
 |
Зависимость выходной мощности лазера от мощности накачки. [7] |
Однако формулы, выведенные более строгим методом, отличаются только наибольшим численным коэффициентом. После достижения порога генерации выходная мощность возрастает с увеличением мощности накачки приблизительно по линейному закону. [8]
Желательно также увеличивать концентрацию спинов N, однако при этом следует учитывать, что в этом направлении имеется оптимум. Чрезмерное увеличение концентрации N приводит к уши-рению линии за счет спин-спинового взаимодействия, увеличению спин-решетчатых и кросс-релаксационных эффектов, что в свою очередь уменьшает коэффициент инверсии / и требует увеличения мощности накачки. [9]
Временная и спектральная структуры на рис. 8.8 и 8.9 зависят от пиковой мощности исходных импульсов накачки через длины LG и LNL в. Когда пиковая мощность возрастает, Lc и LNL уменьшаются в одинаковой пропорции. Численные расчеты показывают, что при увеличении мощности накачки импульс ВКР растет быстрее и переносит больше энергии, чем это показано на рис. 8.8. Еще более важно, что с уменьшением LNL возрастает частотная модуляция за счет как ФСМ, так и ФКМ и спектры импульсов становятся шире, чем на рис. 8.9. Интересно, что спектр импульса ВКР становится заметно шире, чем импульс накачки. Это связано с эффектом ФКМ, более сильным для импульса ВКР, чем для накачки. Теоретически было показано [91], что если пренебречь групповым разбеганием и истощением накачки, то за счет ФКМ спектр импульса ВКР уширяется в 2 раза больше, чем спектр импульса накачки. Результаты численных расчетов, включающих эти эффэсты, показывают, что уширение импульса ВКР может превышать уширение импульса накачки в 3 раза. Это согласуется с экспериментом [101], о котором будет сказано ниже. [10]
Временная и спектральная структуры на рис. 8.8 и 8.9 зависят от пиковой мощности исходных импульсов накачки через длины LG и LNL в. Когда пиковая мощность возрастает, LG и LNL уменьшаются в одинаковой пропорции. Численные расчеты показывают, что при увеличении мощности накачки импульс ВКР растет быстрее и переносит больше энергии, чем это показано на рис. 8.8. Еще более важно, что с уменьшением LNL возрастает частотная модуляция за счет как ФСМ, так и ФКМ и спектры импульсов становятся шире, чем на рис. 8.9. Интересно, что спектр импульса ВКР становится заметно шире, чем импульс накачки. Это связано с эффектом ФКМ, более сильным для импульса ВКР, чем для накачки. Теоретически было показано [91], что если пренебречь групповым разбеганием и истощением накачки, то за счет ФКМ спектр импульса ВКР уширяется в 2 раза больше, чем спектр импульса накачки. Результаты численных расчетов, включающих эти эффосты, показывают, что уширение импульса ВКР может превышать уширение импульса накачки в 3 раза. Это согласуется с экспериментом [101], о котором будет сказано ниже. [11]
Из общей теории квантовых генераторов известно, что интенсивность генерации определяется в основном тем, насколько удается превысить заселенность верхнего уровня относительно минимальной заселенности, определяющей начало ( порог) генерации. Порог генерации определяется потерями в резонаторе. Однако создать большое превышение заселенности над порогом в обычных условиях нельзя, поскольку, как только заселенность верхнего уровня достигнет порогового значения, возникает генерация, которая резко уменьшает заселенность ( ниже порога), и генерация прекращается. Если импульс накачки достаточно мощный и длительный, то возникает ряд относительно слабых импульсов излучения Увеличение мощности накачки в основном приводит к увеличению числа импульсов, так что увеличивается энергия генерации и мало увеличивается мощность излучения. [12]
Происходит ли генерация данной моды - - это зависит оттого, превышает ли усиление активной среды различные внутренние потери на частоте конкретной моды. Мы говорим, что данная мода находится вблизи порога, если для нее усиление равно потерям. Усиление можно увеличить, увеличив мощность накачки. Но, когда начинается генерация, нелинейности процесса приводят к насыщению коэффициента усиления, так что он перестает возрастать с увеличением мощности накачки. При этом, как мы увидим, статистические свойства испускаемого излучения определяются степенью превышения порогового уровня накачки. Кроме того, с увеличением мощности накачки, вообще говоря, порога достигают и другие моды резонатора и на выходе появляется ряд генерируемых линий с разными частотами. [13]
Происходит ли генерация данной моды - - это зависит оттого, превышает ли усиление активной среды различные внутренние потери на частоте конкретной моды. Мы говорим, что данная мода находится вблизи порога, если для нее усиление равно потерям. Усиление можно увеличить, увеличив мощность накачки. Но, когда начинается генерация, нелинейности процесса приводят к насыщению коэффициента усиления, так что он перестает возрастать с увеличением мощности накачки. При этом, как мы увидим, статистические свойства испускаемого излучения определяются степенью превышения порогового уровня накачки. Кроме того, с увеличением мощности накачки, вообще говоря, порога достигают и другие моды резонатора и на выходе появляется ряд генерируемых линий с разными частотами. [14]
Страницы: 1