Усиление - спонтанное излучение
Cтраница 1
Усиление спонтанного излучения в активном резонаторе и в конечном счете его превращение в генератор когерентного излучения имеет глубокую аналогию с процессами, развивающимися в автоколебательных системах, при самовозбуждении в них генерации. В таких системах важнейшую роль играет положительная обратная связь колебательной системы с источником энергии, поддерживающим в ней колебания. [1]
В случае Га т / т наблюдается режим усиления спонтанного излучения. Левое неравенство означает что поляризация быстро подстраивается под цоле, а пра вое - то, что фотоны остаются внутри среды на время т, достаточное для лавинообразного нарастания стиму лиров. В литературе процесс усиления спонтанного излучения наз также часто еверхлюминесценцша. [2]
 |
Зависимость мощности выходных шумов от тока инжекции усилителя ( пороговый ток до просветления 4 85 А.| Зависимость усиления от тока иижекции. [3] |
Объяснение всех этих эффектов состоит, по-видимому, в том, что из-за усиления спонтанного излучения самого усилителя и, возможно, из-за возникновения внутренних типов колебаний снижается инверсная населенность в активной области и поэтому падает показатель усиления. Иными словами, к рекомбинациокным каналам, существующим в активной области диода при малых показателях усиления, добавляется канал вынужденных переходов под действием спонтанного излучения усилителя или генерации на внутренних типах колебаний. [4]
Отмечается несоответствие теоретической и опубликованной в ряде работ экспериментальной зависимости коэффициента усиления ОКУ бегущей волны от тока инжекции. Указывается, что причиной несоответствия является насыщение усилителя вследствие усиления спонтанного излучения самого усилителя и возникновение внутренних типов колебаний вследствие регенерации. [5]
Кратко обсудим нелинейные явления, приводящие к возникновению сверхкоротких импульсов в лазерах с поглощающим элементом внутри резонатора. Пусть создана инверсная заселенность уровней в активном элементе лазера и происходит усиление спонтанного излучения. Амплитуда поля имеет вид набора случайных по величине и случайно расположенных выбросов. На первом этапе развития генерации, когда мощность излучения еще невелика, фильтр ослабляет все выбросы в равной мере. С течением времени все большее число атомов возбуждается, и энергия поля в резонаторе увеличивается. [6]
Очевидно, что качество просветляющих покрытий необходимо оценивать не по росту порогового тока, а каким-либо другим, более непосредственным методом, хотя это и очень сложная задача. Конструктивно усилитель необходимо изготавливать в виде тонких нитевидных структур волноводного типа, чтобы усиление спонтанного излучения, идущего поперек усилителя, не приводило к его насыщению и падению показателя усиления. [7]
Линия иона в стекле шире, чем в кристалле, в результате чего повышается порог генерации. Однако в ОКГ с модулированной добротностью это свойство является полезным, так как в веществе с большей шириной линии при одной и той же инверсии потери из-за усиления спонтанного излучения меньше. [8]
Если накачка не обеспечивает выполнения порогового уровня ( а Ф у), то мощность излучения активного элемента распределяется между различными типами колебаний резонатора в пределах полосы люминесценции квантовой частицы. При этом, если усиление среды a ( v) достаточно велико, то полуширина спектра излучения будет уменьшаться по сравнению с полушириной спектра люминесценции в результате усиления спонтанного излучения в активной среде. [9]
В случае Га т / т наблюдается режим усиления спонтанного излучения. Левое неравенство означает что поляризация быстро подстраивается под цоле, а пра вое - то, что фотоны остаются внутри среды на время т, достаточное для лавинообразного нарастания стиму лиров. В литературе процесс усиления спонтанного излучения наз также часто еверхлюминесценцша. [10]
Режим работы лазера обычно характеризуется плотностью тока через прибор. При малой плотности тока инверсия населен-ностей недостаточна для развития процесса генерации. В активной среде происходит лишь усиление спонтанного излучения, распространяющегося из внутренних областей диода. Усиленное спонтанное излучение практически ненаправлено и некогерентно. [11]
Эти электроны экранируются восемью внешними 5s - и 5р - электронами, Соответственно уровни энергии в стекле с неодимом в основном располагаются так же, как и в кристалле Nd: YAG. Поэтому и наиболее интенсивный лазерный переход имеет длину волны К ж 1 06 мкм, Однако в стекле из-за неоднородного уширения, обусловленного локальными неоднородно-стями кристаллического поля стеклянной матрицы, линии лазерных переходов намного шире. В частности, основной лазерный переход с Х1 06 мкм примерно в 30 раз шире, поэтому максимальное сечение перехода приблизительно в 30 раз меньше, чем в кристалле Nd: YAG. Разумеется, более широкая линия благоприятна для работы в режиме синхронизации мод, в то время как меньшее сечение необходимо для импульсных высокоэнергетических систем, поскольку пороговая инверсия для паразитного процесса УСИ ( усиление спонтанного излучения) [ см. (2.153) ] соответственно увеличивается. Таким образом, по сравнению с Nd: YAG в стекле с неодимом до включения УСИ может быть запасено в единичном объеме больше энергии. Однако наравне с этими преимуществами стекла с неодимом по сравнению с кристаллом Nd: YAG стекло обладает весьма серьезным ограничением, связанным с его низкой теплопроводностью, которая приблизительно в десять раз меньше, чем в Nd: YAG. Это существенно ограничивает применения лазеров на стекле с неодимом импульсными системами при небольшой частоте повторения импульсов ( 5 Гц), чтобы избежать проблем, связанных с нагревом стержня. [12]
Страницы: 1