Cтраница 2
Интроскопы предназначены для визуализации внутренней структуры объектов, непрозрачных в видимой области спектра, но прозрачных в УФ ( ультрафиолетовой) или И К ( инфракрасной) областях спектра. Она включает источник УФ или ИК радиации, оптическую систему фокусировки излучения и его спектральную фильтрацию, а также преобразователь изображений. [16]
Однако для поддержания стабильного фона достаточно даже небольшой величины линейных потерь. Таким образом стационарное состояние существует в основном в результате баланса между нелинейной накачкой, спектральной фильтрацией и стабилизирующим членом пятого порядка. Все сказанное доказывает важность изучения импульсов произвольной амплитуды в модели пятого порядка. [17]
Рассмотрим вопрос о выборе оптического фильтра и приемника лучистой энергии, исходя из чисто спектральных соотношений. Конструктивные соображения по выбору приемника были изложены в § 6.10. Знание основных параметров и характеристик приемников и фильтров не позволяет еще выбрать эти элементы так, чтобы наилучшим образом осуществить спектральную фильтрацию, поскольку необходимо учитывать не только характеристики приемного устройства, но и спектральные характеристики излучателя и фона, на котором он наблюдается, а также спектральное пропускание среды распространения излучения. [18]
Оптическая система цветной телевизионной камеры более сложна, чем у монохромной камеры, из-за необходимости создания сигналов трех основных цветов. Любая цветная телевизионная камера должна выполнять все три функции, перечисленные выше. Однако спектральная фильтрация в этом случае приобретает особенное значение, тогда как в монохромной камере этой операции отводится если и не вспомогательная, то во всяком случае второстепенная роль. [19]
В другом эксперименте [23] был достигнут коэффициент сжатия 45; использовались световод длиной 300 м и компактная дисперсионная линия задержки из пары решеток. Когда дисперсионные эффекты не проявляются до конца, только центральная часть импульса имеет линейную частотную модуляцию и энергия в крыльях остается несжатой. При использовании метода спектральной фильтрации крылья в сжатом импульсе были устранены, при этом длительность импульса увеличилась лишь до 0 9 пс. [20]
Результатом этого является повышение предельной степени сжатия на частоте гармоники в 2 раз. При увеличении длины нелинейного кристалла сужается полоса спектрального синхронизма и кристалл-удвоитель начинает играть роль аподизирующего полосового фильтра. Как показали результаты математического моделирования и экспериментов [59], спектральная фильтрация приводит к повышению контраста и подавлению флуктуации параметров сжатых импульсов. [21]
Изложенные в предыдущем параграфе условия оптимальной компрессии были сформулированы применительно к спектрально-ограниченным импульсам. Для реальных лазерных систем характерно наличие амплитудно-фазовых флуктуации, существенно влияющих на самовоздействие импульсов, предельные возможности компрессии и уровень флуктуации выходных параметров. В настоящем параграфе мы проанализируем специфику сжатия случайных импульсов и реально существующие возможности стабилизации параметров излучения методами спектральной фильтрации. [22]
Излучатель твердотельного лазера включает в свой состав активный элемент, резонатор и осветитель. Осветитель в общем случае содержит: источник оптической накачки, в качестве которого в большинстве конструкций промышленных лазеров применяются газоразрядные лампы; отражатель, концентрирующий излучение накачки на активный элемент, и элементы спектральной фильтрации излучения накачки. Основной процесс в твердотельном лазере - преобразование световой энергии накачки в энергию генерируемого излучения - сопровождается потерями значительной части энергии на тепловыделение в элементах излучателя. [23]
Метод спектральной фильтрации достаточно мощен [63-65], его можно использовать не только для того, чтобы улучшить работу волоконно-решеточных компрессоров, но и для того, чтобы управлять формой импульса, модифицируя спектр внутри компрессора. Это возможно, так как пара решеток пространственно разделяет спектральные компоненты, и их можно модифицировать ( как по амплитуде, так и по фазе), используя маски, расположенные у зеркала Mt на рис. 6.2. Метод спектральной фильтрации рассмотрен в следующем подразделе. [24]
Работу компрессора можно усовершенствовать, используя метод спектральной фильтрации [24], в котором для селектирования спектра импульса рядом с зеркалом М, на рис. 6.2 помещается соответствующая диафрагма. Метод спектральной фильтрации достаточно мощен [63-65], его можно использовать не только для того, чтобы улучшить работу волоконно-решеточных компрессоров, но и для того, чтобы управлять формой импульса, модифицируя спектр внутри компрессора. Это возможно, так как пара решеток пространственно разделяет спектральные компоненты, и их можно модифицировать ( как по амплитуде, так и по фазе), используя маски, расположенные у зеркала М, на рис. 6.2. Метод спектральной фильтрации рассмотрен в следующем подразделе. [25]
В режиме с пассивной синхронизацией мод для стабилизации фона 6 должен иметь малую по модулю отрицательную величину. Если энергия импульса возрастает, то возрастает и поглощение, и наоборот. Однако когда Е много меньше энергии стационарного импульса, для обеспечения самовобуждения лазера коэффициент 5 должен быть малым по модулю и положительным. Итак, мы вновь приходим к тому, что оптимальный режим для этой системы находится вблизи кривой S, где нелинейное усиление и спектральная фильтрация частично уравновешивают друг друга, и абсолютную величину 5 можно поддерживать на низком уровне. [26]
Типичной особенностью перечисленных систем является то, что солитон в них распространяется при наличии периодических потерь и усиления. Так в линиях связи существуют линейные потери, распределенные вдоль волоконного кабеля, и локальные усилители с сосредоточенными параметрами. В линиях связи все потери, как правило, линейны ( т.е. не зависят от интенсивности сигнала) и в рабочей полосе незначительно зависят от частоты. В этом случае в результате усреднения получается комплексное нелинейное уравнение Шредингера ( НУШ), не содержащее ни усиления, ни потерь. Чтобы компенсировать потери энергии солитона, вызванные фильтрацией, линейная накачка должна поставлять энергию в систему с некоторым избытком, поэтому кроме члена, отвечающего за спектральную фильтрацию, усредненные уравнения будут включать члены дополнительной линейной накачки. Следует заметить, что по сравнению с накачкой, необходимой для компенсации линейных потерь, члены дополнительной линейной накачки будут очень малы. [27]
Для практики очень важно знание тех реальных параметров, при которых существуют солитоны. Все экспериментальные и численные наблюдения солитонов выполнены именно при таких значениях параметров. Примером могут служить импульсы с произвольной амплитудой. Свой вклад в этот эффект вносит спонтанный шум от усилителя. Поэтому было бы желательно снизить инкремент неустойчивости солитона, а для этого коэффициент дополнительной линейной накачки 5 должен быть насколько возможно мал. Таким образом оптимальным является режим вблизи кривой S, где нелинейная накачка и спектральная фильтрация уравновешивают друг друга, так что большой линейной накачки не требуется. [28]