Геометрия - резонатор
Cтраница 3
Призмы и решетки обладают угловой дисперсией - направление светового пучка после них зависит не только от исходного направления, но и от длины волны. Для других частот резонатор разъюстиро-ван ( штриховые линии) и имеет большие потери, что и влечет за собой эффект спектральной селекции. Изменяя геометрию резонатора, можно осуществлять перестройку по частоте. [32]
Неустойчивые резонаторы с центральным отверстием связи оказываются весьма полезными и здесь. Как было указано нами в 1969 г. [72], лазеры на их основе являются полными аналогами и могут заменять многокаскадные усилительные системы с промежуточными телескопами. Необходимо лишь предотвратить их самовозбуждение в отсутствие внешнего сигнала ( или неуправляемую генерацию в его присутствии), что может быть достигнуто соответствующим выбором геометрии резонатора. Этот вопрос нетривиален и заслуживает комментариев. Поскольку управляемые внешним сигналом лазеры с двумерными резонаторами практически никогда не встречаются, ограничимся рассмотрением случая сферических круглых зеркал с круглым же отверстием связи. [33]
На рис. 2.28 штриховой дугой, касающейся зеркала, изображена эквифазная поверхность расходящейся волны, движущейся по направлению к этому зеркалу. Эта же поверхность является эквифаз-ной и для сходящейся волны, движущейся уже от зеркала. Поэтому излучение волны, падающее на край зеркала и затем образующее сходящуюся волну, проходит между касающимися зеркала эквифазными поверхностями этих волн суммарное расстояние 2е, которое, как нетрудно убедиться ( подсчитав, исходя из геометрии резонатора, кривизны волн), равно Л экв - Таким образом, при изменении Л э к в на единицу разность фаз между расходящейся и порождаемой ею за счет краевой дифракции сходящейся волнами изменяется на 2тг, что и приводит к квазипериодичности свойств неустойчивых резонаторов. [34]
Получим простое условие для порога лазерной генерации. Рассмотрим резонатор длины L и объема V, содержащий 7V0 возбужденных атомов. С учетом всех атомов в единицу времени спонтанно излучается 7Vor фотонов, но только часть из них попадает в те моды, которые могут быть усилены лазерной системой. Для оценки доли этого излучения нужно рассмотреть геометрию резонатора. [35]
Ввиду сложности геометрии разрабатываемых резонаторов исследование их характеристик на основе физической модели становится не всегда возможным. При таком подходе возможен их быстрый пересчет при изменении геометрии резонатора. В последние годы в различных исследовательских центрах мира создан ряд специализированных программ [1-5], в которых предлагаются разнообразные методы численного решения входящих в модели уравнений. Отметим, что для успешной работы с этими программами необходима достаточно точная априорная информация о собственных частотах, что чувствительно снижает эффективность их приложения. [36]
В типичных лазерах изменение индексов т и п на единицу приводит к разности частот в несколько мегагерц. Ширина линии данного перехода в твердотельных лазерах может изменяться в огромном диапазоне - от 0 1 до 100 А и более. Ширина линий в газовых лазерах довольно постоянна и определяется эффектом Допплера. В интервале 1 А при длине волны 10 000 А в зависимости от геометрии резонатора на ширине линии обычно укладывается несколько сотен мод. Экспериментальное определение такого громадного количества мод было бы труднейшей задачей, если бы не то обстоятельство, что только очень немногие моды имеют достаточно малые потери, чтобы генерировать. [37]
T называется резкостью интерферометра. Поскольку мы рассматриваем идеально плоские и бесконечно протяженные зеркала, резкость будет определяться исключительно коэффициентом отражения R. Шероховатости поверхностей снижают резкость, такой же эффект создают дифракционные потери при конечных диаметрах зеркал. Определяемая шероховатостью резкость высококачественных зеркал может составлять несколько сотен. Дифракционные потери могут поддерживаться малыми путем надлежащего выбора геометрии резонатора. [38]
Страницы: 1 2 3