АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Пассивная модуляция добротности в Неодимовых лазерах

Читайте также:
  1. Акустооптическая модуляция добротности
  2. Амплитудная модуляция ВЧ колебаний
  3. Аналоговая модуляция
  4. Дискретная модуляция
  5. Дискретная модуляция ( манипуляция)
  6. Дискретная модуляция аналоговых сигналов
  7. Импульсная модуляция
  8. Импульсно-кодовая модуляция
  9. Квадратурная амплитудная модуляция
  10. Квадратурная модуляция
  11. Модуляция на гармоническом переносчике
  12. Модуляция обучения и модульные образовательные программы. Междисциплинарный и трансдисциплинарный принцип в образовательных программах.

Осуществляется средой, просветляющейся под действием интенсивного лазерного излучения. В качестве сред применяются различные красители или кристаллы с центрами окраски. В первом приближении насыщающийся поглотитель можно рассматривать как двухуровневую систему с очень большим сечением поглощения (~10-16 см2). Если мощность лазерного излучения, проходящего через среду поглотителя, не превышает некоторого значения W (своё для каждого вида среды), тогда среда сильно поглотит проходящее излучение. В случае превышения мощности среды порогового значения среда насыщается и становится прозрачной для проходящего излучения.

Просветление среды происходит при интенсивности насыщения: ,

где s – сечение поглощения, t - время релаксации верхнего уровня.

Плотность энергии, при которой происходит просветление среды:

,

где tи – длительность лазерного импульса, Т0 – начальное пропускание среды.

Некоторые характеристики применяемых в Nd лазерах просветляющихся сред:

Табл.1. Параметры просветляющихся сред (l~10-4см)

Среда sп, 10-16см2 t, IS, МВт/см2 Кпогл, см-1
Красители 0,4 – 7,2 1 – 30пс 10 - 3´103 1 - 2
Кристаллы LiF:F2 с центрами окраски 0,15 30 – 50нс 0,13 – 0,22 1 - 2
Кристалл ГСГГ:Cr4+ 0,05 500пс
Кристалл АИГ:Cr4+ 0,054 530пс

 

Приведённые среды имеют большие значения сечения поглощения, а значит относительно небольшие интенсивности просветления. Так, при s~10-16см2, t~10пс, l~10-4 см – IS ~ 100 МВт/см2. Для получения гигантских импульсов длительностью в десятки наносекунд применяются пассивные затворы с примерно таким же временем релаксации, например, LiF:F2, для которого интенсивность просветления ~0,1МВт/см2.

При помещении пассивного затвора в резонатор генерация начинается в момент, когда плотность инверсной населённости (или коэффициент усиления слабого сигнала) превысит пороговый уровень, определяемый потерями в пассивном затворе и внутри резонатора. Типичное время от начала включения накачки до момента возникновения генерации составляет ~ 100 – 300 мкс (для YAG:Nd и Nd лазеров). С момента начала генерации интенсивность лазерного излучения внутри резонатора будет возрастать от уровня спонтанных шумов (~ ватты/см2) до ~ IS. Этот момент называется временем развития генерации и составляет tР » 5 мкс. За этот промежуток времени происходит основное формирование спектральных и пространственных характеристик лазерной моды. К окончанию этого времени пассивный затвор начнёт просветляться, скорость нарастания интенсивности лазерного излучения будет возрастать, что, в свою очередь, приведёт к увеличению скорости просветления красителя, и т.д. Так как величина IS ~0,1 МВт/см2 мала, то на просветление затвора требуется мало энергии (относительно запасаемой), и в активной среде инверсия населённостей в момент времени сразу после просветления остаётся практически той же самой, что и до просветления. После просветления затвора усиление в активной среде значительно превышает потери, и, как следствие этого, развивается гигантский импульс длительностью от нескольких до десятков наносекунд.



При пассивной модуляции добротности резонатора происходит естественная, без привлечения каких-либо дополнительных аппаратных средств, селекция продольных мод. Однако момент времени появления гигантского импульса не может быть жёстко задан, и стабильность этого времени относительно начала накачки обусловлена только стабильностью всех параметров лазера (система накачки, охлаждение, резонатор и т.д.).[4]


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |


При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.004 сек.)