17675

Оптичний резонатор лазера подовжні та поперечні моди

Доклад

Физика

Оптичний резонатор лазера: подовжні та поперечні моди Оптичний резонатор коливальна система утворена сукупністю дзеркал в якій можуть збуджуватися і підтримуватися слабо затухаючі електромагнітні коливання оптичних і СВЧнадвисокі частоти діапазонів з випроміню

Украинкский

2013-07-05

23.72 KB

16 чел.

Оптичний резонатор лазера: подовжні та поперечні моди

Оптичний резонатор - коливальна система, утворена сукупністю дзеркал, в якій можуть збуджуватися і підтримуватися слабо затухаючі електромагнітні коливання оптичних і СВЧ(надвисокі частоти) діапазонів з випромінюванням у вільний простір. Застосовується як коливальна система (резонатора) оптичного квантового генератора ( лазера ), а також в деяких приладах міліметрового і субміліметрового діапазонів

 Перші О. р. у вигляді двох плоских паралельних дзеркал запропонували в 1958 А. М. Прохоров, а потім американські вчені Р.Х. Дікке, А. Л. Шавлов і Ч. Таунс . Якщо допустити, що між двома плоскими дзеркалами, розташованими на відстані один від одного, поширюється плоска хвиля, то в результаті віддзеркалення від дзеркал в просторі між дзеркалами утворюється стояча хвиля.

Як відомо, дзеркала лазера не тільки забезпечують існування додатного зворотного зв’язку , але і працюють як резонатор, підсилюючи одні генеруючі лазером моди, що відповідають стоячим хвилям даного резонатора, і послаблюючи інші. Промінь світла, відбиваючись  від дзеркал,проходитиме багато разів через активну речовину, підсилючись при цьому в результаті вимушених переходів атомів з високого енергетичного рівня на більш низький. Виходить відкритий резонатор, представлений інтерферометром Фабрі-Перо, тільки заповнений активним середовищем.  Такий резонатор не тільки підсилює світло, але також колімує і монохроматизує його.  Існує два типи оптичних резонаторів: газовий і твердотільний. В обох випадках активну речовину розміщується між двома дзеркалами з  високими коефіцієнтами відбивання R1 і R2 (0.98-0.99) Такий коефіцієнт відбивання може дати тільки діелектрик. Якщо енергія променя досить велика (рівна енергії переходу), то, проходячи через резонатор, він збуджує атоми. Знаходячись в енергетично невигідному стані, електрон збудженого атома опускається на нижчу орбіту і випускає квант більшої довжини хвилі.  - інтенсивність після проходження, - інтенсивність до проходження можна повязати так: , де  - коефіцієнт підсилення активного середовища, а L – довжина резонатора. Проходження променя повторюється багато разів, і , паралельно оптичній осі формуються стоячі хвилі. Такі хвилі називаються подовжними модами. Для їх появлення необхідно n – ціле число півхвиль. В резонаторі може існувати декілька подовжних мод з частотним інтервалом між ними . Якщо резонатор представлений паралелепіпедом зі сторонами L, а , а, де a<<L, то хвильовий вектор К визначатиметься: ,  де n, m, t – цілі числа. Якщо  числа m і t рівні нулю, то генерація складається із подовжних  мод. Якщо хвильовий вектор утворює  з віссю резонатора малий кут,і промінь встигає відбитись декілька разів від дзеркал і підсилитись, то проекції хвильового вектора на осі, перпендикулярні до осі резонатора не рівні нулю. Це еквівалентно появі поперечних стоячих хвиль, які називаються поперечними модами.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

78981. Философское значение синергетики 41 KB
  В своей классической работе Синергетика он отмечал что во многих дисциплинах от астрофизики до социологии мы часто наблюдаем как кооперация отдельных частей системы приводит к макроскопическим структурам или функциям. Синергетика в ее нынешнем состоянии фокусирует внимание на таких ситуациях в которых структуры или функции систем переживают драматические изменения на уровне макромасштабов. По мнению ученого существуют одни и те же принципы самоорганизации различных по своей природе систем от электронов до людей а значит речь должна...
78982. Этос науки и императивы, регулирующие поведение ученого 32.5 KB
  Понятие Императив и Этос науки Императив лат. Этос науки набор внутренних социальных норм которых придерживаются ученые в научной деятельности и которые обеспечивают функционирование социального института науки. Нормы этоса науки Попытка кодификации социальных норм науки была предпринята Р.
78983. Научная специальность и основные этапы ее становления 40.5 KB
  С этой характеристикой тесно связана потребность в такого рода вознаграждении которое служило бы достаточным стимулом для профессионалов будучи в то же время подконтрольно не столько посторонним сколько самой профессии. Внутренний мотив это познавательная потребность информация заключенная в объекте на который направлено внимание человека. Познавательная потребность характеризуется следующими основными критериями: интенсивное стремление субъекта к знанию и к познавательной деятельности на основании чего избирается его...
78985. Сциентизм и антисциентизм, их философские основания и историческая эволюция. Сциентизм и технократизм в их соотношении 16.8 KB
  В Новой Атлантиде Бэкон подробно рассказывает о том как наука практически может улучшать жизнь людей. Здесь наука расценивается как наивысшая культурная ценность наивысший вид духовной деятельности; техника играет главную и решающую роль в развитии общества. Три главных положения сциентизма: Наука может разрешить основные моральные и этические проблемы общества заменяя философию и метафизику.
78986. Взаимодействие наук, его модели, механизмы и типология. Проблема редукционизма, её философско-методологический смысл. Современная интеграция и дифференциация научного знания 18.1 KB
  В процессе развития науки происходит все более тесное взаимодействие естественных социальных и технических наук. Различные науки и научные дисциплины развиваются не независимо а в связи друг с другом взаимодействуя по разным направлениям. Использование данной наукой знаний полученных другими науками.
78987. Синергетика как современная общенаучная парадигма, её основные положения, роль и функции в междисциплинарном взаимодействии наук 78.5 KB
  Неустойчивость означает несохранение близости состояний системы в процессе ее эволюции. Открытость означает признание обмена системы веществом энергией информацией с окружающей средой и следовательно признание системы как состоящей из элементов связанных структурой так и включенности в качестве подсистемы элемента в иное целое. Подчинение означает что функционирование и развитие системы определяются процессами в ее подсистеме сверхсистеме при возникновении иерархии масштабов времени. Это принцип самоупрощения системы т.
78988. Социологический дискурс научного знания. Институциональные формы научной деятельности: история и перспективы развития 80 KB
  В конгломерате объединенном общим наименованием социология сосуществуют наука и идеология логика и риторика высокая абстракция и житейский опыт. Одни социологии основаны на умении убеждать и агитировать другие стремятся доказывать свои истины третьи ставят единственной целью сбор и обобщение данных. Джонатан Тернер вероятно высказался слишком безоговорочно когда предположил что социологическая теория представляет собой словесный...
78989. Научное сообщество, его типология и историческая эволюция. Научная школа как информациогенная среда. Особенности научного сообщества в постиндустриальную эпоху 49.5 KB
  Исторические типы научных сообществ: Философские школы школа Эпикура Сад школа Аристотеля Лицей школа Платона Академия Стоики Александрийская школа сосредоточены все виды наук; богословские школы монастырские школы; республика ученых начало XVII века научные сообщества эпохи дисциплинарно организационной науки XVIII XIX в.; междисциплинарные сообщества деятелей науки XX век; научные школы сообщества единомышленников в решении одних и тех же проблем; научные направления; научные коллективы...