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

17659. Зв’язок між ступенем когерентності і параметром видності 44.88 KB
  Звязок між ступенем когерентності і параметром видності. Поняття когерентності повязане зі здатністю хвиль інтерферувати. Розглянемо ступінь когерентності на прикладі часової когерентності. Нехай в т. Р одночасно в момент часу t приходять 2 хвилі однакової частоти в...
17660. Зірковий інтерферометр Майкельсона 37.3 KB
  1 Зірковий інтерферометр Майкельсона Запропонував Фізо. Для визначення кутових розмірів обєкту зірки. Розміщені навпроти щілин дзеркала нерухомі а дзеркала можна одночасно розсувати. Очевидно що видність смуг залежить від ступеня когерентно
17661. Інтерференція в тонких шарах інтерференційні дзеркала та просвітлююча оптика 28.84 KB
  Інтерференція в тонких шарах: інтерференційні дзеркала та просвітлююча оптика. При освітленні тонкої плівки відбувається накладання хвиль від джерела S які відбилися від передньої і задньої поверхонь плівки. Якщо світло біле то інтерференції смуги будуть кольоро...
17662. Інтерференція поляризованих променів 63.33 KB
  Інтерференція поляризованих променів. Як відомо для інтерференції необхідною умовою є когерентність променів. А також із відомої формули для інтерференційного члена що враховує взаємодію пучків: видно що результат інтерференції лінійно поляризованих променів зале
17663. Інформаційні властивості оптичного зображення 21.59 KB
  Інформаційні властивості оптичного зображення. Потік інформації біт/с виражається формулою Шенона де I кількість інформації у бітах; смуга частот у якій передається інформація; Pc характеристика сигналу потужність в даному разі; Pm характеристика смуги мінімаль
17664. Квантова дисперсійна формула (порівняння з класичною) 24.1 KB
  Квантова дисперсійна формула порівняння з класичною Величини Nkкількості атомів kвласні частоти kкоефіцієнти згасання у класичній теорії дисперсії розглядаються як емпіричні сталі тобто ці величини визначаються з самої кривої дисперсії та положенням спектральн
17665. Класична теорія дисперсії 56.13 KB
  Класична теорія дисперсії. Припустимо що поле представляється плоскою хвилею Амплітуда поля змінюється від точки до точки отже електрон піддається дії поля різної амплітуди. Однак ми знехтуємо цією обставиною вважаючищо амплітуда коливань електрона мала в порі
17666. Комбінаційне розсіяння світла 30.54 KB
  Комбінаційне розсіяння світла. При спектральных исследованиях рассеяния света Мандельштам и Ландсберг обнаружили что каждая спектральная линия падающего света сопровождается появлением системы линий измененной частоты называемых сателлитами .Изменение длины волн
17667. Кристалооптика: трійка векторів 26.87 KB
  Кристалооптика: трійка векторів Кристалооптика наука що вивчає проходження світла крізь кристали та інші анізотропні середовища. Більшість кристалів є анізотропними тобто їх властивості у різних напрямках не однакові. Пояснимо це явище. Фундаментальні рівняння Мак...