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

76888. Мозжечок 186.15 KB
  Параметры мозжечка составляют: масса в 120-150 г поперечный размер 910 см длина 35 см. От большого мозга отделен поперечной щелью в которой находится отросток твердой мозговой оболочки – намет палатки мозжечка закрывающий нижние затылочные ямки в задней черепной яме. Рельеф на поверхностях мозжечка возникает благодаря глубоким поперечным щелям разделяющим верхнюю заднюю и нижнюю доли. Менее глубокие поперечные щели делят доли на дольки а по поверхности долек проходят мелкие бороздки отграничивающие листки мозжечка.
76889. Продолговатый мозг 180.62 KB
  Внутреннее строение мозга на фронтальном разрезе: ядра нижние оливные: правое и левое в оливах; ретикулярная формация лежит над оливами; сердечный и дыхательный центры функциональные объединения на основе ядер ретикулярной формации и блуждающего нерва; ядра IX X XI и XII пары черепных нервов: двигательное двойное ядро IX X черепных пар заднее ядро X пары парасимпатическое двигательные ядра XI и XII черепных пар; глотательнорвотный центр на основе функционального объединения ретикулярной формации и ядер IX X XII пары;...
76890. Ромбовидная ямка, её рельеф, проекция на нее ядер черепных нервов 183.14 KB
  В ней различают мало заметные но важные структуры: треугольник подъязычного нерва узкая часть медиального возвышения в нижнем углу с проекцией двигательного ядра этого нерва; треугольник блуждающего нерва кнаружи от треугольника подъязычного нерва в нем проекция парасимпатического заднего ядра данного нерва; мозговые полоски IV желудочка проходящие поперечно между латеральными углами ямки и содержащие отростки клеток улитковых ядер. На ромбическую поверхность ямки в направлении спереди назад проецируются все ядра черепных нервов с...
76891. Четвертый желудочек головного мозга, его стенки, пути оттока спинномозговой жидкости 182.17 KB
  В его строении различают следующие структуры: Нижняя стенка – дно ромбовидная ямка образованная дорсальными поверхностями моста и продолговатого мозга и ограниченная по бокам ножками мозжечка: сверху и спереди верхними с боков средними снизу и сзади – нижними. Сверху и спереди через верхний угол ромбовидной ямки в IV желудочек впадает водопровод мозга. Четвёртый желудочек через нижний угол ромбовидной ямки прикрытый задвижкой открывается в центральный канал спинного мозга.
76892. Экстероцептивные проводящие пути 178.53 KB
  Первые псевдоуниполярные нейроны находятся в спинномозговых узлах. Вторые нейроны лежат в собственном ядре заднего рога спинного мозга. Третьи нейроны лежат в дорсолатеральном ядре таламуса. Четвертые нейроны во внутренней зернистой пластинке постцентральной извилины и верхней теменной дольки.
76893. Проводящие пути проприоцептивной чувствительности мозжечкового и коркового направления 181.16 KB
  1е нейроны псевдоуниполярные находятся в спинномозговых узлах. 2е нейроны лежат в тонком и клиновидном ядрах продолговатого мозга их аксоны формируют: внутренние дугообразные волокна начало медиальной петли перекрест ее происходит на уровне нижнего угла ромбовидной ямки; передние наружные дугообразные волокна перекрещиваются и уходят в нижнюю мозжечковую ножку и кору полушарий мозжечка; задние наружные дугообразные волокна не перекрещиваются и уходят в нижнюю ножку мозжечка и кору червя. 3и нейроны расположены в коре червя...
76894. Медиальная петля, состав волокон, положение на срезах мозга 180.14 KB
  Тела первых псевдоуниполярных нейронов бульботаламического пути находятся в спинномозговых узлах а их периферические отростки в составе спинальных нервов подходят к опорнодвигательным органам в которых заканчиваются рецепторами. Центральные отростки первых нейронов вступают в синаптические контакты с телами вторых нейронов которые находятся в тонком и клиновидном ядрах продолговатого мозга. Аксоны вторых нейронов образуют в продолговатом мозге дугообразные волокна: внутренние и наружные. Аксоны вторых нейронов участвующих в образовании...
76895. Двигательные проводящие пирамидные и экстрапирамидные пути 182.52 KB
  Первые нейроны представлены большими пирамидными клетками коры мозга. Вторые нейроны находятся в ядрах мозгового ствола и передних рогах спинного мозга а их аксоны заканчиваются в органах опорнодвигательного аппарата. Первый проходит от нейронов прецентральной извилины до двигательных нейронов сосредоточенных в ядрах ствола мозга это кортикоядерный путь. Два других тракта: кортикоспинальные передний и боковой идут от прецентральной извилины до ядер передних рогов спинного мозга.
76896. Ретикулярная формация 180.5 KB
  Далее проходит через мозговой ствол и его составляющие продолговатый мозг мост ножки мозга и четверохолмие зрительные бугры и достигает базальных ядер и коры конечного мозга. Крупные нейроны сосредотачиваются в ядрах ретикулярной формации: субталамическом красном черной субстанции мостовом ретикулярных ядрах продолговатого мозга и др. Причем один отросток имеет восходящее направление вплоть до клеток коры другой нисходящее к нейронам мозжечка спинного мозга.