Исследование параметров оптических резонаторов на длине волны 1,55 мкм
Устройство и параметры оптических квантовых генераторов. Устойчивые и неустойчивые резонаторы. Основные типы лазеров, способы накачки. Зеркала оптического резонатора. Определение потерь и оптимального коэффициента пропускания выходного зеркала.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.10.2013 |
| Размер файла | 2,8 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Суммарные потери в активном элементе:
Р = 2вр?. (49)
Найденные значения потерь и значения коэффициента пропускания выходного зеркала позволяют рассчитать выходную мощность спроектированного лазера.
Величина средней площади генерируемой моды Sср волноводного режима Sср = рd2/4. Заключительным этапом является расчет выходного зеркала. Подбором материала подложки, материала интерференционных покрытий и количества слоев добиваются максимально возможного соответствия между оптимальным значением коэффициента пропускания. Если по результатам расчета выходная мощность окажется меньше заданной, либо сильно завышенной (более чем на 5 %), расчет геометрии лазера следует повторить, введя необходимые поправки в систему величин, выбор которых оценивается определенным диапазоном возможных значений.
4.1 Многослойные диэлектрические покрытия
Поверхности зеркал, используемых в качестве высокоотражающих лазерных зеркал или расщепителей пучков, обычно изготавливают методом осаждения, или напыления, многослойных диэлектрических покрытий на плоскую или искривленную оптическую поверхность материала подложки, например, стекла. Тот же метод может быть использован для уменьшения коэффициента отражения поверхностей оптических элементов или для изготовления таких оптических элементов, как интерференционные фильтры или поляризаторы. Покрытия обычно наносят в вакуумной камере путем испарения определенных диэлектрических материалов, которые затем конденсируются на подложке в виде тонкой пленки. Широкое использование многослойных диэлектрических покрытий для лазерных оптических элементов связано с тем, что слои этих покрытий изготавливаются из прозрачных материалов и потому могут выдерживать высокую интенсивность лазерного излучения. Этим они отличаются от тонких металлических пленок. Действительно, металлы и металлические пленки имеют сильное поглощение (5-10%) в диапазоне от ближней ИК до ультрафиолетовой областей спектра и не часто используются как материалы для лазерных зеркал. Однако следует отметить, что потери на поглощение в этих материалах становятся гораздо ниже в диапазоне от средней до дальней ИК области, например, на длине волны 10,6 мкм СO2 лазера. Поэтому для этого спектрального диапазона часто применяют высокоотражающие медные зеркала с покрытием из золота или просто полированные медные зеркала.
Рассмотрим оптическую подложку, например стеклянную, покрытую несколькими слоями, имеющими попеременно высокий пH и низкий пL показатели преломления по сравнению с показателем преломления подложки, ns. Если толщины слоев lН и lL таковы, что nHlH = nLlL = л0/4, где л0 -- определенная длина волны, то для падающего излучения с длиной волны л = л0 напряженности электрического поля волн, отраженных на всех границах раздела, складываются в фазе. Рассмотрим, например, две границы слоя с высоким показателем преломления. Коэффициент отражения для напряженности электрического поля при переходе от области низкого к области высокого показателя преломления отрицателен, а напряженность электрического поля испытывает фазовый сдвиг Ц1=р при отражении. Напротив, коэффициент отражения при переходе от области высокого к области низкого показателя преломления положителен, а фазовый сдвиг напряженности отраженной волны равен нулю. Если оптическая толщина слоя с высоким показателем преломления пнlн равна л0/4, то набег фазы после его прохождения в прямом и обратном направлениях равен
. (50)
Рисунок 19 -- Многократные отражения в многослойном диэлектрическом покрытии от границ слоя с высоким показателем преломления: a -- первые два отражения на двух границах слоя с высоким показателем преломления в многослойном диэлектрическом покрытии; б -- первые два отражения на двух границах слоя с низким показателем преломления в многослойном диэлектрическом покрытии
Это означает, что две отраженных от слоя волны будут иметь одну и ту же фазу, а соответствующие напряженности полей будут складываться. Можно легко показать, что такой же вывод справедлив для границ слоя с низким показателем преломления. Отсюда следует, что все пучки, отраженные многослойным диэлектрическим покрытием, а также их многократные отражения складываются в фазе. Таким образом, если напылено достаточное число слоев (л/4) с попеременно низким и высоким показателями преломления, то полная отражательная способность, благодаря всем многократным отражениям, может достичь очень высокой величины. Если многослойное покрытие начинается и заканчивается слоем с высоким показателем преломления, так что полное число слоев J нечетно, то результирующий энергетический коэффициент отражения (при л = л0) оказывается равным
(51)
Если длина волны л падающего излучения отличается от л0, то коэффициент отражения будет, меньше величины, определяемой соотношением (51). В качестве характерных примеров на рисунке 20 показаны зависимости коэффициента отражения от длины волны для J=3 и J=15.
Рисунок 20 -- Зависимость от длины волны коэффициента отражения четвертьволновых многослойных диэлектрических покрытий
Диэлектрическое покрытие изготовлено из TiO2 и SiO2, с полным числом слоев 3 (пунктирная кривая). Материал подложки -- стекло ВК-7. Видно, что с ростом числа слоев максимальная отражательная способность увеличивается, а область сильного отражения становится шире и приобретает все более резкие края. Из кривой, отвечающей более высокому коэффициенту отражения, видно также, что ширина области сильного отражения отвечает диапазону длин волн .
Для уменьшения отражательной способности данной оптической поверхности можно использовать однослойное покрытие материалом с показателем преломления меньшим, чем у подложки. Поскольку nL < ns, то, как видно из рисунка 19б, первые два отражения при nLlL = /4 имеют теперь противоположные фазы. Полный коэффициент отражения при этом уменьшается, и если принять во внимание все многократные отражения, то можно показать, что при при = он определяется соотношением
. (52)
Отсюда видно, что нулевое отражение получается при условии nL= (ns)1/2, которое трудно выполнить на практике из-за ограниченного числа подходящих материалов с достаточно малой величиной показателя преломления.
Минимальная величина коэффициента отражения, определяемая соотношением (52), достигается, конечно, при л=л0. Однако ширина области с низким коэффициентом отражения для однослойного покрытия весьма велика. Например, если л0 находится в центре видимого диапазона, то отражательная способность покрытой поверхности, ниже, чем непокрытой, во всем видимом диапазоне.
Часто для лазерных приложений могут потребоваться даже еще более низкие коэффициенты отражения (вплоть до, возможно, 0,1%). Этого можно достичь, используя более одного слоя просветляющего покрытия. Для стекол часто используют покрытие, состоящее из двух л/4-слоев с низким и высоким показателями преломления, расположенных в последовательности пs/пL/пH. Широко применимым является очень прочное и долговечное двухслойное покрытие ZrO2(пH=2,l)-MgF2(nL=1,38). Ширина области с низким коэффициентом отражения для этого типа покрытия уменьшается; действительно, кривая зависимости коэффициента отражения от длины волны имеет острый V-образный минимум. Такие покрытия обычно называют покрытиями V-типа [10].
4.2 Основные виды потерь
В связи с малыми значениями коэффициента усиления активной среды для выполнения условия возникновения генерации требуется обеспечить соответственно и малый уровень потерь.
Газовая среда отличается высокой однородностью и прозрачностью, поэтому распределенными потерями на рассеяние и поглощение в ней можно пренебречь. Использование устойчивых резонаторов обеспечивает и малый уровень дифракционных потерь. Они становятся заметными (превышают 0,1%) при использовании разрядных трубок малого диаметра (1…2 мм). Необходимость в целенаправленном увеличении этих потерь возникает также при реализации одномодового режима генерации (TEM00), поскольку подавление поперечных мод более высокого порядка основано на различии в величинах дифракционных потерь. В общем же случае основными видами потерь являются потери в зеркалах резонатора и прочих внутрирезонаторных оптических элементах.
Из приведенной оценки допустимого уровня потерь следует, что коэффициент отражения поверхности зеркал должен быть не менее 98 %. Коэффициенты отражения, превышающие 98…99 % , достигаются при использовании многослойных интерференционных зеркал. Потери на поглощение и рассеяние в них не превышают 0,2…0,3%. Кроме того, селективность отражения интерференционных зеркал обеспечивает возможность подавления генерации на конкурирующем переходе 3,39 мкм.
Для создания зеркал со столь высоким коэффициентом отражения количество слоев существенно больше 3. Для слоев с высокими значениями показателя преломления (nв) в качестве материала покрытия используются TiO2 {2,33}, ThO2 {2}, ZnS {2,3}, HfO2 {1,98}, ZrO2 {1,97} (в скобках указаны значения показателя преломления n). Для слоев с низкими значениями показателя преломления (nн) - SiO2 {1,45}, MgF2 {1,38}, Na3AlF6 {1,35}.
Для изготовления подложек зеркал, а также других внутрирезонаторных элементов, например выходных окон, применяются высокопрозрачные оптические стекла КВ {1,5} либо КУ {1,46}. В лазерах с внешними зеркалами выходные окна, герметизирующие объем разрядной трубки, для уменьшения вносимых ими потерь устанавливаются под углом Брюстера jб = arc tg(n), где n - показатель преломления материала окна. Волна, поляризованная в плоскости падения, проходит через такое окно почти без отражения (потери не более 0,1…0,2 %). Лазерное излучение в этом случае линейно поляризовано [1].
4.3 Определение потерь и оптимального коэффициента пропускания выходного зеркала
При определении числа Френеля в качестве апертуры а следует принять радиус разрядной трубки или радиус диафрагмы, если её установка потребуется для выделения основной моды TEM00. Далее представлены экспериментальные результаты величины потерь в интерференционных зеркалах.
Таблица 3 - Оптические характеристики интерференционных зеркал
|
Материал покрытия |
Число слоев, N |
Коэффициент пропускания, T, % |
Общие потери, % |
Термостойкость, 0C |
|
|
HfO2 - SiO2, |
15 17 23 25 27 |
1,6 - 1,9 0,9 - 1,4 0,1 - 0,2 0,1 0,1 |
- - 0,28 0,2 0,2 |
300-350 |
|
|
ZrO2 - SiO2 |
17 19 27 |
1.35 0,95 <0,1 |
<0,2 <0,2 <0,2 |
250-300 |
|
|
TiO2 - SiO2 |
9 11 13 15 17 19 |
2,4 0,9 0,4 0,1 0,03 0,01 |
Потери в окнах, герметизирующих трубку в лазерах с внешними зеркалами или устанавливаемых в лазерах с внутренними зеркалами для получения поляризованного излучения, не превышают 0,1...0,2 %.
После определения всех потерь проверяется условие, определяющее режим работы лазера. При его выполнении режим работы одномодовый, иначе - многомодовый. Для получения одномодового режима может потребоваться изменение радиусов кривизны зеркал или установка специальной диафрагмы, чтобы обеспечить более высокий уровень дифракционных потерь.
4.4 Учет влияния сферичности реальных зеркал резонатора на параметры формируемого лазерного пучка
Для линейного резонатора произвольной конфигурации рассмотрен вопрос расчёта характеристик лазерного пучка с учётом аберраций сферических зеркал. Получены приближённые аналитические выражения распределения поля на зеркалах, параметров и частотного спектра излучения мод Эрмито- и Лагерра-Гаусса. Выявлены конфигурации резонаторов, в которых аберрации формы поверхности зеркал оказывают существенное влияние на характеристики формируемого пучка.
Уже первые эксперименты с лазерами показали, что оптические резонаторы очень «чувствительны» к воздействию весьма разнообразных возмущений. Это связано, в первую очередь, с тем, что размеры резонатора намного превышают длину волны излучения. Поэтому достаточно небольшой неоднородности заполняющей резонатор среды или отступлений от требуемой формы и геометрии расположения зеркал, чтобы вариации оптических расстояний (т.е. волновая аберрация) стали сравнимы с длиной волны.
К настоящему времени влияние неоднородности активной среды, разъюстировки элементов резонатора и других факторов на пространственно-энергетические характеристики лазерного пучка исследованы достаточно подробно. Поскольку в большинстве случаях применяют сферические зеркала, аберрации формы поверхности оптических элементов резонатора, в совокупности с перечисленными факторами, влияет на характеристики генерируемого пучка.
G-диаграмма резонатора с учётом аберраций зеркал
При описании резонаторов часто используют G-плоскость [5]. На рисунке на G-плоскости с учётом аберраций зеркал резонатора показано положение конфокальных, концентричных и симметричных схем резонаторов и построена граничная кривая, отделяющая области устойчивых и неустойчивых (заштрихованы) резонаторов. Из представленной на рисунке 21 G-диаграммы видно, что имеются конфигурации устойчивых концентричных (в I четверти) и конфокальных (в III четверти) резонаторов.
Рисунок 21 - G-диаграмма резонатора
Проведённые расчёты показали, что малые искажения поля формируемого резонатором пучка имеют место вдали от границы устойчивости. Для резонаторов близких к конфокальному или концентрическому аберрации сферических зеркал приводит к значительному искажению поля пучка и отличию параметров лазерного пучка по отношению к пучку, формируемого идеальным резонатором.
Разработанный метод позволяет проводить расчет характеристик, функций искажения поля и отклонения параметров [6] пучка с учётом аберраций зеркал резонатора. Полученные результаты полезны для нахождения распределения поля в реальном резонаторе численными методами. Это позволит ускорить итерационный процесс, т.е. обеспечить более быструю сходимость результата к реальному распределению поля.
5. Экспериментальная часть
Разрабатываемый оптический резонатор для длины волны генерируемого излучения 1,5 мкм и длиной волны накачки в диапазоне 915-980 нм должен быть согласован с используемой активной лазерной средой. В качестве активной среды предполагается использование кристаллов ниобата лития с ионами иттербия и эрбия. Ионы эрбия, схема уровней энергии которых вместе с длинами волн переходов приведена на рисунке 22 будет излучать на длине волн 1520-1570 нм.
Рисунок 22 - Схема уровней энергии эрбия
Оптическая накачка самого иона эрбия неэффективна. Поэтому для накачки лазерного уровня эрбия через его предлазерный уровень 980 нм будет использован ион иттербия с полосой поглощения от 916 нм до 1060 нм. [11]. Поглощенное на этой длине волны излучение лазерных диодов накачки будет передано на лазерный уровень иона эрбия.
Усиление света в эрбиевом усилителе происходит благодаря переходу между уровнями 2--1 ( 4I13/2 > 4I15/2). Каждый из этих уровней расщеплен на ряд подуровней из-за взаимодействия ионов эрбия с внутрикристаллическимполем кварцевого стекла (эффект Штарка). Под действием накачки за счет поглощения фотонов накачки ионы эрбия переходят из основного состояния (уровень 1) в верхнее возбужденное состояние (уровень 3), которое является короткоживущим (время жизни фз=1 мкс), и за счет процессов релаксации переходят в долгоживущее состояние (на метастабильный уровень 2 энергии). Временем жизни на этом уровне относительно велико (ф2=10 мс, т.е. ф2=10000фз), поэтому число ионов, находящихся на уровне 2, при соответствующей мощности накачки может превышать число ионов на уровне 1.
Если в среду с инверсией населенности попадает излучение с энергией фотона, совпадающей с энергией перехода из метастабильного состояния в основное, то с большой вероятностью происходит переход иона с метастабильного уровня 2 на основной уровень 1 с одновременным рождением еще одного фотона. Увеличение числа фотонов при их взаимодействии с ионами эрбия означает, что происходит усиление света, распространяющегося в среде с инверсией населенности.
Не все ионы эрбия находятся в метастабильном состоянии и обеспечивают усиление. Часть ионов находится на уровне 1 и эти ионы, взаимодействуя с фотонами, энергия которых совпадает с энергией перехода, эффективно их поглощают, переходя на уровень 2. При этом спектр усиления ионов эрбия практически совпадает со спектром поглощения. Если количество ионов, находящихся на уровне 2, меньше числа ионов, находящихся на основном уровне 1, то наблюдается поглощение. Именно поэтому необходимым условием усиления света является создание инверсии населенностей между двумя рабочими уровнями энергии 2 и 1. Для создания инверсии населенностей в эрбиевом усилителе необходимо перевести примерно половину ионов эрбия на метастабильный уровень 2. Мощность накачки оптического усилителя, при которой населенность уровней 1 и 2 равны, называется пороговой мощностью.
Рисунок 23 - спектральная зависимость усиления/поглощения эрбия
Рисунок 24 - Спектры излучения эрбия
При мощности накачки ниже пороговой наблюдается не усиление, а поглощение светового сигнала. На рисунке 24 представлены спектры поглощения/усиления при различных значениях относительной населенности уровня 2, определяемой уровнем мощности накачки. Нижняя кривая, наблюдающаяся в отсутствии накачки (все частицы находятся в основном состоянии, населенность уровня 2 равно соответствует «отрицательному усилению», т.е. поглощению во всем рабочем спектральном диапазоне. По мере увеличения мощности накачки все большее число активных ионов переходит в возбужденное состояние. Это приводит, как видно из рисунка 24, сначала к уменьшению коэффициента поглощения, а затем к усилению света. Отметим также, что спектр усиления несколько сдвинут в длинноволновую область относительно спектра поглощения. Следовательно, для усиления в длинноволновой части спектра требуется меньшее значение инверсии. [7]
Спектр поглощения ионов иттербия в ниобате лития приведен на рисунке 25.
Рисунок 25 - Спектр поглощения ионов итербия
Из рисунке 25 видно, что наибольшим значением коэффициента поглощения обладают переходы на 950 и 980 нм. Значит, разрабатываемый оптический резонатор должен обеспечить прозрачность для электромагнитных волн данного диапазона. Ожидаемая длина волны генерации лежит в пределах 1530-1560 нм, значит у выходного зеркала резонатора коэффициент прозрачности в этом диапазоне должен быть таким, чтобы эти потери покрывались коэффициентом усиления в активной среде за один проход. Поскольку коэффициент усиления за один проход с учетом сложного характера оптической накачки прогнозировать точно достаточно сложно, то зададим его при конструировании зеркала на уровне 98 %.
При накачке в полосу поглощения иттербия происходит поглощение фотонов и передача энергии возбуждения ионам эрбия. Скорости передачи определяются параметрами Cdd=5.04*10-38 см6/с и Cda=2.69*10-40 см6/с, определённых экспериментально ранее.
Рисунок 26 - Схема уровней атомов эрбия и иттербия
Для появления положительного усиления при накачке в полосу 0,978 мкм необходимо обеспечить минимальную интенсивность накачки 0,64 кВт/см2. При учёте потерь в резонаторе равном 2,8 % необходимо превысить этот порог. Кроме того, параметры Cdd и Cda определяют эффективность переноса энергии от возбужденных ионов иттербия к ионам эрбия. И эффективность этого переноса в ниобате лития с иттербием и эрбием, как и в любом другом кристаллическом соединении значительно слабее, чем скорость переноса в некоторых лазерных стёклах. Поэтому при выполнении генерационных экспериментов на разрабатываемом стенде, кроме требования коэффициента усиления за один проход не менее 2,8 % необходимо каждый раз иметь в виду эффективность переноса энергии от ионов доноров (иттербия), в полосы поглощения которого идёт накачка, к ионам акцепторам (эрбия) при переходах которого наблюдается генерация.
Рисунок 27 - Спектр коэффициента усиления ионов иттербия в ниобате лития
Зеркала в соответствии с разработанным техническим заданием были изготовлены сторонней организацией. Для исследования реального коэффициента пропускания зеркал на разных длинах волн 900 - 1600 нм.
Для этого использовалась следующая схема, рисунок 28. На данной однолучевой схеме экспериментальной установки представлены: осветитель ОЗК, модулятор, интерференционное зеркало, монохроматор МДР - 204 с дифракционными решетками 600 штрихов/мм, имеющими максимум отражательной способности в диапазоне 900 - 1600 нм, приемника на основе ПЗС с областью спектральной чувствительности 190-1100 нм, персонального компьютера.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 28 - Схема экспериментальной установки
Сначала излучение с осветителя поступало на модулятор, который сформировал нужный спектр излучения, отсеивая ненужное излучение. Далее луч попадал на монохроматор и приемник. После чего данные считывались персональным компьютером. Далее было произведено измерение спектра пропускания интерференционного зеркала. Данный образец был размещен между модулятором и монохроматором таким образом, что бы луч падал перпендикулярно зеркалу.
С помощью программного обеспечения была произведена обработка полученных данных интенсивности пропускания лампы излучателя и интерференционного зеркала, показанные на рисунке 29. Из рисунка видно, что на длине волны 1350 - 1400 нм происходит снижение интенсивности излучения. Это связанно с тем, что луч от модулятора к монохроматору проходил через воздух, который содержал пары воды.
Рисунок 29 - Интенсивность пропускания лампы излучателя и интерференционного зеркала
В результате чего был подсчитан коэффициент усиления данного интерференционного зеркала в процентах. Измерения проводились на длине волны от 900 до 1600 нм, при непрерывном сканировании.
После чего был произведен расчет пропускания интерференционного зеркала, изображенный на рисунке 30 по формуле:
k = ( iзеркала / iлампы )*100%, (47)
где k - коэффициент пропускания интерференционного зеркала, iзеркала - интенсивность пропускания зеркала, iлампы - интенсивность пропускания лампы.
Рисунок 30 - Коэффициент пропускания интерференционного зеркала
В результате данного эксперимента было обнаружено, что интерференционное зеркало в диапазоне длин волн от 900 до 1150 нм практически полностью пропускает падающее на него излучение. Коэффициент пропускания 97-100%. А на длине волны 1550 нм практически полностью отражается от поверхности дифракционной решетки, коэффициент пропускания в этой области составил около 2-3%. Это показывает, что данный образец интерференционного зеркала можно использовать в резонаторе для получения излучения на длине волны 1,5 мкм.
После изучения коэффициентов пропускания каждого зеркала в отдельности изучались оптические характеристики всего резонатора в целом.
Разрабатываемый резонатор выполнен по схеме полуконфокального
Рисунок 31 - Схема полуконфокального резонатора
Рисунок 32 - Ход лучей в полуконфокальном резонаторе
Прежде чем начать исследование данного резонатора опытным путем на собранной установке был определен диапазон максимального отражения интерференционных зеркал резонатора без активной среды в диапазоне длин волн 800-1700 мкм.
Для того, что бы определить спектр пропускания резонатора, сначала необходимо было измерить спектр излучения самой лампы без резонатора. После чего, сравнить полученные графики, показанные на рисунке 34.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 33 - Схема экспериментальной установки
На рисунке 33 показана экспериментальная установка состоящая из: осветитель ОЗК, модулятор, интерференционные зеркала резонатора, монохроматор МДР - 204 с дифракционными решетками 300 штрихов/мм, приемника на основе ПЗС с областью спектральной чувствительности 190-1100 нм и персонального компьютера.
Рисунок 34 - Спектр излучения лампы, спектр пропускания резонатора без активного элемента
Сначала излучение с осветителя поступало на модулятор, который сформировал нужный спектр излучения, отсеивая ненужное излучение. Далее луч попадал на монохроматор и приемник. После чего данные считывались персональным компьютером. Далее было произведено измерение спектра пропускания резонатора состоящего из двух зеркал без активного элемента. Зеркала резонатора были размещены между модулятором и монохроматором таким образом, что бы луч падал перпендикулярно зеркалам по центру.
Из полученного графика на рисунке 34 видно данная конструкция резонатора отражает излучение в диапазоне 1400-1650 мкм, и максимальна на длине волны 1,55 мкм.
После проведенных измерений между зеркалами резонатора был размещен активный элемент «Эрбий» (Er) и в качестве накачки резонатора был использован лазер.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 35 - Схема резонатора с подключенными устройствами
заключение
В результате выполнения дипломной работы получены следующие результаты:
1. Проведен анализ современной научной литературы по типам и свойствам используемых на сегодняшний день лазерных резонаторов при оптической накачке.
2. Из проведенного анализа сформулированы требования к геометрии разрабатываемого резонатора и его спектру пропускания при использовании в качестве активной среды градиентного кристалла ниобата лития с ионами иттербия и эрбия.
3. Измерены спектры пропускания интерференционных зеркал резонатора в диапазоне длин волн 880-1700 нм.
4. В диапазоне длин волн накачки лазерного элемента коэффициент пропускания зеркал составил величину близкую к 100 %.
5. В диапазоне длин волн генерации (1,55 мкм) лазерного элемента коэффициент пропускания одного из зеркал составил 2,8%, что необходимо для коэффициента усиления за один проход в активном лазерном элементе не менее 3 % (0,13 дБ).
6. Из исследованных интерференционных зеркал был сконструирован открытый полуконфокальный резонатор.
Список использованных источников
1 Электронная библиотека - Расчет и проектирование квантовых генераторов - (Рус.). - URL: http://www.metods-rgrtu.ru/index.php/metods0-999/361-72?start=6 [15 апреля 2012].
2 Электронная библиотека - Введение в технику волоконно-оптических сетей - (Рус.). - URL: http://www.network.xsp.ru/5_6.php [20 сентбря 2011].
3 Электронная библиотека - Квантовые генераторы и усилители - (Рус.). - URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_colier/6609 [12 апреля 2013].
4 Менушенков А. П. Физические основы лазерной технологии / А. П. Менушенков, В. Н. Неволин, В. Н. Петровский. - М.: Лань - 2010. - С. 116-117.
5 Ананьев Ю. А. Оптические резонаторы и лазерные пучки / Ю. А. Анапньев. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990. - 264 с.
6 Пашковский С.. Вычислительные применения многочленов и рядов Чебышева / С. Пашковский. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1983. - 384 с.
7 Гуртов В. А. Оптоэлектроника и волоконная оптика / В. А. Гуртов: ПетрГУ, 2005. - С. 146-147.
8 Пахомов И. И. Описание, расчет и анализ искажений многомодовых лазерных пучков / И. И. Пахомов, А. Ф. Ширанков, П. А. Носов // Оптический журнал. 2010 Т. 77, №2. С. 37-43.
9 Звелто О. Принципы лазеров. - СПб.: Лань, 2008. С. 160-166, 237,265.
10 Ахманов С. А. Физическая оптика / С. А. Ахманов, С. Ю. Никитин. - М.: МГУ, 2004. С. 524 - 526.
11 Трещиков В. Н. DWDM-системы Принцип действия EDFA / В. Н. Трещиков, В. Н. Листвин // Фотон-экспресс. - 2012. - № 7. - С. 30-31.
12 Голышев В. Ю. Аналитическая модель иттербий-эрбиевого волоконного усилителя в режиме насыщения / В. Ю. Голышев // Журнал технической физики. - 2003. - Т. 73. - № 10.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Решение дифракционной задачи для открытого резонатора методом последовательных приближений при многократных переходах волны через резонатор. Интеграл Френеля-Кирхгофа и определение зависимости уровня дифракционных потерь для мод зеркала от числа Френеля.
презентация [191,2 K], добавлен 19.02.2014Резонатор - устройство, в котором накапливается энергия колебаний, поставляемая извне. Резонатор Фабри-Перо: его элементы и устройство. Теория Фокса и Ли: исследование оптического резонатора. Конфокальный резонатор, гауссовы пучки, качество устройства.
реферат [1,1 M], добавлен 10.12.2010Конструктивные особенности оптических резонаторов для твердотельных лазеров. Перспективы эффективного применения градиентных лазеров. Математические модели, демонстрирующие характер распределения мощности электромагнитного поля в лазерных кристаллах.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 16.07.2013Открытый оптический резонатор. Собственные волны и типы поляризации. Методы расчета характеристик оптических резонаторов. Моделирование резонаторов с неплоским контуром. Измерение потерь в исследуемых резонаторах, путем сравнивания с калибровочным.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 19.12.2015Принципы создания резонатора оптического диапазона. Пассивный открытый оптический резонатор в приближении плоской волны, его устойчивость и типы колебаний. Одночастотный режим работы лазера. Влияние вида уширения линии на модовый состав излучения лазера.
контрольная работа [569,8 K], добавлен 20.08.2015Конструкция аргонового лазера и особенности его оптического резонатора, активная среда и функциональные особенности. Технологические операции по изготовлению лазера и его выходного зеркала, этапы и принципы их реализации, анализ и оценка эффективности.
курсовая работа [785,0 K], добавлен 16.05.2015Понятие об оптическом волокне. Прохождение светового излучения через границу раздела сред, а также в оптических волокнах, определение окон прозрачности. Стабильность мощности лазерного излучения. Принципы измерения мощности на разных длинах волн.
курсовая работа [832,5 K], добавлен 07.01.2014Физические принципы работы лазера. Оптические свойства инверсной среды. Конструкция газоразрядной трубки. Основные параметры оптических резонаторов. Распределение интенсивности в поперечном сечении лазерного пучка и положение щели при измерениях.
лабораторная работа [150,4 K], добавлен 18.11.2012Характеристика конфигураций амплитудно-ступенчатых зеркал открытого квазиоптического резонатора СО2-лазера от геометрических размеров зеркал и параметров амплитудно-ступенчатого фильтра в виде поглощающих элементов, размещенных в узловых линиях поля.
дипломная работа [485,8 K], добавлен 09.07.2012Причины отказа от использования закрытых резонаторов в оптическом диапазоне. Типы колебаний, для которых потери минимальны. Радиусы кривизны поверхностей зеркал. Моды резонатора, их виды. Изменение интенсивности излучения при распространении в резонаторе.
презентация [143,6 K], добавлен 19.02.2014
