Перелік запитань до модульної контрольної роботи 2

1. Оптичне накачування та засоби його оптимізації.

2. 3-х та 4-х рівневі схеми накачування.

3. Балансні рівняння та умови виникнення інверсії в 3-х та 4-х рівневі схеми накачування.

4. Рубіновий та неодимовий лазери.

5. Вплив матриці на домішковий іон та характеристики випромінювання лазера.

6. Розподіл інверсії та оптимальна конструкція активного твердотільного елемента.

7. Підвищення ефективності лампового накачування введенням співактиваторів (безвипромінювальної передачі енергії).

8. Підвищення ефективності лампового накачування підвищенням концентрації активатора і проблема усунення концентраційного гасіння люмінесценції.

9. Конфігураційна модель центра випромінювання; приклади центрів, що їй відповідають.

10. Утворення інверсії на електронно-коливальних переходах.

11. Лазери на F-центрах.

12. Лазери на електронно-коливних переходах домішкових активних центрів: олександритовий і Ti:Sa лазери.

13. Узагальнена схема енергетичних рівнів та переходів в молекулі барвника.

14. Схеми та вимоги до оптичного накачування лазерів на барвниках.

15. Лазери на органічних барвниках.

16. Елементарні процеси в плазмі газового розряду.

17. Умова утворення стаціонарної та імпульсної інверсії в плазмі газового розряду.

18. Механізм утворення інверсії в Не-Ne суміші.

19. Не-Ne лазер та його характеристики.

20. Коефіцієнт корисної дії газорозрядного лазера.

21. Лазери на самообмежених переходах пари металів.

22. Іонні лазери: Ar+- та He-Cd лазери.

23. Молекулярні газорозрядні лазери на електронно-коливних переходах.

24. Молекулярні газорозрядні лазери на СО₂.

25. Газодинамічні лазери.

26. Хімічні лазери.

27. Механізми утворення інверсії в ексимерах.

28. Ексімерні лазери на інертних газах та їх галогенідах.

29. Умова виникнення підсилення в напівпровідниках.

30. Інжекційні напівпровідникові лазери та їх характеристики.

31. Напівпровідникові лазери на гетеропереходах.

32. Напівпровідникові лазери із смужковою геометрією р/n переходу.

33. Каскадні квантові лазери.

34. Лазерно-діодне накачування твердотільних лазерів.

35. Волоконні лазери.

Змістовий модуль 3 Тема 4. Режими роботи лазерів

Лекція 27. Балансові рівняння лазера.

Фотонна модель одномодового лазера. Рівняння в частинних похідних для інтенсивності в резонаторі лазера. Балансові рівняння лазера. Область застосовності балансних рівнянь. Кінетика інверсії населеності енергетичних рівнів у відсутності генерації.

Лекція 28. Режим вільної генерації.

Загальна характеристика лазера в режимі вільної генерації. Аналогія з радіотехнічними релаксаційними коливаннями. Балансові рівняння лазера для вільної генерації та їх розв’язок. Залежність характеристик випромінювання вільної генерації від накачки та параметрів середовища. Гладкий режим. Стаціонарний режим.

Лабораторне заняття 14. (3 год.)

Лекція 29. Режим модуляції добротності резонатора.

Вплив модуляції добротності резонатора на кінетику інверсії населеності рівнів та випромінювання лазера. Балансові рівняння лазера в режимі модуляції добротності. Розвиток лазерного імпульса в режимі модуляції добротності. Вплив швидкості перемикання добротності на тривалість та інтенсивність лазерного імпульса. Методи модуляції добротності та області їх застосування.

Лекція 30. Режим синхронізації мод резонатора.

Кінетика випромінювання лазера в режимі синхронізації мод. Аналогія з просторовою компресією монохроматичного випромінювання при дифракції на гратці. Методи синхронiзацiї мод. Механізми виникнення синхронізації мод. Лазери з синхронізацією мод. Генерація фемптосекундних лазерних імпульсів.

Лабораторне заняття 15. (3 год.)

Самостійна робота.

Фотонна модель і балансні рівняння багатомодового лазера. Релаксаційні коливання в лазері. Умови повної синхронізації мод. Самосинхронізація. Визначення тривалості ультракоротких (пікосекундних) імпульсів. Виділення одиночного ультракороткого імпульса. Вплив дисперсії групової швидкості на формування фемптосекундних імпульсів.

Література [1, 2, 6, 24]