12. Пороговые условия и возможности перестройки частоты лазера с разными типами резонаторов.

Селективные резонаторы

С.Р. – это резонатор с чётко выраженными минимума и максимумами

 > , F > 0 – усиление

 < , F < 0 – ослабление

 = , F = 0 – критич. сл.

Неселективный резонатор (дисперсионный) , , F от частоты зависят слабо

Для обеспечения перестройки необходимо вносить в резонатор дифракционные решётки, фильтры, оптические клинья и т.д.

На этапе генерации лазерного излучения можем менять его характеристики путём воздействия:

а) изменение параметров резонаторов

б) воздействием на саму лазерную систему

13. Нелинейные явления в оптическом диапазоне.

1. Просветление среды.

2. Затемнение среды.

3. ”Выпрямление ” среды (по частотам)

-вектор поляризации

где Р – поляризайия =

- при больших полях

- по законам линейной оптики

5. Эфект самофокусировки.

При мощности порядка 90кВт пучок диаметра 0.5 см при прохождении через среду сжимается до 30 мкм.

6. Нарушение кр. границы фотоэффекта.

При мощном излучении проявляется эффект двойного фотонного поглощения

7. а) Вынужденное комбинационное рассеивание.

На материал падает частота _н (накачки) и видно что в спектре появляются новые частоты

₁, ₂, ₃ – собственные колебания среды (кол – я диполе, молекул и т.д.)

б)Вынужденное рассеивание Мельдннштама – Брюллюэна.

С помощью пьезоелектрика запускаем низкочастотное колебание  (в кристалле) и при входной частоте _н на выходе будет _н+n

8.Параметрическая генерация света.

Действия на вращающийся кристалл 3 – мя волнами

E_н0 >> E₁₀ >> E₂₀

то на выходе увидим что частота изменилась ₁ < _вых < ₂

14. Физические основы построения модуляторов.

1875г.—эф. Кера. Возникновение оптической анизотропии под действием внешнего эл. поля в изотропном веществе. Объясняется оптической анизотропией молекул модулирующей среды. В отсутствии эл. поля анизотропные молекулы ориентированны хаотично. Эл. поле вызывает их ориентацию.

В веществе без дип. мом., внешнее поле его индуцирует.

Различают ориентационный и поляризационный эф. Кера.

Время релаксации ориентационного τ =10^-9 с

Время релаксации поляризационного τ =10^-12—10^-13 с

Эф. Кера является квадратичным.

Световая волна пройдя ячейку Кера распадается на две линейно поляризованные волны.

Волны в среде распространяются с разными скоростями.

∆n=n_e-n₀=R_kξ²

Полоса прозрачности. Определяет спектральный диапазон излучения проходящего через модулятор без заметного ослабления.

∆f =f_в -f_н f_н<< f_в ∆f ≈ f_в

Время срабатывания

15. Магнитооптический модулятор.

1)Активная среда. 2)Катушка. 3)Поляризатор. 4) Анализатор. 5)Линзы.

F_гр не более 10⁴ Гц

Для управления требуются большие напряжённости магнитного поля.

Если χ₀ изменяетс в пределах χ_max— χ_min

e→∞ m→1

16. Электрооптический модулятор.

Рассмотрим случай, когда электроды не препятствуют прохождению опти­ческого пучка, а фазовая задержка, являющаяся произведением напряженности поля на длину кристалла, может увеличиваться при использовании более длинных.кристаллов. В случае продоль­ного типа модуляции фазовая задержка пропорциональна E₂l=V и не зависит от длины кристалла l. Свет распространяется вдоль оси у', вектор его поляризации находится в плоскости х' — z под углом 45° к оси z. Найдем фазовую задержку, если поле при­ложено вдоль оси z:

Г=Ф_z–Ф_x’=l[(n₀–n_e)–n₀³r₆₃(V/d)/2]/c

где d—размер кристалла вдоль направления приложенного поля. Г содержит член, не зависящий от приложенного напряжения.

Схема поперечного электрооптического амплитудного модулятора, использующего КН₂РО₄ (KDP) кристалл, в котором поле приложено перпен­дикулярно направлению распространения волны