18. Система рівнянь для нестаціонарної генерації лазера.

С истема фактично є дворівневою бо переходи тільки під дією імпульсу

нас цікавить величина Складемо рівняння для S: - це закон Брера, тоді Зробимо операцію усереднення: отримаємо: Тоді можно виразити робимо припушення , що: Отже, перепишемо: kr - втрати на випромінення. При маємо рівняння:

19.Способи швидкого перемикання добротності резонатора лазера і залежність від часу потужності генерації і різниці населеностей при миттєвому перемиканні добротності.

М еханічна реалізація затвору:

1. Обертаючаяся 90 градусна призма:

О бертаючись призма більшу частину часу утворює великий поріг для генерації (добротність мала) лише на час τ =10^-6 призма стає так що промені які потрапили на неї повертаються назад до активного середовища (добротність різко зростає). Частота обертання ω = 30 000 об/с

2. Система з обтюратором:

Недолік: утворюється дуже висока потужність в фокусі лінз. Через це обгорають краї отвору і характеристики пристрою погіршуються. Час перемикання

τ = 10^-6

3) Система на п’єзоефекті

Змінна напруга змушує кристал коливатись. Розміри затвору постійно змінюються, а отже змінюється властивості призми, як затвора.

3) Магнітооптичний ефект, електрооптичний, Брегівське відбиття від надзвукової хвилі.

Е фект Фарадея: різні показники заломлення для правої та лівої поляризації. Оскільки тоді кут повороту площини поляризації θ = Δφ/2.

Е фект Коттона-Мутона: прикладаємо магнітне поле до речовини: аналогічно

(без магнітного поля ).

Фізичні основи: під дією магнітного поля енергетичні рівні атома розщеплюються на два по магнітному моменту на σ+ і σ-

Д

ω

ля оптики , то на далеких відстанях буде

( насправді ) тобто ефект буде досить малий. Для його збільшення збільшують поле H: , B – стала Верде, L(маленьке) - довжина. При поперечному полі окрім 2σ компонент ще й π-компонента. Якщо такий матеріал вставити в лазер то виникнуть так звані поляризаційні втрати.

С посіб дії: при відсутності магнітного поля – лінійна генерація, інакше поляризація обертається і частково або повністю гаситься в поляризаторі – відбувається зміна добротності.

Е лектрооптичний ефект: Одноосний додатний кристал ( на мал.. його еліпсоїд показника заломлення с круглим перерізом). Для будь якого вектора k береться переріз еліпсоїда перпендикулярною площиною. Вісі утвореного еліпсу визначають показники заломлення. Ефект Поккельса: якщо вздовж вісі z направити електричне поле, то еліпс буде деформуватися. Ефект Керра: в ізотропних речовинах при прикладенні поля показник заломлення змінюється:

Час перемикання у подібних систем 10^-13

Б реївське відбиття

Ультразвукова хвиля утворює в речовині згущення і розрідження. Це призводить до періодичної зміни показника заломлення. Утворюється гратка від якої відбивається світло. При цьому частота світла збільшиться на частоту ультразвука. Підбираючи параметри ультразвуку можно отримати необхідний перерозподіл енергії між двома гілками 0 і ±1 (це для біжучої хвилі тобто на кінці ультразвукового хвилеводу стоїть поглинач). Для стоячої хвилі(на кінці – відбивач): Інтенсивність напрямку +1 буде модульована частотою 2f ( внаслідок додавання двох хвиль з близькими частотами утворюються биття). Аналогічно і нульовий доданок. Якщо помістити таку систему в резонатор утворится коливання прозорості в часі – тобто коливання добротності