
- •Примеры дополнительных вопросов
- •Что такое гауссов пучок? в чем состоят его отличия от плоской и сферических волн?
- •Что такое перетяжка гауссова пучка? Чему равна кривизна волнового фронта в перетяжке?
- •В какой зоне гауссова пучка определяется расходимость: в ближней или дальней? Каким образом расходимость гауссова пучка связана с радиусом пучка (размером пятна) в перетяжке?
- •Чем отличается одномодовый и многомодовый режимы генерации лазера?
- •От чего зависит устойчивость резонатора? Является ли устойчивым резонатор с плоскими зеркалами?
- •Что такое продольные моды резонатора, а что такое поперечные?
- •От чего зависит длина волны лазерного пучка?
- •Почему лазерное излучение является полностью поляризованным? Как можно изменить состояние поляризации лазерного излучения?
- •С какой целью пластины, герметизирующие активную среду в газовых лазерах, располагаются под углом Брюстера к оси лазерного пучка?
- •В каких пределах изменяется угол эллиптичности? Как изменится поляризация света с круговой поляризацией после прохождения четверть волновой пластинки?
- •Чем отличается свет с правой и левой круговой поляризацией? Как отличить свет с круговой поляризацией от естественного света?
- •Что такое полуволновое напряжение?
- •Под каким углом к оптической оси одноосного кристалла нужно направить луч света, чтобы его состояния поляризации не изменились? Как устроена полуволновая пластинка?(Не уверены в отв)
- •Чем отличается провал Лэмба от провала Беннета?
- •Как влияет температура и тип среды на ширину доплеровского контура усиления?
- •Является ли устойчивым конфокальный резонатор?
- •Каким образом можно перейти от многомодового режима генерации к одномодовому?
- •Какова разница в частотах продольных мод кольцевого лазера?
- •Каков порядок расположения линз для коллимации лазерного излучения?
- •Если перетяжка располагается в передней фокальной плоскости собирающей линзы, то на каком расстоянии от линзы располагается перетяжка преобразованного лазерного пучка?
- •Что такое оптические гармоники?
- •Что показывает оптическая ось кристалла? Отчего зависит ее ориентация? Сколько всего осей может быть у кристалла?
- •Почему волна в нелинейном кристалле распространяется под определенным углом к его оптической оси для генерации оптических гармоник?
- •Как работает ячейка Поккельса?
- •Как можно увеличить усиление в лазере?
- •От чего зависит кпд лазеров? Почему кпд лазера на углекислом газе выше, чем у гелий-неонового лазера?
- •От чего зависит длина волны излучения полупроводникового лазера?
- •Почему можно не использовать зеркала в полупроводниковых лазерах?
- •Что такое моды Эрмита-Гаусса? Где они возникают?
- •Какие способы существуют, чтобы изменить частоту генерации лазера?
- •Чем обыкновенная волна отличается от необыкновенной?
- •Приведите основные параметры гелий-неонового лазера.
- •Чем доплеровское уширение отличается от однородного уширения?
- •1.1.1Неоднородное (допплеровское) уширение
- •Какой рабочий уровень должен быть метастабильным?
Примеры дополнительных вопросов
Каковы функции оптического резонатора? Какие существуют типы оптических резонаторов?
Оптический Резонатор – это система зеркал, в которой могут возбуждаться электромагнитные волны оптического диапазона.
Оптический резонатор служит для усиления излучения (обеспечивает положительную обратную связь), а также формирование частоты и поляриз.
Типы резонаторов:
Связанный (различные типы):
Типы резонаторов:
Линейный:
Кольцевой:
Резонаторы делятся на устойчивые и неустойчивые. В устойчивом резонаторе распределение электромагнитного поля воспроизводится идентично при многократных проходах излучения между зеркалами. В приближении геометрической оптики это означает, что излучение не выходит за пределы зеркал в поперечном направлении. В неустойчивом резонаторе световые пучки в результате последовательных отражений от зеркал перемещаются в поперечном относительно оси резонатора направлении и покидают его. Для резонатора с произвольными значениями радиусов кривизны R1, R2 и расстояния между ними L условие устойчивости имеет вид: 0 g1g2 1, g - так называемый g-фактор резонатора, выражаемый через его длину L и радиус кривизны зеркала R посредством соотношений: gi = 1 L/Ri.
Резонаторы также бывают:
Что такое гауссов пучок? в чем состоят его отличия от плоской и сферических волн?
Гауссов пучок – такой, у которого амплитуда напряженности поля максимальна на оси пучка и уменьшается к краям в соответствии с функцией Гаусса:
W – это мера ширины пучка. В пределах этой ширины сосредоточено 86% энергии.
А отличие от плоской и сферической волны, интенсивность гауссова пучка изменяется в поперечном сечении.
Что такое перетяжка гауссова пучка? Чему равна кривизна волнового фронта в перетяжке?
«Перетяжка» - это сечение пучка, в котором поперечный радиус пучка (интенсивность уменьш. в е раз) является минимальным.
– радиус
пятна по уровню амплитуды 1/e
в плоскости, пересекающей ось OZ
в точке (0, 0, z)
и перпендикулярной этой оси;
-
радиус кривизны волнового фронта в
точке (0, 0, z);
Из
(2) следует, что кривизна волнового фронта
гауссового пучка
изменяется от максимального (в сечениях
)
до минимального (нулевого) значения при
и
.
В какой зоне гауссова пучка определяется расходимость: в ближней или дальней? Каким образом расходимость гауссова пучка связана с радиусом пучка (размером пятна) в перетяжке?
Лазерному лучу присуща расходимость
пучка света, которая характеризуется
углом расходимости ,
т.е. углом отклонения пучка света от оси
лазера. Измерение расходимости пучка
осуществляется в дальней зоне (r
>
).
(чем меньше радиус перетяжки – тем
больше угол расходимости).
Чем отличается одномодовый и многомодовый режимы генерации лазера?
Лазер при одномодовой генерации генерирует одну моду, при многомодовой - много мод. Одномодовый режим обеспечивает малую расходимость (минимальный размер пятна в перетяжке), многомодовый – бОльшую мощность излучения, при этом распределение интенсивности - не гауссово.
Мода – волна, отличающаяся от других частотой, поляризацией, фазовой скоростью и пространственным распределением.
Обычно лазеры генерируют в многомодовом режиме. Для получения одномодовой генерации используются диафрагмы, дифракционные решетки, и др, гасящие моды высоких порядков.