Способ построения высокочувствительного приемника излучения, который спос. Работать на прием ед. Фотонов. Активный квантовый фильтр акф.

Квантовая эффективность ФЭУ низкая

Тип лазера	λ	Опт. сер. ФК	η,%
Вторая гармон. Nd-лаз	0,53	Sb-Cs	13
		Sb-K-Nd-Cs
He-Ne	0,63	Sb-K-Nd-Cs	8
Руб. лаз.	0,69	Sb-K-Nd-Cs	5
Арсен. Галлия	0,9	Ag-O-Cs	3
Nd-лаз.	1,06	Ag-O-Cs	0.04

Для достоверного выделения из шума и регистрации световых импульсов нужно, чтобы он содержал примерно 20 фотонов

У Si y= 0.9

Ge y=0.5-0.6 при 1,05 мкм

Но у п/п ПИ высокий уровень шума (для ЛП2 min обнаружения импульсов 0,45, 5000 фотонов)

- ширина люминесценции У АИГ

- время регистрации

- ширина спектра

-увеличение оптической однородности

- Кус>103

- λ→прозрачная атмосфера

Газ йодный фотодиссоциационный лазер 1,315 мкм

Узкополосной фильтр АКФ

Полуклассическая модель

- полуширина линии люминесценции среды по уровню 0.5

-добротность лазера

-частота генерации

-дипольный момент перехода

-частота лазерного перехода

-константа времени релаксации поляризации

-константа времени жизни в возбужденном состоянии

и можно пренебречь

∆ῼ→0

- уравнение переноса излучений (стац. лаз. процесса)

– четырех уровневая система

– для идеальной четырех уровневой системы

-характерное время изменения энергии излучения в резонаторе

- светит во все стороны на 4π

- добавили к начальным условиям

– отношение инв. насел. к концентрации частиц

-пренебрегаем так как время изменения очень маленькое, меньше чем время генерации при разв. моноимпульсном

– предельная

– после высвечивания

- инв. нас. перед началом генерации

-с модуляцией добротности

- ограничивает , усиленная модуляция

- плотность энергии внутри резонатора

–скорость света в среде

- коэффициент вывода излучения

Но из за спонтанного шума:

Лазер:

-излучатель

-накачка

- охлаждение

Требования к излучателю min

Оптимальное выходное зеркало- то, у которого коэффициент пропусканя такой что Eвых излучения max

МД:

-акустооптические

-магнитооптические

- оптико-механические

-внутреннего отражения

Схема вывода с поляризацией

При одна составляющая отражается, другая проходит

λ\4 поочередно преломляются → многослойные поляризационные зеркала

В- высокий n,

Н – низкий n,

За счет интерференции

Из меньшего n в больший n – скачек фазы на π, обратно нет скачка

Отраженные идут в фазе, то есть получается отражение 15 слаев – 99,8%

Просветляющее: гранат>фторид магния

Для многослойного отражающего покрытия R(λ) см. далее

2 раза max отражается

2 раза max в итоге сдвиг между составляющими 20. Нет деполяризации

G-усиление на проход

–коэффициент вывода

– убавка для касс. затвора

как правило для систем заучв.

Nпз	τн	τк	Eген, мДж		K
			зеркало	призма
1	0,31	0,7	81	86	0,75
2	0,27	0,73	91	96
3	0,3	0,57	42	57
4	0,33	0,8	78	105

Производная усиления и потерь =1

– условие генерации

– размеры излучающей лампы

-плотность энергии

Если вместо – P, то вместо - плотность мощности, т.е. интенсивность .

ДНП – 6/120 –диаметр/длина. ИНП – 7/120

Многослойное отражающее покрытие

У пассивного затвора остаточные потери велики. Затвор возле глухого зеркала так как ставим там, где больше отражается, в 2 E_изм max, что тяжело для элемента

– условие генерации

Вместо зеркал ставят призмы. Если призмы повернуть, то резонатор с вращением поля.

Пассивный затвор неоднороден. С вращением поля усредняем эти неоднородности.

КПД:

- испускающая эффективность лампы

- эффективность переноса излучения лампы на АЭ

- эффективность поглощения

- квантовый выход энергии накачки. Всегда есть стоксовые потери

-стоксовые потери - разница между энергией кванта накачки и энергией кванта излучения.

Спектральная плотность излучения

Пропускание Хе плазмы на 1 см толщины

– Прозрач.

-поглощение

	, %	, %	, %	, %	, %
Рубин	27	78	31	46	3.0
Акт: Nd	43	82	17	59	3.5
Стекло: Nd	43	82	28	59	5.8
GSGGiCr: Nd	43	82	54	48	9.1

2 активатора Cr и Nd. Cr для стабилизации, т.е. расширяет спектр поглощения поэтому

Сенсибилизация- добавление чего то в активную среду для расширения спектра излучения.

Больше излучения поглощается - больше КПД

Nd будет под действием УФ: стабильные и короткоживущие (нестабильные) центры

Отсекающие оптические

Энергия АИГ:Nd лазера с этими моноблоками

1. КВ

2. КВ:Ge₂O₃

3. КЛЖ

1. Эффективность

2. Наработка ламп (время импульса)

	1,0	0,7	0,5	0,4	0,3
M	0-10	10-102	102-103	103-104	104-105

M – количество импульсов, которое выдерживает лампа

Частота следования импульсов

Физические формулировки приводят к разрушению импульсных ламп

1. Разогрев и испарения стенок лампы

2. Ударные волны в расширен. Разряде

3. Импульс давления, разогрев газа в лампе

4. Эрозия электродов, приводит к испарению на стенки из за высоковольтных поджигающих импульсов

Последовательный поджиг:

Поджигающий импульс 10-20кВ

Параллельный поджиг:

– коэффициент затухания разр. контура

- характеристика сопр. разр. контура

- время импульса по уровню

Для хорошего лазера:

1. min потерь

2. оптимальный коэффициент вывода излучения