- •1.1. История развития лазеров уки. Четыре поколения лазеров уки.
- •1.2. Отличительные особенности лазеров уки.
- •1.6. Дисперсионное расплывание фм-лазерных импульсов.
- •1.9. Аналогия компрессии лазерных импульсов с фокусировкой излучения. Преобразование фм импульсов произвольной формы.
- •1.10. Самовоздействие лазерного излучения. Нелинейность показателя преломления среды.
- •1.12. Самофокусировка уки. Стационарный случай.
- •1.13. Самофокусировка уки. Квазистатический и не стационарный режимы.
- •1.14. Пример самофокусировки фемтосекундных импульсов в кварцевом стекле.
- •1.15. Оптические компрессоры. Решетчатый компрессор.
- •1.16. Оптические компрессоры. Призменный компрессор.
- •1.17. Оптические компрессоры. Чирпированные зеркала.
- •1.18. Схема компрессии лазерных импульсов.
- •1.19. Дисперсионная фсм и ее влияние на компрессию лазерных импульсов.
- •1.20. Методика расчета параметров оптического компрессора.
- •1.21. Особенности компрессии коротких мощных фемтосекундных импульсов. Многокаскадные компрессоры
- •2.1. Синхронизация продольных мод лазера.
- •2.2. Методы синхронизации продольных мод лазера.
- •2.3. Псм с использование быстрого просветляющегося поглотителя.
- •2.4. Псм с использованием медленного просветляющегося поглотителя.
- •2.5. Эффект когерентного перекрытия сталкивающихся импульсов при псм с использованием насыщающегося поглотителя.
- •2.6. Синхронная накачка лазера.
- •2.7. Расстройка резонатора
- •2.8 И 2.9. Псм за счет керровской нелинейности с использованием “жесткой” и “мягкой” диафрагмы.
- •2.10. Псм за счет нелинейного вращения поляризации.
2.3. Псм с использование быстрого просветляющегося поглотителя.
Т.к. он быстрый поглотитель, т.е. время релаксации поглотителя много меньше, чем длительность флуктуационных ЛИ, то такой поглотитель в меньше степени поглощает ЛИ, обладающие большей интенсивностью. Получается, что после многократного прохода. Через такой поглотитель остается один лазерный импульс, обладающий максимальной интенсивностью.
2.4. Псм с использованием медленного просветляющегося поглотителя.
Время релаксации поглотителя больше, чем длительность флуктуационных ЛИ. Действие активной среды и медленного поглотителя отображено на рисунке 39. Как только ЛИ пришел на просветляющийся поглотитель, то коэффициент потерь начинает уменьшаться.
Т.к. поглотитель начинает просветляться, это происходит до того момента времени, пока не начнутся процессы, обратные просветлению (т.е. пока поглотитель не начнет восстанавливаться в исходное состояние). Коэффициент усиления же возрастает под действием непрерывной накачки до тех пор, пока не начнется интенсивный сбор инверсии населенности под действием вынужденного излучения, обусловленного переходом ЛИ в активную среду. ЛИ при уменьшении коэффициента усиления продолжается до того момента времени, пока процесс накачки не начнет превалировать над процессом снятия инверсной населенности. Получается, что усиливается только центральная часть ЛИ, а передние и задние фронты ЛИ укорачиваются. Также получается, что ЛИ, обладающие меньшей интенсивностью не усиливаются, а поглощаются. Это может быть реализовано только при выполнении следующих условий: 1- поглотитель должен насыщаться меньшей энергией, чем усилитель (на рис.:момент времени С долженначаться раньше, чем момент времени D) 2-момент времени B должен начаться позже момента времени А. данное условие говорит о том, что коэффициент усиления должен успевать не полностью восстанавливаться за время полного прохода резонатора. Т.е. мы получили определенное требование к накачке и длине резонатора.
2.5. Эффект когерентного перекрытия сталкивающихся импульсов при псм с использованием насыщающегося поглотителя.
Эксперименты показали, что если ЛИ перекрываются в просвеляющемся поглотителе, то это способствует синхронизации мод из-за того, что поглотитель насыщяется при меньшей энергии ЛИ. Получается, что при перекрытии ЛИ их суммарная интенсивность увеличивается, именно по этому из-за увеличения интенсивности поглотитель в большей степени просветляется. Самый эффективный способ – это использование кольцевого резонатора, в котором ЛИ распространяются как по часовой, так и против часовой стрелки. В итоге можно добиться того, что эти 2 ЛИ приходят в поглотитель в один и тот же момент времени и будут перекрываться. Тонкий поглотитель – если его длина много меньше произведения длительности импульса на скорость распрпространеия данного импулься по поглотителю. Использование тонкого поглотителя гораздо предпочтительнее, чем исп. толстого. В результате исп. тонкого поглотителя с кольцевым резонатором позволяет уменьшить длительность ЛИ в несколько раз по сравнению с однопроходной схемой.
2.6. Синхронная накачка лазера.
В лазерах с синхронной накачкой накачка активной среды осуществляется последовательностью ЛИ, которые генерируются импульсным лазером накачки. При определенных условиях длительность сгенерированных ЛИ может быть на 2-3 порядка меньше длительности импульсов накачки. Эти условия: длины резонаторов лазера накачки и лазера должны быть равны или быть кратными. На рис 44. Приведено то как действует лазер при синхронной накачке. Под действием импульса накачки происходит увеличение коэффициента лазера, как только коэффициент усиления превысит коэффициент потерь, начнется генерация ЛИ. Т.к. коэффициент усиления превышает коэффициент потерь на протяжении времени намного меньше, чем длительность импульса накачки, то и длительность сгенерированных ЛИ будет много меньше, чем длительность импульса лазера накачки. При этом необходимо отметить, что при последующих проходах задний фронт ЛИ будет укорачиваться, т.к. для заднего фронта коэффициент усиления меньше коэффициента потерь, и лазерное излучение поглощается. Для работоспособности данного метода необходимо, чтобы импульсы накачки активного элемента поступали на активный элемент через интервалы времени равные или кратные интервалу времени, поступления сгенерированных лазерных импульсов. Именно из этого условия и получается, что длины резонаторов должны быть равны или кратны.