Главная » Просмотр файлов » Микаэлян А.Л., Тер-Микаэлян М.Л., Турков Ю.Г. Оптические генераторы на твердом теле (1967)

Микаэлян А.Л., Тер-Микаэлян М.Л., Турков Ю.Г. Оптические генераторы на твердом теле (1967) (1095904), страница 50

Файл №1095904 Микаэлян А.Л., Тер-Микаэлян М.Л., Турков Ю.Г. Оптические генераторы на твердом теле (1967) (Микаэлян А.Л., Тер-Микаэлян М.Л., Турков Ю.Г. Оптические генераторы на твердом теле (1967)) 50 страницаМикаэлян А.Л., Тер-Микаэлян М.Л., Турков Ю.Г. Оптические генераторы на твердом теле (1967) (1095904) страница 502018-12-30СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 50)

йу характеристик излучения рубинового генератора с управляемой добротностью показывает, что влияние этого фактора может быть значительным !121. Увеличение длительности импульса связано также с неоднородностью кристалла н с неоднородностью засветки его накачкой, вследствие чего различные участки активного образца имеют неодинаковую величину инверсной населенности и поэтому гене- Интегрируя, получим причем ти — — 1! — е '"""" 1 — ! .

(У!11.32) ло к-!-! Определяя эффективность преобразования как отношение излучаемой энергии к поглощаемой и используя выражение (Ъ'111.11) для случая мгновенного вкл!оченпя добротности, получим ! чьз(к — 1) !и— гз до=да (т 111 33) 1зи э~завеся!вок тд ! / ав Р1) т, 2(вв 1!а рис. Ъ'111.21 приведены зависимости эффективности преобразования н энергии излучения рубинового генератора от уровня накачки (! =- 5 см, гз =- 0,5, р =- 0,03 см ', я ! (!в = 2 ймзз1 Кз ~ (по — А) г(1, 'о где ти — длительность импульса накачки; Л определяется выражением (Ъ'!1.43). 324 (Ч!11.30) рируют при разных значениях добротности резонатора.

Ясно, что при этом длительность результирующего импульса' излучения оказывается пропорциональной времени включения. 4. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ГЕНЕРАТОРА С УПРАВЛЯЕМОЙ ДОБРОТНОСТЬЮ Рассмотрим эффективность преобразования энергии в активном элементе генератора с управляемой добротностью. Так же как и ранее (см.

главу Ъ'1!), будем полагать, что импульс излучения накачки имеет прямоугольну!о форму. В этом случае поглощенная энергия может быть вычислена по формуле Рис. Ч1!!.2!. зависимое~и энергии излучсиии и зффсктивиости ирсобразоваиия активного образца от уровня аакачки. з г,з да т„=- 0,3 тм). Энергия накачки выражена через параметр д, который показывает, во сколько раз превышен пороговый уровень при открытом затворе. С увеличением энергии накачки эффективность преобразования активного элемента н выходная энергия увеличиваются до некоторого предельного значения.

При больших уровнях возбуждения почти все активные атомы накаплива!отся в метастабильном состоянии (при закрытом затворе). Поэтому поглощение энергии накачки в кристалле резко уменыпается, и значительная часть ее рассеивается вие рабочего элемента. Так, например, увеличение уровня накачки выше 325 д — 5 не сказывается заметно па величине выходной э !ергии. Таким образом, при большом превышении порога эффективность генераторов с управляемой добротностью в отличие от генераторов непрерывного (н квазинепрерывного) режима оказывается низкой. Для того чтобы охарактеризовать коэффициент полезного действия системы в целом, следует рассматривать отношение излучаемой энергии ко всей энергии накачки, а не к той ее части, которая поглощается в кристалле. Это иллюстрируется до неоднородностей в кристалле, имеющих повышенное значение коэффициента поглощения.

Такие неоднородности будут, естественно, поглосцать больше энергии н вследствие сильного перегрева иметь оптические свойства, сильно отличающиеся от свойств окружакзщих областей. В генераторах с управляемой добротностью, в которых мощность импульса велика, это явление может проявляться весьма сильно. Ввиду малой длительности импульса, области повышенного нагрева будут сохраняться в течение генерации, что приведет к дополнительным потерям вследствие рассеяния. Практически к. и. д. всех типов генераторов с управляемой добротностью не превышает нескольких десятых долей процента, т. е.

оказывается значительно более низким, чем в обычном импульсном режиме. Рис. Н!! 1.22. Зааиеимость к. и, д, генера. тора с управляемой добротноетыю от урания накачки. м ал лз 5 ул рис. И!1.22, на котором изображена зависимость энергии излучения, отнесенной к энергии накачки, выраженной в пороговых величинах. с'!аксиыальпая эффективность достигается при превышении пороговой энергия приблизительно в 2 раза, Энергия излучения составляет при этом около ! дж,'сма, а эффективность активного элемента 10— 15% . В реальных условиях эти величины оказываются более пнзкимн, поскольку включение добротности производится за конечный промежуток времени и, таким образом, в момент генерации в резонаторе присутствусот потери, обусловленные неполным включением управляющего элемента (врасцаю1цаяся призма, ячейка Керри и т.

д.). Существенное уменыпенне выходной энергии вызывает также ненаправленное индуцированное излучение в кристалле, что эквивалентно сокращению времени жизни метастабильного уровня (см. гл. Ч11). Имеется еще одна причина, которая может приводить к уменьшению выходной энергии в генераторах с управляемой добротностью. Эта причина связана с наличием б.

ГЕНЕРАТОРЫ С ПАССИВНЫМ ЗАТВОРОМ Среди различных методов управления добротностью оптического резонатора особый интерес представляет метод, основанный на использовании пассивных элементов, прозрачность которых меняется под действием Пагеабньш' замаад Рис. Н111.23. Гсиератор с пае- сииимм затвором. светового излучения 125! — 261, 293, 2991, Введение в резол: натор пассивной ячейки, обладающей резонансными потерями (рис. 711!.23), приводит к увеличению порогового уровня накачки, в результате чего к моменту начала генерации на метастабильном уровне накапливается значительное число активных атомов. При возникновении генерации лазерное излучение, проходящее через ячейку, резко уменьшает ее потери, н запасенная энергия излучается в виде мощного импульса.

Длительность этого импульса, как будет показано ниже, оказывается почти такой же, что и в режиме мгновенного включения добротности. 327 В качестве веществ для пассивных затворов испольауются, например, жидкие растворы крипта- н фталоцианина [25!в 2541, различные типы стекол 1258!. Для объяснения принципа действия пассивных ячеек воспользуемся следующей моделью, катару!о рассмотрим на примере фталоцианина [25!1.

Схема основных энергетических уровней молекул этого вещества представлена на рис. !1111.24. "!астота перехода между уровнями 1 и 3 находится в красной области спектра и путем выбора подходя!пего растворителя может быть совмещена с частотой в!с Рис. Ъ'1! 1.24. Схема энер гетине сках уровней молекул фта.тоцв анина, езг 328 излучения рубинового генератора. Промежуточный уровень 2 является метастабяльным и имеет время жизни тч порядка 10 ' сек. Время безызлучательного перехода частиц т„'е с уровня 3 па уровень 2 составляет приблизительно 10 ' сек !25! !. В нормальном состоянии все молекулы фталоцианина находятся на основном уровне 1, и коэффициент поглощения составляет величину о'и,', где о' — поперечное сечение индуцированного перехода между уровнями 1 и 3, и„'— полное число молекул в ! сжа вещества. При поглощении света происходит обеднение основного состояния, и коэффициент поглощения, определяемый величиной о' (и,' — и,„'), уменьшается.

Если время перехода т,'„велико по сравнению с длительностью импульса, то можно считать, что рабочее вещество ячейки является фактически двухуровневым и просветление его связано с накоплением молекул иа верхнем уровне. В этом случае система уравнений, описывающая процесс излучения в оптическом генераторе с пассивным затвором. может быть записана в следу!ощем виде" [2541: о )",=- А — ! х47., + ) — [оз1Л1+ о Л (Е 1В у. -- [Р1. с !г' (1.

— 1) Е [)х1! '7 ° (И[1. 34) — '-'- .—.: — 2 аз, Л3ч, (~г[Ц 35) — '-.-= — - 2о'Л'31т, й где,7 „— средняя плотность потока фотонов в резонаторе; Л и Л' — средние плотности инверсной населенности в активной среде и веществе ячейки соответственно; [) и Р' — нерезонансные потери; и и о' — скорости света; 1 ! рх=---,— [п — — потери на излучение. уд г Уравнение (И1!.34) легко может быть получено путем усреднения уравнений (Ч.46) и (ьг.4?), записанных отдельно для области активного образца и пассивной ячейки (отражение излучения на границе раздела не учитывается) **. Интегрируя уравнении (И! 1.35), (И1!.36), получим — '„', —.-- -- ®'", (Ч!!!.3?) где р= При решении учтено, что в начальный момент времени Л =- Ле и Л' =-= — и„'.

* Замеп!м, чта в уравнении (Ц!П.36) для Л' пренебрегаем релаксацией частиц меткду уровнями 3 -ж !. В случае растворов фталоцианнна, например, время жизни состояния 3 имеет порядок 10 з сек, т. е, может быль короче длительности нмпульса. Тем не менее сделанное пренебрежение оправдана вследствие очень больших значений а'( !О гз ежа!. Расчет, проведсннырг с учетом релаксациопного иена в уравнении (т)111.,36), показывает, что прв т), Вь!О " сек влияние этого члена иа мощность излучения и длительность импульса ничтожно мало 126! 1, "." Следует отметйть, что прн очень большом поглощении затвора уравнения !911!.34) — (Ъ'11!.36) перестшот быть справедливыми, поскольку абратнаг! валка в ячейке при этом практишески отсутствует, и при описании процессов в яей нужно рзссматривать режим бегущей волны.

329 *4«э' где л 330 331 Из соотношении (Ч|1!.37) видно, что на работу генератора с пассивным затвором сильное влияние оказывает соотношение между поперечными сечениями поглощения активного материала и рабочей среды ячейки. В случае больших значений р небольшое уменьп«ение инверсной населенности активного материала вызывает резкое уменьшение величины ! Л' !. Ясно, что прн этом ячейка оказывается полностью просветленной, когда населенности активных атомов еще не изменяются сколько-нибудь заметным образом.

Характеристики

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6376
Авторов
на СтудИзбе
309
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее