Справочник по радиолокации (ред. Сколник М. И.) т. 4 - 1978 г. (1151803), страница 82

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 82)

епрерывного перекрыти см... ля и ост р ранственного угла можно выб тия желаемого ими окусными асстояниями и диаметрами. П конлгиг а урании все лазеры генери ют ами. Ри данной импульсы одновременно, а числ довательно о и параллельно соединенных диодов может быть выб условия согласования с вы рано, исхо я точи к и а питания.

ия с импедзнсом исЕсли в случае одной коллимир ющей линзы, питаемой диодной ешет ,и„ы .н,',и,у т " р ко . не одновременно, э последовательно, то л . , ф мыми отдельными дно учами, о ми еществляться сканирование иодами, может ос- У лесного ванне в пределах тешеткой. о узла, перекрываемого й все ре- Ркс. 10. с огяельмымн Решетка н» лазе ов Р в на Оалз мн лнмзамк Нл» каждого наметр линзы около 0.0 см, 01,5 122!. Рнс. 11. Решетка нз Р ., нз баАз двалов размеженнем (0Х)0) диодов, «жны диод имеет размеры 0,1Х 0,2 мм. 316 9,2, Лозерньге передатчики и модуляторы Во всех описанных выше схемах отсутствует взаимная когерентность между отдельными диодами, и поэтому локационные передатчики этого типа могут использоваться только с приемниками, применяющими детектирование огибающей.

Были сконструированы такие решетки с когерентпычи лазерными диодами, но критичность к размерным допускам и стабильности серьезно ограничивают возможность нх применения в локации [30). Жидкостные лазеры. Жидкости, так же как твердые вещества или газы, способны генерировать лазерное излучение. Первый жидкостный лазер былсоздан на основе органического хелата из трехвалентного европия (испускающего красное излучение), взятого в качестве знтивного материала, растворенного в органическом растворителе [31).

Из-за интенсивного поглощения в хелатзх глубина проникновения излучения накачки была ограничена несколькими микронами и, следовательно, общее число активных ионов, участвующих в вынужденном испускании, было мало, что делало лазер неэффективным. Жидкостные лазеры, использующие Мбз+ в оксихлориде селена и либо четыреххлористое олово, либо пятихлористую сурьму, имеют значительно лучшие характеристики, чем лазеры на хелатах. При действии накачки эта жидкаи среда дает высокое усиление иа единицу длины ( 40 дБ(см) и генерация начинается при низком пороговом значении энергии (2 Дж на ячейку длиной. 10 см), Выходная энергия и эффективность преобразования такие же, как у лазеров на стеклах. Были получены импульсные мощности более 1О' Вт [32) (без коммутации добротности).

Третий тип жидкостного лазера работает на оргаиичееких молекулах. В качестве активного вещества используются цианиновые красители, которые генерируют в диапазоне 1 мкм при достаточно высокочастотной накачке и ее интенсивности, достаточной для возбуждения молекул н иидуцировзнии испуснания при шунтнрующем действии переходов, не дающих лазерного излучения.

Хотя для некоторых лазеров на красителях и качестве источника накачки может применяться стандартная газоразрядная лампа, в общем случае для возбуждения генерации этих растворов требуется лазер на рубине с управляемой. добротностью [ЗЗ, 34]. Лазеры на красителях обладают более высокой когерентностью по сравнению с лазером на рубине, используемым в качестве накачки, и позволяют реализовать плавную перестройку частоты генерации. Жидкостным лазерам свойственны некоторые преимушества перед твердотельными. Они более стойки к повышению плотности мощности в среде, В их схеме может использоваться циркуляция жидкости с охлаждением ее в теплообменнике и, таким образом, средняя выходная мощность лазеров не- определяется количеством тепла, которое может быть рассеяно за счет одной теплопроводности. Кроме того, стоимость жидкостных лазеров ниже, чем лазеров на твердых материалах.

Рамановские лазеры. В рамзновском лазере гигантские импульсы, генерируемые импульсным лазером (обычно лазером на рубине) пропускаются через некоторую подходящую рамановски-активную среду. Гигантские импульсы, генерируемые рубиновым лазером, преобразуются в этой среде в излучение на других частотах, которые смещены по отношению к частоте первичного излучения на тзк называемые рамановские частоты среды (типичные значения волновых чисел от 400 до 4000 см ').

Если для излучения со смещенной частотой обеспечивается достаточная обратная связь, то может произойти нарастаииекогерентных колебаний. Таким образом, могут быть получены гигантские световые импульсы нз десятках длин волн, отличающихся от длины волны рубинового лазера или лазера на неодимовом стекле, В рамановском лазере энергия для световых импульсов со смещенной длиной вочны должна быть получена за счет энергии первичного излучения.

В обычном эксперименте наибольшая часть когерентно рассеянного света имеет ббльшую, чем исходное колебание, длину волн (линни Стокса). В больп!инстве веществ (твердых, жидких или газообразных), используемых для рамановских лазеров, лишь около !О-' †!О-' числа фотонов, генери- 317 Гл. 9. Оптические локаторы Руемых лазером нз рубине, когереитно преобразуются в колебания, смещенные по частоте за счет эффекта Рамена.

Однако, если в качестве рамановской активной среды использовать нитробензол, около ЗОз первичных фотонов рубинового лазера преобразуется в первую рамаиовскую линию [35) с длиной полны 765 нм. Таким образом, зз счет эффекта Рзмаиа можно получить излучение мощностью и несколько мегаватт, так как мощность первичного излучения для рубинового лазера с гигантскими импульсами 100 МВт и более. Генерация гармоник.

Если на оптический кристалл, обладающий нелиней«ыми свойствами, будет действовать электрическое поле высокой напряженности, то можно получить гармоники излучения второго и более высоких поряд«ов. Гармоники получены как с импульсными лазерами на твердом теле, твк и с непрерывными газовыми лазерами [39).

Более высокая пространственная когереитиость, которой обладают газовые лазеры с непрерывным излучением, позволяет получить лучшую фокусировку луча, чем с твердотельным лазером, имеющим меньшую когерентность. Поэтому, хотя от импульсного твердотельного лазера может быть получена ббльшап мощность, чем от газового лазера, «апряжеиности требуемого электрического поля сравнимы. Для генерации гармоник с высоким к.п.д, использовались электрооптические кристаллы, тание как КЭР (дигидрофосфат калия), А))Р (дигидрофосфат аммония) и (.ХЬОз (виобат лития). Например, при фокусировке лазерного луча мощностью 1 МВт нз кристалле А()Р можно получить вторую гармонику с к.пд. 209о [37[ Лазерные усилители.

При замене отражающих поверхностей на концах оптического резонатора, содержащего активную среду, иа подходясцее неотражаюшее покрытие, лазерный генератор превращается просто в усилитель. Лазеры всех типов успешно работают как усилители. Из формулы (23) следует, что порог генерации наступает при О)(,) 1, где б-ехр(3,1) — полное усиле«ие светового сигналя нз длине 1 при прохождении через активную среду с ли«ейным коэффициентом усиления 93 Еч — среднее значение коэффициента отражения на концах резонатора. Для лазера на ПаАз без концевых покрытий ((,т 0,3, следовательно, прибор будет давать устойчивое усиление до 6=3. Для получения более высоких усилений коэффициент отражения должен быть уменьшен.

Например, чтобы получить усиление 1000 (30 нБ) коэффициент отражения следует уменьшить до 10-'. Для активного материала с гауссовой формой линии коэффициент усиле«на в центре линии описывается формулой (30); полное усиление в децибелах. получаемое сигналами при прохождении через среду длиной 1, равно 0 =4 34дз!=4,341 [Гп1п2 ~ — — ~. (49) — Авм)з ! )цт Ет йГГ ~ дп — ° з 8пзйчпз ~ Р й~ )г НаобоРот, пРи отсУтствии ианачки в сРеде имеетсЯ поглощение — ймьк, оно описывается формулой (ЗО) при А( /)г О, т.

е. когда число ионов в возбужденном состоянии равно нулю. В соответствии с этим, потери в децибелах Едв можно определить из формулы (49), если йз заменить на -ймзз. Когда « среде приложена накачка, число поглощаЮших частиц (ионов, атомов,'элект,ронов), остающихся в основном состоянии, равно (50) Ук — — (Уо ехр ( — [Ер), где )Уз — начальное число поглошающих частиц; Ег — полная начальная свето.

вая энерГия, получаемая от накачки; [ — коэффициент эффективности никачки для данной среды. В случае трехуровневой системы (например, рубина) основное и конечное состояния совпадают (й(з=йг] и из (49) и (ЗО) имеем 318 9.2. Лазерные передатчики и модулятора — =1 — 1!1+ — /! ехр( — /Е„). б„в , д йлв к! Этот вид функциональной зависимости был проверен экспериментально [38).

Характеристики

Список файлов книги