Теоретическое исследование режимов работы лазеров на красителях в условиях статической и динамической спектральной селекции излучения в резонаторе

• Автор: Батырев, Виктор Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Минск
• Количество страниц: 146 c. : ил

ГЛАВА I. ПЕРЕСТРОЙКА СПЕКТРА ИЗЛУЧЕНИИ ЛАЗЕРА

В КВАЗИСТАЦИОНАРНОМ РЕШ1Е ГЕНЕРАЦИИ

§ I.I. Влияние характеристик активной среды на область

перестройки частоты генерации

§ Г.2. Влияние спектрального состава радиации накачки

на область перестройки

§ 1.3. Управление спектром генерации с помощью интерферометра шабри-Перо с переменной базой

§ 1.4. Преобразование частоты генерации перестраиваемых

лазеров в ультрафиолетовую область

§ 1.5. Краткие выводы

ГЛАВА II. УПРАВЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ЛАЗЕРОВ В

ПРОЦЕССЕ ГЕНЕРАЦИИ
§ 2.1. Влияние нестационарных краевых и триплетных потерь
на процесс генерации
§ 2.2. Обоснование теоретической модели свип-лазера
§ 2.3. Свипирование частоты настройки селектора как
метод управления кинетикой лазера
§ 2.4. Динамические режимы работы твердотельных
свип-лазеров
§ 2.5. Динамические режимы работы жидкостных
свип-лазеров
§ 2.6. Краткие выводы
ГЛАВА III. ПЕРЕСТРОЙКА ЧАСТОТЫ ГЕНЕРАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ
§ 3.1. Основные уравнения

§ 3.2. Решетки инверсии населенности и температурные
решетки
§ 3.3. Режим усиления в активной среде с РОС
§ 3.4. Пороги и частоты самовозбуждения РОС-лазера с
бигармонической накачкой
§ 3.5. Влияние амплитудно-фазовых решеток на порог и
спектр генерируемого излучения
§ 3.6. Краткие выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Выдающееся достижение 20-го века - лазеры находят в настоящее время широкое применение в промышленности, научных исследованиях, медицине и других областях народного хозяйства.
Диапазон практического применения лазерных источников существенно зависит от возможностей управления такими характеристиками их излучения, как выходная энергия, пиковая мощность, направленность, спектральный состав. Среди этих характеристик особенно большое значение имеет спектральный состав излучения. Управление спектром генерации необходимо для решения большинства научно-технических задач, в частности, при использовании лазеров в устройствах нелинейной оптики [1,2] , в лазерной химии [з], при разделении изотопов [4 , в лазерной технологии [б], в различных разделах спектроскопии б], для лазерной связи и локации [7-8] и т.д. Решение этих и других задач требует создания лазерных систем с перестраиваемой частотой генерации в максимально широкой области спектра.
Среди существующих в настоящее время различных типов лазеров наибольший интерес в связи с этим представляют лазеры на красителях, обладающие широким диапазоном перестройки длины волны излучения во всем видимом и в ближних ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах [9-ю]
Обычно грубая перестройка частоты в лазерах на красителях осуществляется путем соответствующего выбора активной среды и составляет 10-30 нм [п-Гб] . Более тонкую перестройку частоты генерации можно получить при использовании резонатора, в который помещены дополнительные селекторы (призмы, дифракционные решетки, интерферометры Фабри-Перо и т.п.), что позволяет получить узкие линии, перестраиваемые в пределах контура усиления красителя.

(2.7)
У г = г/ф ,
_ Р„(РЪ-Ьг)-Рцтг (2 8)
оИ /Л0где Іг = де,5 + дЄ2н 1 т=деіз + а?3
/> = Ж,3 *и(і),
і =а?;3(г,5*а?3(;^*('5+жі,)(а?,3 + /і'„0 + л’И))
? = К * а?5,) (*;3 -гф) -(аф * - а^).
(2.9)
Дифференцируя (2.7) по £ и учитывая, что ]1Г зависит от времени, находим ,
% _ Л. . ^ • — . (2 10)
Ж сИ $ м %
Подставляя (2.8) в (2.10), окончательно получим
Фг = -4—, + ф: . «г.'/ (2.И)
^ ‘г£ /. т сН % ]
Уравнение (2.11) решалось численно при начальных условиях: Ь =/о, ])Р = ])0 , . где момент начала генерации /; 0 связан с заданными значениями и выражением
у;» _ (2Л2)
Начальное значение характеризует населенность триплетного
уровня в момент возникновения генерации; оно зависит от крутизны фронта накачки, а также от базы резонатора и других факторов, определяющих продолжительность предгенерационного периода.