Влияние оптических свойств активной среды He-Ne лазера на стабильность частоты излучения

• Автор: Ли Гун Док, 0
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Одесса
• Количество страниц: 147 c. : ил

ГЛАВА I. АНАЛИЗ ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ
(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1. Флуктуации оптической длины резонатора
. . из-за внешний воздействий
1.2. Влияние показателя преломления активной , среды.на стабильность частоты генерации
1.2.1. Колебания в .плазме газового
. . . разряда Не-.К/е лазера
1.2.2. Влияние колебаний тока разряда на
. частотные-характеристики
1.2.3. Оптическая неоднородность.активной . среды Не-гК/е. . лазера
Выводы
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЕНЕРАЦИИ В ГАЗОВОМ ЛАЗЕРЕ
2.1. Связь амплитудных и частотных характеристик
генерации
2.1.1. Уравнение для матрицы плотности
атомов рабочей среды
2.1.2. Уравнения для напряженности электрического поля в.лазере
2.2. Дисперсия рабочего перехода
2.3. Р.оль метастабильного уровня неона 15
с учетом насыщения рабочего.переходв.. . •
Выводы

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТОКА РАЗРЯДА НА ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ АКТИВНОЙ
СРЕДЫ Ив-0/€ ЛАЗЕРА
3.1. Основные методы измерения показателя преломления
3.2. Описание экспериментальной установки
3.2.1. Описание оригинальных узлов установки
3.2.2. Градуировка и тестирование
установки.
3.3. Основные экспериментальные.результаты . ,
и. их. обсуждение
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

На протяжении всей истории развития квантовой электроники роль одночастотных стабилизированных лазеров неуклонно росла.
Это обусловлено не только практикой использования этих лазеров, но и общефизическим научным интересом к данной проблеме. Достижения в деле стабилизации частоты излучения лазеров и передачи стабилизированной частоты в различные диапазоны спектра позволили. перейти в 1983 году на новое определение единицы длины - метра. Не будучи привязанным к какому-нибудь конкретному источнику света, новое определение по-прежнему обязывает воспроизводить . метр, через .длину волны, излучения, но ..теперь уже.определяемую из измерений частоты. Это, естественно,ещё более подняло значимость частотностабилизированных лазеров и актуальность исследований, направленных на повышение стабильности
. Успех.в повышении стабильности частоты газоразрядных лазеров, в частности,гелий-неоновых, зависит не.только от достижений нелинейной спектроскопии в получении узких реперных структур, но. и от полноты значений дестабилизирующих факторов и механизмов их воздействия на излучение. Как известно, главными причинами нестабильности частоты являются изменения оптической длины резонатора под действием внешних (вибро, термо и акусто) возмущений и внутренних технических флуктуаций плазмы активной среды. В настоящее время достаточно хорошо изучена первая группа факторов.
Это позволило усовершенствовать технику стабилизации и достичь

таких степеней стабильности (-10 и выше), когда заметную роль начинают играть плазменные флуктуации. Резерв дальнейшего повышения стабильности теперь состоит в тщательном изучении механизмов воздействия на оптические характеристики газоразрядной плазмы каждым из плазменных возмущений. В пользу этого утверждения свидетельствует тот факт, что теоретический предел стабильности

/ А3
Здесь Л(V = ~=г - - инверсная заселенность в отсутст-
^ Г* — С*2Ёо2
вие электромагнитного поля, Ь == г р -е/'р ~ безразмере4 Л л ^”22 ная интенсивность излучения, Л? - А0+Д. “р- - эффекС- д I <4
тивная накачка на нижний лазерный уровень, г-е-|__ Гд -*-( з,

”Г2 Д ^ Г^' Я1 )~ эффективное затухание нижнего
• г' г >
лазерного уровня. Видно, что учет релаксационных переходов на уровень I и с уровня I, не участвующего непосредственно в ге-нерации, приводит к увеличению времени жизни нижнего лазерного уровня 2.
Как уже указывалось, недиагональные элементы матрицы плотности определяют электрическую поляризацию единицы объема среды в световом поле:
Р и,и;-П = Зр (а,р).
Согласно этой формуле, поляризация на частоте поля и) определяется как
Р (А ^ )• (2.20)
I I *
Используя ТО, ЧТО <Яг1ро(32 = сл ;и формулы (2.12) для имеем:
ри,^0~^(р*р*)СО5(мН’Ис1Компонента поляризации Р , имеющая то же пространственное распределение что и стоячая волна, находится по известным формулам (см.,напр. (*92,93] )
(2.22)
Р °