Генерация второй гармоники лазерного излучения сфокусированными негауссовыми пучками

• Автор: Андреева, Наталья Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1Л. Внерезонаторные оптические схемы реализации ГВГ и их влияние

на эффективность нелинейного преобразования

1.2. Алгоритмы распространения лазерных пучков

1.3. Характеристики негауссовых лазерных пучков. Критерии качества лазерного пучка

1.4. Генерация второй гармоники лазерного излучения сфокусированными пучками

ГЛАВА 2. ТЕОРИЯ ГВГ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ СФОКУСИРОВАННЫМИ НЕГАУССОВЫМИ ПУЧКАМИ

2.1. Особенности моделирования распространения лазерного излучения в свободном пространстве с помощью конечно-разностных

схем аппроксимации

2.2. Особенности численного моделирования ГВГ с использованием алгоритмов БФП

2.3. Контроль точности решения при моделировании ГВГ сфокусированными пучками

ГЛАВА 3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО
ИССЛЕДОВАНИЯ ГВГ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ СФОКУСИРОВАННЫМИ НЕГАУССОВЫМИ ПУЧКАМИ
3.1. Цель и задачи экспериментального исследования ГВГ лазерного излучения сфокусированными пучками
3.2. Выбор лазера и НК для организации экспериментальной проверки

3.3. Экспериментальное исследование законов распространения пучка ЛПМ
3.4. Экспериментальное исследование зависимости эффективности ГВГ излучения ЛПМ от параметров оптической схемы в случае сферической фокусировки излучения в НК
3.5. Экспериментальное исследование зависимости эффективности ГВГ излучения ЛПМ от параметров оптической схемы в случае цилиндрической фокусировки излучения в НК
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ГВГ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ СФОКУСИРОВАННЫМИ ПУЧКАМИ
4.1. Определение характеристик пучка ЛПМ по экспериментальным данным
4.2. Моделирование распространения излучения ЛПМ
4.3. Результаты экспериментального исследования влияния параметров оптической схемы ГВГ излучения ЛПМ на эффективность преобразования в случае сферической фокусировки излучения в

4.4. Результаты экспериментального исследования влияния параметров оптической схемы ГВГ излучения ЛПМ на эффективность преобразования в случае сферической фокусировки излучения в

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время в результате интенсивных исследований в области квантовой электроники решено большое количество теоретических и технических задач, позволивших освоить промышленный выпуск лазеров, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками [1-5]. Совершенствование приборов квантовой электроники идет по пути улучшения КПД, надежности, снижения весогабаритных параметров и т.д.
Одним из важных направлений в квантовой электронике является нелинейная оптика. Методы нелинейно-оптического преобразования частоты позволяют создавать источники когерентного излучения, которые по ряду параметров превосходят лазеры, работающие в том же спектральном диапазоне [6-8]. Например, эксимерные лазеры генерируют в УФ-диапазоне спектра [9,10] и позволяют получать перестраиваемое по частоте лазерное излучение, с частотой следования импульсов до 6 кГц (лазеры серии XL производства Сушег Inc. [1], США). Однако, их громоздкость, малая долговечность, сложность работы с прокачиваемой газовой смесью (зачастую токсичной) и дороговизна делают во многих случаях предпочтительным использование либо газовых ионных лазеров с удвоением частоты (генерация второй гармоники аргонового или медного лазера) [11-25], либо нелинейное преобразование частоты излучения твердотельных лазеров (генерация третьей и более высоких гармоник Nd:YV04, NdrYAG или TirSapphire лазеров) [26-39]. Более того, по сравнению с источниками когерентного излучения в УФ области спектра, полученными при нелинейном преобразовании частоты твердотельных лазеров [например, 40-42], излучение эксимерных лазеров обладает большей расходимостью и пространственной неоднородностью, а попытки гомогенизации профиля пучка эксимерных лазеров приводят к снижению мощности излучения [43-44].

Т.к. эта задача имеет решение, равное:
Следовательно, неравенство |с;1||<0.5 выполнено и алгоритм (2.10 - 2.12) устойчив.
2.1.4. Влияние погрешности округления на точность решения при компьютерном моделировании распространения излучения в свободном пространстве с использованием алгоритма матричной прогонки.
Поскольку вычисления по формулам 2.10 - 2.12 ведутся на компьютере приближенно, с конечным числом значащих цифр, то в результате погрешностей округления фактически находится не вектор Еп - решение
задачи (2.8), а Ёп- решение той же задачи с возмущенной матрицей С и правой частью Уп. Поэтому, естественно предположить, что в ходе вычислений может произойти возрастание погрешности округления, и, как следствие, потеря точности или невозможность продолжения вычислений из-за роста определяемых величин.
При выполнении условия устойчивости |у„|<1 для 2<п<М можно
показать, что погрешность округления 8Еп=Ёп-Еп не нарастает. В самом
Если учесть, что в ходе вычислений возмущаются и матрицы уп с векторами 8п, то можно показать, что погрешность 8Еп пропорциональна квадрату числа узлов сетки Ы:
деле,
Еп = следует 8Е„ = упЛ5ЕпЛ,
тахИ^Л-^2