Влияние магнитного поля и периодических управляющих сигналов на динамику твердотельного кольцевого лазера

• Автор: Сидоров, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 111 с. : ил.

ГЛАВА 1 ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕАВТОНОМНЫХ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ КОЛЬЦЕВЫХ ЛАЗЕРОВ

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 МОНОЛИТНЫЕ ЧИП-ЛАЗЕРЫ

1.2 Теоретическая модель ТКЛ

1.3 Режимы генерации ТКЛ

1.3.1 Режимы генерации автономного ТКЛ

1.3.2 Режимы генерации неавтономного ТКЛ

1.4 ХАОС в ТКЛ

1.5 Синхронизация

ГЛАВА 2 ЗАХВАТ ЧАСТОТЫ АВТОМОДУЛЯЦИОННЫХ КОЛЕБАНИЙ В КОЛЬЦЕВОМ ЧИПЛАЗЕРЕ ВНЕШНИМ СИГНАЛОМ

2.1 Экспериментальная установка

2.2 Результаты эксперимента
2.3 Теоретическое исследование и численное моделирование режима захвата
2.4 Обсуждение результатов
2.5 Выводы к главе
ГЛАВА 3 ВОЗБУЖДЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ХАОСА В МОНОЛИТНОМ КОЛЬЦЕВОМ ЛАЗЕРЕ ПРИ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ МОДУЛЯЦИИ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В АКТИВНОМ ЭЛЕМЕНТЕ
3.1 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА
3.2 Численное моделирование
3.3 Выводы к главе
ГЛАВА 4 ПОДАВЛЕНИЕ ХАОТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В ТВЕРДОТЕЛЬНОМ КОЛЬЦЕВОМ
ЛАЗЕРЕ С ПОМОЩЬЮ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
4.1 Результаты эксперимента
4.2 Численное моделирование

4.3 Выводы К ГЛАВЕ
ГЛАВА 5 ФАЗОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМОДУЛЯЦИОННОГО РЕЖИМА ПЕРВОГО
РОДА В КОЛЬЦЕВОМ ТВЕРДОТЕЛЬНОМ ЛАЗЕРЕ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ
5.1 Результаты эксперимента
5.2 Теоретическое исследование фазового сдвига
5.3 Обсуждение результатов
5.4 Выводы к главе
ГЛАВА 6 СПЕКТРАЛЬНАЯ НЕВЗАИМНОСТЬ В НЕСТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМАХ ГЕНЕРАЦИИ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО КОЛЬЦЕВОГО ЛАЗЕРА В МАГНИТНОМ ПОЛЕ
6.1 Результаты эксперимента
6.2 Результаты численного моделирования
6.3 Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность проблемы. Успехи в разработке и создании твердотельных кольцевых лазеров (ТКЛ) нового поколения - монолитных кольцевых твердотельных лазеров (кольцевых чип-лазеров) с полупроводниковой накачкой значительно повышают интерес к таким лазерам. Этот интерес связан с широким практическим применением кольцевых лазеров в квантовой метрологии, в оптических стандартах частоты, при проведении различных прецизионных измерений, в доплеровских измерительных системах, в оптической связи и т.п. Детальные исследования нелинейной динамики кольцевых твердотельных лазеров важны как для практических приложений, так и с точки зрения фундаментальной лазерной физики.
Твердотельные кольцевые лазеры, будучи сложными нелинейными системами, являются удобным объектом для исследования общих закономерностей нелинейной динамики самых различных нелинейных систем. Эти исследования позволяют также детализировать физические механизмы нелинейного взаимодействия встречных волн в активной среде. Одним из актуальных вопросов является изучение условий и механизмов возникновения динамического хаоса в твердотельных кольцевых лазерах. Детальные теоретические исследования нелинейной динамики и их сравнение с экспериментом являются основой для развития математической модели твердотельных кольцевых лазеров. Именно тщательно поставленный физический эксперимент позволяет решить вопрос об адекватности математической модели реальной нелинейной системе и установить на опыте границы ее применения.
В твердотельном кольцевом лазере излучение в каждом из встречных направлений характеризуется сложной нелинейной динамикой. В непрерывном кольцевом чип-лазере может существовать целый ряд режимов генерации: режим бегущей волны,
автомодуляционные режимы первого и второго рода, режим стоячей волны, а также
/2л , кГц
Ь,%
Рис.2.11 Зависимости ширины области существования (—) и устойчивости режима синхронизации (•) от Ь при Т| = 0.4.