Лазеры с длинным резонатором

• Автор: Гулямова, Эльмира Сайфутдиновна
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 81 с. : ил.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Твердотельные лазеры с длинным резонатором

1.2. Методы получения длинного цуга импульсов

1.3. Теория активной синхронизации мод

1.4 Выводы к главе I

ГЛАВА II. УСТОЙЧИВОСТЬ РЕЗОНАТОРА ВНУТРИ, КОТОРОГО НАХОДИТСЯ ОПТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКА

2.1. Устойчивость резонатора с оптической линией задержки

2.2. Расчет областей устойчивости с ОЛЗ

2.3. Выводы к главе II

ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТ

3.1. Экспериментальная установка

3.2. Экспериментальные результаты
3.3. Численный анализ работы лазера с отрицательной
обратной связью
3.4. Активная синхронизация мод в лазере с резонатором большой оптической длины
3.5. Выводы к главе III
ГЛАВА IV.
4.1. Активно-пассивная синхронизация мод лазера с резонатором большой оптической длины
4.2. Активная синхронизация мод твердотельного лазера с помощью модулятора на регулярных доменных структурах
4.3. Исследование оптического пробоя жидкости стробоскопическим методом с помощью лазера с длинным резонатором
4.4. Выводы к главе IV
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность проблемы
Практика применения коротких (0.1-5 не) импульсов (КИ) света для решения задач нелинейной оптики и спектроскопии, диагностики плазмы, изучения кинетики сверхбыстрых процессов в химии и биологии предъявляет высокие требования к параметрам генерируемых КИ, стабильности и воспроизводимости их энергетических, временных и спектральных характеристик. Для изучения нестационарных объектов и явлений часто требуется надежная временная синхронизация лазеров, генерирующих КИ, с исследуемыми процессами и с другими приборами. Широкое использование таких лазеров в различных областях науки и техники предопределяет необходимость создания источников КИ с управляемыми параметрами излучения, которые позволяют адаптировать параметры КИ к условиям конкретного эксперимента, повысив его эффективность и информационную емкость. Например, при синхронизации мод временной интервал между световыми импульсами равен времени полного прохода резонатора. В этом случае образуется один световой импульс, который распространяется в резонаторе туда и обратно. Вследствие этого излучение в некоторой точке представляет собой цуг импульсов с интервалами между ними, равными времени полного обхода резонатора. Увеличивая длину резонатора в лазерах, можно регулировать расстояние между отдельными импульсами в цуге.
С другой стороны, в некоторых случаях требуется исследование процесса с большой длительностью и с хорошим (~1 не) временным разрешением. Длинный цуг импульсов находит применение в экспериментах по синхронной накачке и зондированию, в микротехнологии и лечебной медицине. Такой цуг можно получить с помощью непрерывного лазера с синхронизацией мод, а также в импульсных лазерах с контролируемой обратной связью.
время обхода резонатора излучением, М-число проходов по резонатору, при которых излучение взаимодействует с модулятором [40]:
М = (0.42 • Д<у)/(сс^[ё) (3)
Оценим То, Ми /о для нашего случая. Если модуляция осуществляется с помощью традиционной схемы, когда управление происходит на частоте V = 1/2Тр гармоническим
сигналом, а модулятор расположен на одном из зеркал резонатора то а = лг / ■ Т и для
Т=0,5 мкс будет а = 7-Ю6с’1. При Асо = 3-1013Гц [80], считая g =1, из (1) и (3) получим: То= 0,12 не, М = 1.85 ■ 106 (/=0.9 с). Поскольку в нашем случае необходимы пички с длительностью г= 3=5 не, то в действительности достаточньм оказывается время развития генерации [40] равное
г=г0йгш/г(т0/г)2 (4)
Подстановка в (4) вышеприведенных значений дает /=550 мкс. Это время сравнимо с характерным временем действия ламповой накачки импульсных лазеров, поэтому достижимость длительности пичков генерации в диапазоне 3=5 не в лазере на неодимовом стекле с большой оптической длиной резонатора в традиционной схеме АСМ является непростой задачей. Поэтому необходимо использование методов, уменьшающих время формирования длительности импульсов излучения. В нашем случае был применен управляющий сигнал модулятором, который представлял собой периодическую последовательность коротких импульсов с периодом следования равным времени обхода светом резонатора. При этом длительность импульса была значительно короче периода следования пичков. АПСМ, т.е. введение в резонатор лазера с АСМ пассивного просветляющегося затвора [52], также должно приводить к уменьшению времени сокращения длительности пичков.