Теория генерации сверхтонких импульсов при синхронной накачке лазеров с многоуровневой моделью активной среды

• Автор: Нехаенко, Всеволод Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 c. : ил

Глава I. Современное состояние теории синхронной накачки и основные экспериментальные данные

1.1. Синхронная накачка, ее возможности и области применения

1.2. Эксперименты по синхронной накачке лазеров на органических красителях и их основные результаты
1.3. Лазеры на кристаллах с центрами окраски и эксперименты по их синхронной накачке
1.4. Эксперименты по синхронной накачке полупроводниковых лазеров и их основные результаты
1.5. Обзор теоретических моделей, используемых для объяснения экспериментальных данных
Выводы
Глава 2. Теория генерации сверхкоротких импульсов света при синхронной накачке лазеров с многоуровневой моделью активной среды

2.1. Выбор физической модели активного вещества

2.2. Необходимость учета многоуровневоети среды, эффектов распространения и нестационарности поляризации рабочего перехода в процессе синхронной накачки
2.3. Методика описания нестационарного резонансного взаимодействия импульсов накачки с четырехуровневой средой в резонаторе
2.4. Переход к уравнениям эффективной двухуровневой среды линеаризацией по энергии импульса накачки.

Пределы применимости уравнений эффективной двухуровневой среды
2.5. Определение порога генерации. Исследование установившихся решений при энергии накачки ниже и выше пороговой
2.6. Определение формы и параметров импульса генерации в установившемся режиме
2.7. О предельных длительностях импульсов генерации, достижимых при синхронной накачке четырехуровневых сред
2.8. Сравнение с результатами других теоретических и экспериментальных работ
Выводы
Глава 3. Нестационарная синхронная накачка лазеров непрерывной последовательностью пикосекундных импульсов. Численный анализ
3.1. Динамика установления генерации в средах с мальм временем жизни населенности рабочего уровня
3.2. Исследование зависимости режима установления генерации от рассогласования длин резонаторов и ширины полосы пропускания селектора-эталона в таких системах
3.3. Динамика установления генерации в средах с большим временем жизни населенности рабочего уровня. Влияние рассогласования длин резонаторов на режим установления генерации
3.4. Сравнение результатов численного счета с экспериментальными и теоретическими работами других авторов
Выводы

Глава 4. Нестационарная синхронная накачка лазеров на растворах органических красителей с гауссовой огибающей цуга импульсов накачки. Численный анализ и эксперимент
4.1. Численный анализ генерации в трех практически важных случаях. Сравнение с экспериментальными результатами других авторов
4.2. Экспериментальное исследование генерации лазера на красителях при синхронной накачке цугом импульсов второй гармоники пикосекундного лазера на стекле с неодимом
4.3. Анализ полученных результатов и практические рекомендации
Выводы
Заключение
Литература

хания поляризации, а затем уравнения в этом предположении сначала преобразуются, а затем решаются. Естественно, что полученная таким способом длительность всегда будет много больше времени Т2 » хотя, как показывают экспериментальные работы [2^, полученные .длительности генерируемых импульсов уже довольно близки к Т2 (отличие менее чем на порядок в лазерах на красителях [67]). В [49, 50] отмечалось, что нестационарность поляризации приводит к релаксационным колебаниям, которые еще недостаточно изучены.
Итак, подводя итог вышесказанному, отметим, что для корректного описания процесса синхронной накачки необходимо учитывать эффекты распространения импульса и, естественно, использовать по крайней мере четырехуровневую модель (лучше диффузионную модель [49] ) активной среды с нестационарной поляризацией рабочего перехода.
2.3. Методика описания нестационарного резонансного взаимодействия импульсов накачки с четырехуровневой средой в резонаторе
Общая идеология подхода к таким задачам состоит в том, что источником электромагнитного поля в уравнениях Максвелла служит средняя поляризация единицы объема вещества <Р> , находящая-

ся с помощью матрицы плотности среды из уравнения < Р> -= ьр(3'9) [53]. Ввиду высокой интенсивности импульсов накачки электромагнитное поле будем описывать классически, а вещество -квантово-механически с помощью уравнения временной эволюции

оператора четырехуровневой (трехуровневой аналогично) среды в представлении взаимодействия [52].