Исследование действия поперечного магнитного поля на работу газоразрядных лазеров и создание управляемого лазера на углекислом газе

• Автор: Нгуен Тхак Зыонг, 0
• Шифр специальности: 05.27.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 190 c. : ил

Введение.
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО МЕТОДАМ МОДУЛЯЦИИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ДАННОЙ РАБЫ. Ц

1.1. Оптикомеханические модуляторы Ц

1.2. Электрооптические модуляторы.

1.3. Магнитооптические модуляторы. щ

1.4. Акустооптические модуляторы.

1.5. Интерференционные модуляторы.

1.6. Полупроводниковые модуляторы. 1й

1.7. Внутренняя модуляция излучения лазера.

1.8. Анализ методов модуляции излучения Слазера для технологических целей и выбор направления

исследования

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОПЕРЕЧНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ
НА ПАРАМЕТРЫ АКТИВНОЙ СРЕДЫ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАЗЕРОВ
2.1. Анализ литературы по воздействию магнитного
поля на работу газоразрядных лазеров
2.1.1. Магнитооптические эффекты в газоразрядном
лазере
2.1.2. Плазменнооптические эффекты в газоразрядном
лазере в присутствии магнитного поля.
2.2. Радиальное распределение зарякенных частиц плазмы положительного столба разрядной трубки в поперечном магнитном поле
2.2.1. Скорости заряженных частиц в газоразрядной
плазме при наличии поперечного магнитного поля
2.2.2. Расчет радиального распределения заряженных частиц без учета рекомбинации частиц в объеме
2.2.3. Расчет радиального распределения частиц с
учетом объемной рекомбинации.
2.2.4.Исследование перемещения максимума концентрации плазмы лазеров в цилиндрической трубке под действием поперечного магнитного поля
2.3. Анализ сил, действующих на заряженные частицы в разряде в поперечном магнитном поле
2.4. Влияние магнитного поля на функцию распределения электронов.
2.4.1. Теоретическое исследование
2.4.2. Экспериментальное исследование
2.5. Влияние магнитного поля на среднюю энергию электронов.
2.6. Влияние поперечного магнитного поля на продольный градиент электрического поля.
2.7. Выводы
3. МОДУЛЯЦИЯ МОЩНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАЗЕРОВ
МЕТОДОМ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОПЕРЕЧНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ИХ АКТИВНЫЕ СРЕДЫ
3.1. Понятие модового объема и его связь с помощью
лазера.
3.2. Модуляция мощности излучения атомарных и ионных лазеров под действием поперечного магнитного
3.3. Модель Слазера и кинетика Слазера, работающего в поперечном магнитном поле.
3.3.1. Анализ литературы дч
3.3.2. Релаксационные процессы в смесях С .
3.3.3. Кинетическая модель Слазера
3.3.4. Кинетические уравнения Слазера.ю
3.3.5. Решение системы кинетических уравнений
Слазера в стационарном режиме.ит
3.4. Программа расчета модуляционной характеристики Слазера и результаты вычислений.
3.5. Экспериментальное исследование модуляции
излучения Слазера поперечным магнитным полем .
3.6. Выводы
4. РАБОТА С1АЗЕРА, УПРАВЛЯЕМОГО ПОПЕРЕЧНЫМ
МАГНИТНЫМ ПОЛЕГЛ В ДИНАМШЕСКШ РЕШ4ГЛЕ.
4.1. Инерционность магнитной системы управления
4.1.1. Включение катушки с ферромагнитным сердечником
на импульсное напряжение.
4.1.2. Включение катушки с ферромагнитным сердечником
на синусоидальное напряжение.
4.2. Инерционность, обусловленная временем движения плазменного шнура поперек магнитного поля в
трубке.
4.3. Инерционность, обусловленная временем жизни возбужденных молекул в модовом объеме
4.4. Инерционность, обусловленная временем жизни излучения в резонаторе.щ
4.5. Экспериментальное исследование динамической работы Слазера, управляемого поперечным
магнитным полем.
4.6. Выводы
5. РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЕМОГО ПО МОЩНОСТИ СЛАЗЕРА
ПОПЕРЕЧНЫМ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ
5.1. Конструкция магнитной системы управления.
5.2. Расчет магнитного поля в зазоре сердечника, созданного постоянным током.
5.2.1. Теоретическое положение
5.2.2. Описание программы расчета.1ЬЗ
5.3. Расчет необходимой амплитуды входного напряжения
в зависимости от параметров катушки.
5.4. Анализ экономического эффекта применения лазера, управляемого поперечным магнитным полем
5.5. Выводы.
ЗАЮШЕШЕ
ЛИТЕРАТУРА


Если разность фаз соответствует половине длины волн, то это равноценно повороту направления поляризации на . При наличии анализатора пропускание может сильно меняться в зависимости от ориентации анализатора и направления поляризации луча, выходящего из электрооптической ячейки. А длина волны света. Величина ап, зависит от приложенного напряжения, таким образом пропускание света является функцией приложенного напряжения. Существуют различные варианты конструктивного выполнения электрооптических модуляторов. Если электрическое поле приложено параллельно направлению распространения света, то такое устройство называется продольным. Если оно приложено перпендикулярно поперечным. Для продольного модулятора требуется высокое напряжение. Поскольку быстрое переключение высоковольтных источников питания вызывает затрудения, то такие устройства применяются при низкой частоте модуляции. В поперечных модуляторах, в которых Е. Кристаллический элемент может иметь форму длинного тонкого параллелепипеда. Для таких поперечных модуляторов напряжение может быть более низким и, следовательно, частотная характеристика и улучшенной. Недостатком является малая угловая апертура. С увеличением длины волны увеличивается приложенное напряжение. Это означает, что в ИКобласти для электрооптических модуляторов требуется более высокое напряжение. Кроме того, материалы электрооптического элемента, работающего в этой области Л ,6 мкм, весьма дороги. Все это ограничивает применение
электрооптических модуляторов в ИКобласти. В магнитооптических модуляторах взаимодействие оптического излучения с управлящим сигналом происходит в среде, оптические параметры которой зависят от приложенной напряженности магнитного поля. В основе действия магнитооптических модуляторов лежит эффект Фарадея, который заключается во вращении плоскости поляризации линейнополяризованной волны под действием магнитного поля. Верде И напряженность магнитного поля I длина магнитоактивной среды. На рис. Фарадея. Оптическое излучение, проходя через поляризатор I, линейно поляризуется, угол поляризации при выходе из подмагниченной активной среды 2 изменяется и может совпадать или не совпадать с ориентацией осей анализатора 3. Изменение угла поляризации с помощью управляющего тока . Для фазовой модуляции на место поляризатора I и анализатора 3 устанавливаются четвертьволновые пластинки, преобразующие линейнополяризованную волну в кругополяризованную и обратно, а изменение фазы волн достигается изменением амплитуды подмагничивающего поля. Рис. Пааюазим лиг. Рис. Схема оптического Рис. Фарадея оптического модулятора
Для инфракрасного диапазона, эффект Фарадея слабо наблюдается, поэтому выбор материала для этого диапазона весьма ограничен. Наиболее подходящими являются некоторые сорта стекол С тяжелые, сверхплотные флинты, с помощью которых удается обеспечить малое внутреннее поглощение, незначительный эффект двойного лучепреломления. Однако проблема однородности магнитного поля в поперечном сечении, значительная потребляемая мощность, инерционность, необходимость в принудительном охлаждении для обеспечения постоянства модуляционных характеристик препятствуют широкому применению таких модуляторов. В основе этих модуляторов лежит явление дифракции луча света на системе плоских звуковых волы в некоторой подходящей среде. Пьезоэлектрический преобразователь, возбуждаемый радиочастотным генератором, создает в среде бегущие акустические волны. Благодаря упругооптическим свойствам среды в ней образуется пространственное периодическое возмущение показателя преломления. Луч света, падающий под некоторым углом на такую пространственную периодическую структуру, будет частично отклоняться также, как и луч света от дифракционной решетки рис. Для вещества с данной скоростью звука длина акустической волны или период решетки является функцией частоты задающего генератора, а угол отклонения определяется акустической волной. Амплитуда возмущения в среде зависит от подаваемой на преобразователь мощности и может быть использована для управления интенсивностью луча.