Эффекты когерентного излучения классических и квантовых осцилляторов в широкополосных усилителях и импульсных генераторах

• Автор: Кочаровская, Екатерина Рудольфовна
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 155 с. : ил

Оглавление
Введение
1 Усиление излучения в процессе стохастического торможения релятивистского электронного потока в поле широкополосной некогерентной накачки
1.1 Введение. Дисперсия электронов, спектр накачки и КПД ЛСЭ
1.2 Законы сохранения и диффузия электронов в квазилинейном приближении
1.3 Анализ уравнений для сигнальной волны и функции распределения электронов.
Эффективная длина усиления
1.4 Повышение эффективности ЛСЭ, запитываемого сильно-точным релятивистским пучком, при использовании неко- герентной накачки
1.5 Сравнение эффективности усиления сигнала..в случаях некогерентной и когерентной накачки
1.6 Выводы. Достоинства широкополосной стохастической накачки
2 Режим группового синхронизма в волноводных ЛСЭ, за-питываемых последовательностью коротких электронных сгустков
2.1 Введение. Конкуренция дисперсионного расплывания электромагнитного импульса и его локализации вблизи электронного сгустка
2.2 Уравнения возбуждения и характеристическое уравнение
для мод в условиях группового и тактового синхронизма
у-"'
у д-.л д д,д д: лу-д';д. д,удд:У.д;Д:-- у
л..-' . :а- .Г: а-Гй:'.-. , V?;'
.у.1 ' ДУаДД - Д'ДДД ДД-'.. ''Д:, х.-УУ;--’ "х-У.У'. ДдД'.. ДДДхДД;Д/. У".'У „
‘ ::уС.; у -уд*
УУДдд,; -у АД : У- л” |Д У У ; ' У'.' дДд ' ;.Д А, ДА- х ДА .у, ' I » .» 2.3 Локализованная .супермода и квазиоднородные моды ре- „ „
зонатора
УД-ДУЙ? 2.4 Влияние конечных длин электронного сгустка и резонато- 1 ' ;;уА.у ’
7- д
. :У, Д ра на структуру основной моды и порог самовозбуждения
ЛСЭ
2.5 Нелинейная модификация профиля основной моды и свой-д
. ства стационарной импульсной генерации. Сравнение с экс-:
А -'д
Д);дА периментом
’* 2.6 Выводы. О канализирующих свойствах
электронных сгустков
3 Когерентное усиление ультракоротких импульсов в активированных световодах с доминирующим неоднородным
уширеннием
3.1 Введение. Абсолютная и конвективная неустойчивости и
ограничения на сверхизлучение в ансамбле двухуровневых осцилляторов
3.2 Условия когерентности процесса усиления в широкополос-
ных световодах и особенности инициированного сверхизлучения
3.3 Основные представления о многоканальном когерентном усилении. Оценка числа доступных
спектральных каналов
3.4 Качественный анализ изменения формы и спектра импульса на линейном и нелинейном этапах
3.5 Эволюция двух последовательных импульсов в одном спек-
тральном канале в условиях заданной начальной инверсии активных центров
3.6 Эволюция и интерференция двух одновременных импульсов в соседних спектральных каналах.
Спектральная селекция
3.7 Эволюция двух импульсов, разнесенных и по времени, и по
частоте. Спектрально-временная селекция
3.8 Выводы. Сравнение с некогерентным усилением
4 Синхронная генерация встречных волн и сверхизлучение
ПОЛяритонных МОД двухуровневой среды В низкодоброт- '
Ь - ' Д ДА Ад' А ’ '/."У- Д-ДА /С;:.' АД-ДДАА#!': ' 7:.-. Дд.;Д .'I
- Д -2 аД-ДДйД.Д.." ". , . Д. Д?:

•УД ' Д , г-
Ш д-д ''-д Д;А - А'дс- 'АДА :аа--- А Г!: А А

ном резонаторе Фабри-Перо
4.1 Введение. Влияние слабых отражений на коллективное спонтанное излучение ансамбля двухуровневых осцилля-торов
4.2 Уравнения Максвелла-Блоха в интегральной и дифференциальной формах с учетом взаимодействия встречных волн. Дисперсия и инкременты поляритонных мод
4.3 Анализ брэгговского отражения на самосогласованной решетке инверсии населенностей двухуровневых осцилляторов
4.4 Основные свойства модового сверхизлучения. Одномодовый и многомодовый режимы
4.5 Эффективный потенциал и нелинейное уравнение маятника для амплитуды угла Блоха. Одноимпульсный и ос-
цилляторный режимы
4.6 Особенности сверхизлучения в низкодобротном резонаторе
и выбор его оптимальных параметров. Переход от суперлюминесценции волн непрерывного спектра к генерации поляритонных мод с ростом начальной инверсии
4.7 "Горячие" моды активного образца в отсутствие резонатора и эффекты слабых отражений на скачке комплексного показателя преломления инвертированной среды
4.8 Выводы. Некоторые экспериментальные и численные подтверждения рассмотренных эффектов
Заключение
Литература

Глава
Режим группового синхронизма в волноводных ЛСЭ, напитываемых последовательностью коротких электронных сгустков
2.1 Введение. Конкуренция дисперсионного расплывания электромагнитного импульса и его локализации вблизи электронного сгустка
Одной из особенностей коротковолновых ЛСЭ генераторов является то, что для их запитки используются релятивистские электронные пучки, представляющие собой последовательность коротких сгустков [80,81,98]. Подобный характер электронных пучков по существу обусловлен принципами действия ускорителей (линейных ускорителей, накопительных колец, микротронов), используемых для получения пучков высокоэнер-гетичных электронов достаточно большой плотности. При этом, как правило, расстояние между сгустками на несколько порядков превосходит длину сгустка. Для реализации стационарного режима импульсной генерации уже в первых ЛСЭ ИК диапазона было предложено ориентироваться на режим тактового синхронизма, т. е. делать период следования сгустков близким к периоду обращения светового импульса по резонатору, что достигается соответствующим выбором расстояния между зеркалами резонатора. При использовании квазиоптических резонаторов типа Фабри-Перо световой импульс циркулируют между зеркалами со скоростью света и, следовательно, несколько обгоняет электронный сгусток. Для компенсации подобного сдвига период следования электрон-