Математическое моделирование синхронизации полей лазеров с глобальной оптической связью

• Автор: Курчатов, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 98 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ.
Введение
Глава I. Теория синхронизации лазеров при однородной глобальной оптической связи
1.1. Границы когерентного режима генерации
1.2. Нестационарная генерация
Выводы
Глава II. Теория фазирования волноводных лазеров с глобальной связью, реализованной при помощи телескопической системы
2.1. Оптическая связь при помощи телескопической системы с фокальным фильтром
2.2. Основные уравнения, описывающие динамику генерации с сборке лазеров с фокальным фильтром
2.3. Расчет области когерентной генерации в установке с глобальной оптической связью
Выводы
Глава III. Исследование эффективности синхронизации волноводных СОг лазеров с пространственным фильтром
3.1. Качественный анализ зависимости мощности генерации от параметров пространственного фильтра
3.2. Расчет эффективности синхронизации. Сравнение с экспериментом

Выводы
Заключение
Литература
Приложение 1. Вывод основных уравнений, описывающих динамику генерации в сборке оптически связанных лазеров
Приложение 2. Вывод интегрального преобразования поля при полном обходе телескопа с фокальным фильтром

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время проблема получения мощного лазерного излучения высокого качества остается актуальной и имеет большое значение для развития лазерной техники и технологии. Хорошо известно, что увеличение мощности одноканального (однолучевого) лазера за счет увеличения его размеров приводит к ухудшению качества излучения. Модульная конструкция свободна от этого недостатка. Она позволяет в N раз (где N - число лазеров сборки) увеличивать мощность и создавать мощные компактные лазеры с высоким качеством излучения, характерным для одноканального лазера. Для многих приложений важна не только общая мощность излучения, но и возможность увеличения плотности мощности на мишени. Если излучение отдельных лазеров многоканального лазера не сфазировано, то при одинаковых условиях фокусировки максимальная плотность мощности в N раз больше плотности мощности, получаемой от одного лазера. В случае фазовой синхронизации излучения многоканального лазера происходит когерентное сложение лазерных пучков на мишени. В этом случае максимальная плотность мощности увеличивается пропорционально Л/2.
Можно выделить три способа частотной и фазовой синхронизации лазеров. Один из них основан на методах адаптивной оптики [1], синхронизация достигается путем сравнения сигнала каждого из лазеров с эталонным сигналом. Второй способ заключается в использовании сигнала лазера-эталона для инжекции во все лазеры набора [2, 3]. К этой же схеме можно отнести случай, когда сигнал инжекти-
Глава II. Теория фазирования волноводных лазеров с глобальной связью, реализованной при помощи телескопической системы.
В предыдущей главе проведен анализ режимов генерации наборов лазеров с модельной глобальной связью, при которой коэффициент связи одинаков для каждой пары лазеров сборки. В дальнейшем в настоящей работе рассматривается вопрос практической применимости построенной теории.
Как известно [12], глобальная связь с хорошим приближением может быть организована с помощью ограничивающей диафрагмы (фильтра) в фокусе телескопической системы, помещенной внутри общего резонатора лазеров сборки. Конкретные коэффициенты связи зависят от геометрических параметров выходной апертуры сборки, телескопической системы и пространственного фильтра. В настоящей главе изложена методики вычисления коэффициентов связи в общем виде. Кроме того, приводится анализ зависимости коэффициентов связи от параметров фильтра, а также результаты численного исследования режимов генерации в системе с фокальным фильтром, которая может быть получена дополнением телескопической системой одной из существующих экспериментальных установок [21].