Спектральные и энергетические характеристики излучения He-Ne, Ar+ и YAG-Nd3+ -лазеров с активной внутренней и внешней модуляцией

• Автор: Карасев, Владимир Анатольевич
• Шифр специальности: 05.27.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Шатура
• Количество страниц: 179 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА1. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ Не4Че - И Аг -ЛАЗЕРОВ НА
НЕЭКВИДИСТАНТНОСТЬ ПРОДОЛЬНЫХ МОД
1.1 .Спектральный состав излучения и взаимодействие продольных мод в газовых лазерах
1.2.Рас четы дисперсии активной среды в Не-Ые и Аг+- лазерах
1.3.Насыщение дисперсии активной среды в Аг+-лазере
с продольным магнитным полем
1.4.Влияние параметров Не-Ие и Аг+-лазеров на неэквидистантность продольных мод
1.5.Выводы к главе
ГЛАВА 2. СПЕКТРАЛЬНО-ВРЕМЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ ИЗЛУЧЕНИЯ
Не4е - И Аг - ЛАЗЕРОВ ПРИ МОДУЛЯЦИИ ПОТЕРЬ РЕЗОНАТОРА
2.1. Спектр межмодовых биений при несинхронной модуляции потерь резонатора Не-Ие-лазера
2.2. Применение акустооптического модулятора для измерений ненасыщенного коэффициента усиления и потерь в газовых лазерах
2.3 .Синхронная модуляция потерь резонатора Аг+- лазера
2.4. Выводы к главе
ГЛАВА 3. СПЕКТРАЛЬНЫЕ И АМПЛИТУДНЫЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ФЛУКТУАЦИЙ ИЗЛУЧЕНИЯ Не-Хе И Аг+-ЛАЗЕРОВ
3.1 .Изучение спектра флуктуаций в излучении Не-Ке-лазера
3.2 Исследование флуктуаций излучения Не-Ие-лазера со специальной газоразрядной кюветой

3.3.Изучение влияния продольного магнитного поля на колебания плазмы Аг+ - лазера
3.4.Измерение частотной зависимости коэффициента передачи колебаний тока накачки в излучение Аг+-лазера
3.5.Выводы к главе
ГЛАВА 4. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ И УГЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ИЗЛУЧЕНИЯ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ЛАЗЕРОВ С ВНЕШНЕЙ МОДУЛЯЦИЕЙ
4.1.Оптическая схема мощного импульсно-периодического
твердотельного лазера с высоким качеством излучения
4.2.Новый кристалл Са3Са,8Ю7- ТЧс13+ для импульснопериодических твердотельных лазеров
4.3.Широкоапертурный акустооптический модулятор неполяризованного излучения для мощных твердотельных технологических лазеров
4.4.Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
Эпоха третьей промышленной революции, начавшаяся в 90-х годах, ознаменована большими успехами в исследованиях, разработке и широком применении лазерной техники и технологии во многих сферах человеческой деятельности. Прежде всего следует назвать наукоемкие отрасли промышленности, экологию, медицину, геодезию, геофизику, наземную и космическую связь, локацию, дальнометрию, вычислительную технику, военное дело и т. д. Стремительное внедрение лазеров в различные области науки и техники обусловлено такими уникальными свойствами лазерного луча как пространственная и временная когерентность, монохроматичность и малая угловая расходимость.
В настоящее время большой практический интерес проявляется к газоразрядным когерентным источникам излучения, работающим в широком диапазоне длин волн - от ультрафиолетовых до инфракрасных как в импульсном, так и в непрерывном режимах.
Исследования информационного потока публикаций к 1993 г., проведенные в работе [1], на основе материалов реферативного журнала «Физика», позволили определить следующие направления разработок газовых лазеров: лазеры на двуокиси углерода, гелий-неоновые лазеры, лазеры на парах металлов, эксимерные лазеры, лазеры на моноокиси углерода и азотные лазеры. Предполагается, что к 2000-му году линейность возрастания всего массива публикаций по газоразрядным лазерам сохранится, причем лидеры - С02-лазеры и аутсайдеры М2- и СО-лазеры останутся на своих местах. Столь продолжительный и стабильный интерес к газовым лазерам объясняется рядом уникальных физических и технических свойств, присущих только этим источникам

где Епо(г1:), Епо(г1;) и (р„{і) - медленно меняющиеся функции времени, ю„ - круговые частоты мод. Ет при генерации N мод на выходе лазера записывается в виде [52]:
Ет =— еіа"-Епо{Епо ехр[-і(п+А+)п)]+Епо ехр[і(п+А+п)], (1.17.)
2 п п
где ю0 - несущая частота,
А - круговая частота межмодового разделения.
Плотность мощности излучения I равна значению вектора Пойтинга [51]:

— - Е2Т, (1-18.)
471 р
где в - диэлектрическая проницаемость, р - магнитная проницаемость.
Обычно выходные окна газовых лазеров расположены под углом Брюстера. Тогда излучение поляризовано практически линейно, и
Ело =Епо. (1.19.)
В этом случае выражение для плотности мощности излучения принимает следующий вид:

I(t)= lEn0cos(n+A+ Vp 871 [L n J L n
(1.20.)
Для определения длительности импульсов лазера со связанными модами, в котором fp соответствует выражению (1.15.), необходимо в выражении (1.20.) подставить конкретные значения амплитуд генерируемых мод Еп0, расстояние между ними А, а все срп приравнять к нулю. Затем, изменяя время t , можно построить зависимость I(t), из которой и будет найдена длительность импульса. Результаты работы [53] служат хорошим подтверждением такого метода определения