Резонансные и параметрические явления в задачах генерации лазерного излучения

• Автор: Радина, Татьяна Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 304 с. : ил.

Оглавление
Список обозначений
1 Введение
2 Гауссовы пучки в неоднородных средах и лазерные резонаторы
2.1 Начальные сведения. Немного истории
2.2 Параболическое уравнение
2.3 Вычисление АВСВ-матрицы для слабонеоднородной среды
2.4 Собственные колебания линейного резонатора с гауссовой диафрагмой
2.5 Невзаимность распределений полей встречных волн
2.6 Потери и частоты резонаторной моды
2.7 Собственные колебания кольцевого резонатора с гауссовой диафрагмой
2.8 Невзаимность поперечных распределений полей встречных волн кольцевого резонатора
2.9 Частоты и потери кольцевого резонатора с гауссовой диафрагмой
3 Расчет поляризованности активной среды
3.1 Используемые приближения
3.2 Уравнение для элементов матрицы плотности и ее решение методом итераций

3.3 Решение уравнений для элементов матрицы плотности методом
итераций
3.4 Поляризованность среды в случае неподвижных атомов
3.5 Поляризованность среды в случае неоднородного уширения линии
3.5.1 Приближение первого порядка
3.5.2 Изменение населенностей резонансных уровней
3.6 Вычисление поляризованное в поле бегущей монохроматической волны
3.7 Поляризованность среды в поле двух однонаправленных волн .
3.8 Поляризованность среды в поле двух встречных волн
3.9 Распространение бегущей волны в нелинейной среде
4 Природа провала в контуре интенсивности генерации одномодового лазера
4.1 История вопроса
4.2 Одномодовая генерация кольцевого лазера
4.3 Одномодовая генерация линейного лазера
5 Дифракционно-линзовый механизм образования асимметрии провала в контуре интенсивности одномодового лазера
5.1 Причины возникновения асимметрии провала Лэмба
5.2 Радиальная неоднородность резонансных сред
5.3 Постановка задачи и основные уравнения
5.4 Распределения полей встречных волн
5.5 Частотно-зависимые потери и частотные сдвиги резонаторной

5.6 Слабое возмущение резонатора

5.7 Нелинейная теория
5.8 Влияние поперечного пролетного эффекта на положение провала в контуре интенсивности
6 Дифракционные явления в кольцевых газовых лазерах
6.1 Кольцевой лазер в прецизионных системах
6.2 Исследование генерации кольцевого лазера в модели плоских волн
6.3 Результаты экспериментального исследования невзаимных эффектов и попытки их объяснения
6.4 Собственные колебания кольцевого резонатора со слабо нелинейной средой
6.5 Нелинейная теория
6.6 Фазовая невзаимность встречных волн
7 Кольцевые лазеры в системах стабилизации частоты
7.1 Резонансы интенсивностей и частот генерации встречных волн
в кольцевых газовых лазерах
7.2 Резонансы интенсивностей и частот в лазере с невзаимным устройством
7.3 Резонансы интенсивностей и частот в лазере без невзаимных устройств
Приложение 1.
Приложение 2.
Заключение

ботах.
Отсутствие адекватной теоретической модели привело к тому, что наблюдаемые резонансы были разделены на два различных типа. Было принято считать, что насыщение мнимой части поляризуемости приводит к возникновению конкурентных резонансов. В этом случае внутри области сильной связи генерация происходит на обеих встречных волнах, причем частоты и интенсивности волн различны. Необходимым условием возникновения этого вида резонансов называлась разность добротностей резонатора для встречных волн, при этом считалось, что разность добротностей достигается с помощью соответствующей юстировки резонатора. Существование режима однонаправленной генерации, когда внутри области сильной связи одна из волн оказывалась полностью погашена, связывалось с насыщением вещественной части поляризуемости. Для осуществления такого режима использовалась либо дополнительна юстировка резонатора, либо внешняя обратная связь, которая достигалась путем использования внешнего возвратного зеркала. Очевидно, что как в том, так и в другом случае использовались трудно воспроизводимые приемы достижения требуемого режима генерации.
Теоретическое исследование основных закономерностей поведения резонансов частот и интенсивностей вначале проведено в модели плоских волн для лазера, резонатор которого содержит специальные невзаимные устройства. Эти расчеты позволили выявить закономерности в поведении резонансных изменений частот и интенсивностей, которые возникают вблизи и внутри области сильной связи при создании в резонаторе частотной или/и амплитудной невзаимности. Затем расчеты выполнены в модели гауссовых пучков для кольцевого лазера без невзаимных элементов. Проведено детальное сравнение наших расчетов с результатами опубликованных экспериментальных работ.