Bộ cộng hưởng vòng. Bộ cộng hưởng quang vòng Bộ cộng hưởng vòng tách

bộ cộng hưởng vòng- bộ cộng hưởng quang, trong đó ánh sáng truyền dọc theo một đường kín theo một hướng. Bộ cộng hưởng vòng thể tích bao gồm ba hoặc nhiều gương được định hướng sao cho ánh sáng được phản xạ lần lượt từ mỗi gương, tạo nên một vòng quay hoàn chỉnh. Bộ cộng hưởng vòng tìm thấy ứng dụng rộng rãi trong con quay hồi chuyển laser và laser. Trong laser sợi quang, thiết kế đặc biệt của bộ cộng hưởng vòng sợi quang được sử dụng, thường ở dạng sợi quang được đóng thành vòng với bộ ghép WDM để nhập bức xạ bơm và xuất bức xạ được tạo ra.

Xem thêm

Viết nhận xét về bài viết "Vòng cộng hưởng"

Văn chương

Zvelto O. Nguyên tắc của Lasers = Nguyên tắc của Lasers. - Tái bản lần thứ 3. - M.: Mir, 1990. - 558 tr. - ISBN 5-03-001053-X.
Agrawal G.P. Công nghệ sóng ánh sáng: linh kiện và thiết bị. - Wiley-IEEE, 2004. - 427 tr. - ISBN 9780471215738.
Agrawal G.P. Các ứng dụng của sợi quang phi tuyến. - tái bản lần 2. - Nhà xuất bản Học thuật, 2008. - Tập. 10. - 508 tr. - (Dòng quang học và Photonis). - ISBN 9780123743022.

liên kết

- bài viết từ Bách khoa toàn thư vật lý

Một đoạn trích đặc trưng cho Ring Resonator

"Vâng, một chiếc ví xinh xắn... Vâng... vâng..." anh nói, và đột nhiên tái mặt. “Hãy nhìn xem, chàng trai trẻ,” anh nói thêm.
Roxtov cầm chiếc ví trên tay, nhìn nó, nhìn số tiền trong đó và nhìn Telyanin. Theo thói quen, viên trung úy nhìn quanh và dường như đột nhiên trở nên rất vui vẻ.
“Nếu chúng ta ở Vienna, tôi sẽ để mọi thứ ở đó, và bây giờ chẳng còn nơi nào để đi trong những thị trấn nhỏ tồi tàn này,” anh nói. - Thôi anh bạn trẻ, tôi đi đây.
Rostov im lặng.
- Thế còn bạn? cũng ăn sáng? Họ được cho ăn đàng hoàng,” Telyanin tiếp tục. - Nào.
Anh đưa tay ra và cầm lấy chiếc ví. Rostov đã thả anh ta ra. Telyanin cầm lấy chiếc ví và bắt đầu đút nó vào túi quần, lông mày của anh ấy thản nhiên nhướng lên, và miệng anh ấy hơi hé mở như thể đang nói: “Vâng, vâng, tôi đã bỏ chiếc ví của mình vào túi, và nó rất đơn giản, và không ai quan tâm đến điều này”.
- Thế nào, chàng trai trẻ? anh nói, thở dài và nhìn vào mắt Roxtov từ dưới đôi lông mày đang nhướng lên của anh. Một loại ánh sáng nào đó từ đôi mắt, với tốc độ của tia lửa điện, chạy từ mắt Telyanin sang mắt Rostov và ngược lại, ngược lại, tất cả chỉ trong tích tắc.
“Lại đây,” Rostov nói, nắm lấy tay Telyanin. Anh gần như kéo cậu đến bên cửa sổ. - Đây là tiền của Denisov, anh lấy đi... - anh thì thầm vào tai anh.
“Cái gì?… Cái gì?… Sao ngươi dám?” Cái gì?... - Telyanin nói.
Nhưng những lời này nghe như một tiếng kêu ai oán, tuyệt vọng và một lời cầu xin sự tha thứ. Ngay khi Rostov nghe thấy âm thanh của giọng nói này, một tảng đá nghi ngờ khổng lồ đã rơi ra khỏi tâm hồn anh. Anh cảm thấy vui mừng, đồng thời anh cảm thấy tiếc cho người đàn ông bất hạnh đang đứng trước mặt anh; nhưng nó là cần thiết để hoàn thành công việc bắt đầu.
“Những người ở đây, có Chúa mới biết họ có thể nghĩ gì,” Telyanin lầm bầm, chụp lấy chiếc mũ của mình và đi vào một căn phòng nhỏ trống rỗng, “chúng ta cần phải giải thích cho chính mình...
“Tôi biết điều đó và tôi sẽ chứng minh điều đó,” Rostov nói.
- TÔI…
Khuôn mặt nhợt nhạt, sợ hãi của Telyanin bắt đầu run lên toàn bộ cơ bắp; mắt anh vẫn chảy, nhưng ở đâu đó bên dưới, không ngước lên mặt Rostov, và người ta nghe thấy tiếng nức nở.
- Tính!... thiếu gia đừng làm hư... tiền vô phúc này đây, cầm lấy đi... - Hắn ném xuống bàn. - Bố già rồi mẹ ơi!...
Rostov nhận tiền, tránh ánh mắt của Telyanin và không nói một lời, rời khỏi phòng. Nhưng đến cửa anh dừng lại và quay lại. “Chúa ơi,” anh nói trong nước mắt, “sao em có thể làm được điều này?

bộ cộng hưởng vòng

Xem thêm

Bộ cộng hưởng Fabry - Perot

Văn chương

Zvelto O. Nguyên tắc của Lasers = Nguyên tắc của Lasers. - Tái bản lần thứ 3. - M.: Mir, 1990. - 558 tr. - ISBN 5-03-001053-X
Agrawal G.P. Công nghệ sóng ánh sáng: linh kiện và thiết bị. - Wiley-IEEE, 2004. - 427 tr. - ISBN 9780471215738
Agrawal G.P. Các ứng dụng của sợi quang phi tuyến. - tái bản lần 2. - Nhà xuất bản Học thuật, 2008. - Tập. 10. - 508 tr. - (Dòng quang học và Photonis). - ISBN 9780123743022

liên kết

cộng hưởng quang học- bài viết từ Bách khoa toàn thư vật lý

Quỹ Wikimedia. 2010 .

Ring (kho điện)
vòng hiện tại

Xem "Ring resonator" là gì trong các từ điển khác:

bộ cộng hưởng vòng- Một bộ cộng hưởng quang trong đó xảy ra sự lan truyền dao động điện từ trong một mạch kín. [GOST 15093 90] Chủ đề thiết bị laze Bộ cộng hưởng vòng EN … Cẩm nang phiên dịch viên kỹ thuật

bộ cộng hưởng vòng- žiedinis rezonatorius statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. khoang vòng; bộ cộng hưởng vòng vok. Nhạc chuông, m rus. bộ cộng hưởng vòng, m pranc. cộng hưởng annulaire, m … Fizikos terminų žodynas

bộ cộng hưởng vòng- Một bộ cộng hưởng hở, các gương của nó đảm bảo sự lan truyền của sóng điện từ dọc theo một mạch kín ... Từ điển giải thích thuật ngữ bách khoa

VÒNG LASER- xem Nghệ thuật. Bộ cộng hưởng quang học. Bách khoa toàn thư vật lý. Trong 5 tập. Mátxcơva: Bách khoa toàn thư Liên Xô. Tổng biên tập A. M. Prokhorov. 1988... bách khoa vật lý

cộng hưởng quang học- một tập hợp nhiều phần tử phản xạ tạo thành bộ cộng hưởng hở (trái ngược với bộ cộng hưởng khoang kín được sử dụng trong phạm vi vi sóng), tạo thành sóng ánh sáng dừng. Bộ cộng hưởng quang học là một trong những yếu tố chính ... ... Wikipedia

KHOANG QUANG HỌC- một thiết bị trong đó email đang đứng hoặc đang chạy có thể được kích hoạt. lớn. sóng quang. phạm vi. Hoặc. là một tập hợp của một số gương và yavl. bộ cộng hưởng mở, không giống như hầu hết các bộ cộng hưởng khoang được sử dụng trong phạm vi ... ... bách khoa vật lý

laser sợi quang- Laser erbium femto giây toàn sợi quang. Laser laze sợi quang, môi trường hoạt động và có thể là bộ cộng hưởng là các phần tử của quang ... Wikipedia

con quay laze- Sơ đồ con quay laser. Tại đây, chùm tia laze lưu thông với sự trợ giúp của các gương và liên tục được khuếch đại bởi tia laze (chính xác hơn là bởi bộ khuếch đại lượng tử). Một vòng khép kín có một nhánh xuyên qua một gương mờ (hoặc, ví dụ, qua một khe) vào một cảm biến dựa trên ... Wikipedia

hình số tám laser- Laser sợi quang với bộ cộng hưởng vòng hình số tám. Trong: bức xạ bơm. Out: bức xạ ra. 1: sợi hoạt tính. 2: bản phân cực. 3: bộ cách ly quang học. 4 bộ ghép nối WDM. 50:50 chia 50 / ... Wikipedia

Lịch sử phát minh ra tia laser- 1917 A. Einstein trình bày khái niệm về phát xạ kích thích 1920 I. Frank và F. Reiche xác nhận sự tồn tại của các trạng thái siêu bền trong trạng thái kích thích 1927 Paul Dirac tạo ra lý thuyết lượng tử về phát xạ kích thích 1928 R. Ladenburg ... ... Wikipedia

KHOANG QUANG HỌC- một bộ sưu tập của một số yếu tố phản chiếu hình thành mở cộng hưởng(trái ngược với đóng cửa cộng hưởng khoangđược sử dụng trong phạm vi vi sóng). Đối với bước sóng< 0,1 см использование закрытых резонаторов, имеющих размеры đ~ khó khăn do nhỏ đ và tổn thất năng lượng lớn trong các bức tường. Việc sử dụng các bộ cộng hưởng khoang với đ> cũng không thể vì sự kích thích của một số lượng lớn các thuộc tính trong chúng. các dao động có tần số gần nhau, do đó các vạch cộng hưởng chồng lên nhau và các đặc tính cộng hưởng thực tế biến mất. kẻ trộm. các yếu tố phản xạ không tạo thành một khoang kín, vì vậy hầu hết là của riêng nó. dao động tắt dần mạnh và chỉ một phần nhỏ của chúng tắt dần yếu. Kết quả là, quang phổ của O. p thu được. rất thưa thớt.
Hoặc. - hệ thống cộng hưởng laze, xác định thành phần quang phổ và chế độ của bức xạ laze, cũng như tính định hướng và phân cực của nó. Từ O. r. việc lấp đầy môi trường hoạt động của tia laser bằng trường bức xạ và do đó, năng lượng bức xạ lấy từ nó và hiệu quả của tia laser phụ thuộc.
Đơn giản nhất O. p. Là giao thoa kế Fabry - Lông vũ, gồm hai gương phẳng song song. Nếu giữa hai gương cách nhau một khoảng đ từ nhau, một sóng phẳng truyền bình thường đến chúng, sau đó do sự phản xạ của nó từ các gương trong không gian giữa chúng, sóng dừng (dao động tự nhiên) được hình thành. Điều kiện để hình thành chúng là ở đâu q- số nửa sóng phù hợp giữa các gương, được gọi là. chỉ số dao động dọc (thường q~ 10 4 - 10 6). Riêng O. của tần số của dòng sông. dạng toán học. sự tiến bộ với sự khác biệt c/2d(quang phổ cách đều). Thực tế do nhiễu xạ ở các cạnh của gương nên trường dao động cũng phụ thuộc vào tọa độ ngang và các dao động cũng được đặc trưng bởi các chỉ số ngang. t, P, xác định số lần chuyển đổi trường thành 0 khi thay đổi tọa độ ngang. Nhiều hơn t và P, độ tắt dần của các dao động do bức xạ vào không gian (do hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng ở rìa các gương) càng lớn. mod với t = n = 0 tên dọc, phần còn lại - ngang.
Vì hệ số dao động tắt dần tăng khi tăng t và P nhanh hơn khoảng tần số giữa các dao động liền kề, khi đó các đường cong cộng hưởng tương ứng với độ lớn t và P, chồng chéo và các dao động tương ứng không xuất hiện. Coef. giảm xóc cũng phụ thuộc vào số lượng N Vùng Fresnel có thể nhìn thấy trên đường gương. r từ trung tâm của một gương khác nằm ở một khoảng cách từ đầu tiên d:(cm. vùng lưới tản nhiệt). Tại N~ 1 còn lại 1 - 2 dao động đi kèm là chính. dao động ( q = 1).

Bộ cộng hưởng hai gương. Hoặc. với gương phẳng rất nhạy cảm với biến dạng và biến dạng của gương, điều này hạn chế ứng dụng của chúng. O. sông bị tước đoạt sự thiếu thốn này. với hình cầu gương (Hình 1), trong đó các tia phản xạ liên tục từ gương lõm không vượt ra ngoài bề mặt bao - chất ăn da. Do trường sóng phân rã nhanh chóng bên ngoài lớp ăn da, nên bức xạ từ khối cầu Hoặc. với một tụ điện nhỏ hơn nhiều so với bức xạ từ một phẳng O. r.

Cơm. 1. Bộ cộng hưởng hai gương.

Sự hiếm gặp của quang phổ trong trường hợp này được nhận ra do thực tế là kích thước của chất ăn da tăng lên khi tăng t và N. Đối với dao động có độ lớn t và P tụ quang hóa ra nằm gần mép gương hoặc hoàn toàn không được hình thành. hình cầu Hoặc. với một chất ăn da được gọi là ổn định, do chùm tia đồng trục không rời khỏi vùng đồng trục khi phản xạ (Hình 2, một). kháng O. p. không nhạy cảm với các chuyển vị nhỏ và biến dạng của gương, chúng được sử dụng với phương tiện tích cực có độ khuếch đại nhỏ (10% mỗi lần truyền). Đối với phương tiện có độ khuếch đại cao, các OR không ổn định được sử dụng, trong đó không thể hình thành chất ăn da; một chùm tia đi gần trục của bộ cộng hưởng với một góc nhỏ so với nó, sau khi phản xạ, sẽ di chuyển ra xa trục một cách vô tận. Trên hình. 2( b) một sơ đồ về sự ổn định của O. r. lúc khác nhau mối quan hệ giữa các bán kính r 1 và r 2 gương và khoảng cách đ giữa họ. Các khu vực không bóng mờ tương ứng với sự hiện diện của chất ăn da và các khu vực bóng mờ tương ứng với sự vắng mặt của chúng. Các điểm tương ứng với một bộ cộng hưởng với các gương phẳng (P) và đồng tâm (K) nằm trên ranh giới của các vùng được tô bóng. Trên ranh giới giữa O. p ổn định và không ổn định. còn confocal O. của sông nằm. ( R1 = r 2 = d). Từ dòng sông O. kháng chiến. tối đa bán tiêu điểm thường được sử dụng ( R1= x r 2 = 2đ), từ không ổn định - kính thiên văn O. p. ( R1+ R2 = 2đ). Tổn thất bức xạ trong O. r không ổn định đối với dao động của các loại cao hơn lớn hơn nhiều so với dao động chính. biến động. Điều này làm cho nó có thể đạt được việc tạo ra laser một chế độ và định hướng bức xạ cao đi kèm.

Cơm. 2. Hình thành xút ( một) và sơ đồ ổn định của bộ cộng hưởng hai gương ( b): dấu cộng đánh dấu các vùng ổn định; điểm trừ - khu vực không ổn định; đường liền nét là ranh giới của các vùng này; P - bộ cộng hưởng với gương phẳng; Conf. - bộ cộng hưởng tiêu điểm; K - bộ cộng hưởng đồng tâm; đường chấm chấm - đường cộng hưởng kính thiên văn.

Học thuyết. Phân phối điện lĩnh vực e bền vững O. p. trong mặt phẳng vuông góc với trục O. của sông. ( z) được mô tả bởi biểu thức

Nơi đây E 0- hệ số xác định biên độ của trường; N t, p- Đa thức Hermite (xem đa thức trực giao) t-th và Nđộ: H 0 (x) = 1, H 1 (x) \u003d 2x, H 2 (x) = 4x 2 - 2, H 3 (x) = 8x 3 - 12x; W- bán kính ngang của chế độ dọc (ở khoảng cách từ trục O. R., bằng W, mật độ năng lượng của chế độ dọc giảm trong e Một lần). Nghiện w(z) có dạng

trong đó a z được tính từ cái gọi là. eo của chế độ dọc, tức là từ điểm đó trên trục của bộ cộng hưởng, nơi bán kính của nó có ít nhất. giá trị bằng W0(Hình 2, một). Khoảng cách từ thắt lưng đến gương R1

bán kính của chế độ dọc trong eo

Phổ tần số của hai gương O. r. được đưa ra bởi điều kiện

Phân bố trường trên gương được thể hiện trong hình. 3. Vì phổ tần số của hai gương O. r. suy biến (chỉ phụ thuộc vào tổng t+ N, nhưng không phải từ từng chỉ số riêng biệt), thì E(x, y) có thể khác với (1). Hình thức phân bố cụ thể phụ thuộc vào các tác động nhiễu yếu từ các màng chắn hoặc các vật thể khác trong vùng bị chùm tia chiếm giữ. Đặc biệt, với tính đối xứng trục, có thể phân bố trường (Hình 4), được mô tả dưới dạng hình trụ. tọa độ ( r,, z) biểu hiện

Nơi đây tôi, p- chỉ số dao động, xác định số lần trường về 0 khi thay đổi r và W(z) là bán kính của chế độ dọc; - đa thức Laguerre tổng quát:

Quang phổ O. r. với phép đối xứng trục được xác định bởi hệ thức (2), trong đó ( t + P+ 1) nên được thay thế bằng ( 2p + l+ 1).

Cơm. 3. Trường phân bố trên gương đối xứng hình chữ nhật.

Cơm. 4. Phân bố trường trên gương đối xứng trục; * tương ứng với phân bố trường khi bổ sung hai chế độ phân cực trực giao.

Bộ cộng hưởng tổng hợp. Ngoài gương O. p. thường chứa cái gọi là. các yếu tố hoạt động (tấm, thấu kính, v.v.). Tổng hợp O. p. có thể hoạt động ở hai chế độ, tùy thuộc vào việc bức xạ phản xạ từ các bề mặt trung gian được sử dụng hay mất đi. Nếu dùng bức xạ phản xạ thì O. r. gọi là đã đồng ý. Mỗi phần của O. R. phối hợp, được kết nối giữa hai giao diện liền kề, có thể được coi là riêng biệt. bộ cộng hưởng và các chế độ ngang của các bộ cộng hưởng này được chọn sao cho chúng trùng nhau tại các giao diện. Điều kiện khớp (Hình 5) có dạng

Đồng ý O. r. có phổ không cách đều nhau và có thể được sử dụng để làm hiếm phổ dọc của O. p. (xem bên dưới).
Một vấn đề quan trọng trong trường hợp hợp chất O. p. là hiệu quả. lấp đầy môi trường hoạt động của tia laser bằng trường của chế độ đã chọn. Nếu hợp O. r. có trục hoặc mặt phẳng đối xứng, thì chế độ dọc (như trong trường hợp hai gương O, r.) là chùm Gaussian (xem Hình. bán quang học) ) đi qua quang. phần tử được mô tả bởi ma trận của các phần tử này (xem phương pháp ma trận trong quang học), và đoạn văn đi qua O. p. được mô tả bởi một ma trận là tích của các ma trận của các thành phần quang học của nó. phần tử. Trong trường hợp này, tham số phức tạp của chùm Gaussian qđược xác định bởi ur-tion

Cq 2 + (D - A)q - B = 0.

Coef. A B C D tạo thành một ma trận của O. p. Đây là phương trình, cũng như các tỷ lệ R= -tôi, = [tôi(1 /q)] -1 giúp xác định bán kính ngang của chùm tia và bán kính cong của mặt sóng r trong bất kỳ phần nào của bộ cộng hưởng.

Lựa chọn chế độ theo chiều dọc. Đối với sự hiếm gặp (lựa chọn) của các chế độ dọc có cùng phân bố trường ngang nhưng khác nhau về tần số, các bộ cộng hưởng chứa các phần tử phân tán (lăng kính, cách tử nhiễu xạ, giao thoa kế, v.v.) được sử dụng. Đặc biệt, một chất phụ gia được sử dụng làm yếu tố phân tán. O. R., được liên kết với cái chính và tạo thành cái gọi là. gương tương đương, hệ số phản xạ to-rogo r phụ thuộc vào tần số v. Để loại bỏ một trong các chế độ dọc khỏi phổ, tối đa. phù hợp tuyến tính ba gương O. r. (Hình 6, một), để cô lập một chế độ dọc trong quang phổ - bộ cộng hưởng Fox-Smith (Hình 6, b) và hình chữ T (Hình 6, Trong). Trong trường hợp nek-ry nó là thuận tiện O. sông. Michelson (Hình 6, g).

Cơm. 6. Các loại bộ cộng hưởng ghép (I) và sự phụ thuộc tần số của hệ số phản xạ của một gương tương đương v(II).

Laser nhuộm sử dụng sự kết hợp của nhiễu xạ cách tử và giao thoa kế Fabry - Perot (Hình 7). Trong trường hợp này, giao thoa kế chọn ra một chế độ dọc và cách tử ngăn cản việc tạo ra ở các bậc khác của giao thoa kế. Ống kính L 1 và L 2, tạo thành cái gọi là. kính viễn vọng, chúng khớp chùm tia hẹp đi qua môi trường hoạt động A với chùm tia rộng đi vào giao thoa kế và cách tử.Môi trường hoạt động trong một O. r như vậy. còn đóng vai trò màng ngăn phát hành chính. thời trang ngang. Như vậy O. r. làm cho nó có thể tạo ra một tần số có thể điều chỉnh trong một phạm vi rộng laser nhuộm.

Cơm. 7. Bộ cộng hưởng chứa các phần tử tán sắc (dùng trong laser nhuộm màu). A - cuvet chứa môi trường hoạt động; З - gương mờ hoặc trong suốt một phần; I - giao thoa kế Fabry-Perot; D - cách tử nhiễu xạ.

Việc lựa chọn các chế độ ngang dựa trên sự khác biệt trong phân phối các trường của các chế độ ngang với các chế độ khác nhau t và P. Vì nó thường được yêu cầu để làm nổi bật cái chính. thời trang, đến thiên đường có min. góc, phân kỳ, phân phối Gaussian và min. chiều dài theo hướng ngang, sau đó cơ hoành của chùm tia được áp dụng bên trong O. p. Bán kính màng phải xấp xỉ bằng bán kính ngang của chế độ sau chế độ chính. Trong trường hợp này, tổn thất của tất cả các chế độ, ngoại trừ chế độ chính, đều tăng lên rất nhiều.
Khi chọn các chế độ ngang, điều cần thiết là sự thống nhất còn lại. chế độ lấp đầy môi trường hoạt động một cách hiệu quả. Do đó, ranh giới của các vùng ổn định rất quan trọng (Hình 2, 6 ), trong đó kích thước ngang của các chế độ tăng: 1) bán kính chế độ tăng trong toàn bộ âm lượng nếu khoảng cách đ giữa hai gương không đổi và bán kính cong của hai gương Rl và R2(điều này làm tăng đáng kể độ nhạy của bộ cộng hưởng đối với sự sai lệch); 2) bán kính chế độ tăng trên gương thứ nhất và giảm trên gương thứ 2 nếu dR 1(R2 >R1); 3) bán kính chế độ tăng trên gương thứ 2 và giảm trên gương thứ nhất nếu d R 2 ; 4) bán kính chế độ tăng trên cả hai gương và giảm trong vùng tâm cong của chúng nếu đ(R1+R 2).
Nếu cần thiết, phân bổ cho-l. của chế độ cao nhất, một sợi tán xạ mỏng được đặt trên đường 0 của phân bố trường của chế độ này, điều này không ảnh hưởng đến chế độ đã chọn và triệt tiêu các chế độ khác không chuyển sang 0 trên đường này.
Bộ cộng hưởng với các yếu tố dị hướng. Sự phân cực của bức xạ laser được xác định bởi cái gọi là. the anisotropic elements which are in O. of the river. Các phần tử như vậy là các tấm lưỡng chiết, kính phân cực, chất có hoạt động quang học, v.v., cũng như tấm Brewster và chất điện môi. gương dưới tác động xiên của bức xạ lên chúng. Độ phân cực được xác định bằng phương pháp ma trận Jones. Đồng thời, sự phân cực ma trận của mọi O. r. là tích của ma trận các nguyên tố cấu thành nó, được sắp xếp theo thứ tự bức xạ đi qua các nguyên tố này, bắt đầu từ nơi cần xác định trạng thái phân cực. Riêng vectơ phân cực. ma trận là vectơ Jones e(E x, E y) các trường được tạo trong O. r. Độ phân cực e và hướng Ch. các trục của hình elip phân cực a được xác định bởi các mối quan hệ

ở đâu R = |E x | / |E y |,= vòng cung( E y / E x).

mô-đun tùy chỉnh các giá trị của ma trận Jones xác định tổn thất O. R. do các bản phân cực và các pha của chính chúng. các giá trị - phân cực. hiệu chỉnh tần số của các chế độ tương ứng. Bằng cách chọn các phần tử dị hướng, có thể đạt được trạng thái phân cực mong muốn. Xem xét rằng các nguyên tố dị hướng thường có độ phân tán đáng chú ý, chúng cũng có thể được sử dụng để làm mỏng phổ dọc.

Bộ cộng hưởng vòng. Quang phổ của riêng mình. tần số của vòng O. p., được hình thành bởi ba hình cầu giống hệt nhau. bán kính gương r nằm ở các đỉnh của tam giác đều có cạnh một(Hình 8), được xác định bởi mối quan hệ

Cơm. 8. Vòng cộng hưởng quang học.

Chế độ hạn chế nằm ở trung điểm của các cạnh của tam giác; các phần mở rộng ngang của các chế độ ở vùng eo trong mặt phẳng của đường viền trục bằng:

Nếu bộ cộng hưởng chỉ có một gương cầu và hai gương phẳng (Hình. 8,6) , thì phổ của nó được xác định bởi mối quan hệ

Các phần mở rộng ngang của các chế độ ở vùng thắt lưng, nằm ở giữa cạnh của hình tam giác đối diện với hình cầu. gương trong mặt phẳng của bộ cộng hưởng bằng:

quang học hệ thống tạo thành O. of river. với một đường bao không phẳng, vd. một hệ gồm 4 gương nằm ở các đỉnh của tứ diện (Hình 8, Trong), được đặc trưng bởi thực tế là hình ảnh của một đối tượng được xây dựng với sự trợ giúp của hệ thống này được xoay so với chính đối tượng theo một góc nhất định đặc trưng của hệ thống này. Đối với một tứ diện, góc này là các góc giữa các mặt phẳng liền kề của các tia tới trên gương (các mặt tứ diện), được tính sao cho tứ diện nằm bên trong góc. Thời trang dọc O. sông. với đường bao không phẳng là một bó, trong đó Ch. các trục elip. phân phối biên độ được triển khai ở một góc nhất định so với Ch. các đường cong của mặt sóng. Do đó, sự phân bố biên độ trải qua một chuyển động quay trong quá trình truyền chùm tia trong không gian trống, điều này bù cho chuyển động quay do sự sắp xếp thể tích của các gương. sông Ring O. với một đường viền không phẳng được sử dụng, ví dụ, trong con quay laser. Đặc biệt, chúng cho phép loại bỏ tính dị hướng vốn có trong vòng O. p. với một đường viền phẳng.

cộng hưởng không ổn định có tổn thất bức xạ cao trong ext. không gian (xem ở trên). Tổn thất tăng khi tăng t và P, do O. p không ổn định này. cung cấp chế độ đơn (theo t và P) thế hệ. Ưu điểm của O. p không ổn định. là một phạm vi ngang lớn của chính. các chế độ, do đó chúng có thể được sử dụng với phương tiện hoạt động có tiết diện lớn. Theo quy định, năng lượng được chiết xuất từ O. R. không ổn định không phải qua gương, như trong O. R. ổn định, mà ở phía sau các cạnh của một trong các gương. Ở sông O. không ổn định. một vai trò thiết yếu (tiêu cực) được thực hiện bởi sóng phản xạ từ mép của gương và hội tụ về trục của sóng quang học. Để giảm sự phản chiếu như vậy, người ta sử dụng cách làm mịn cạnh của gương, có gắn hình ngôi sao, các cạnh được làm tròn, v.v.
Chính thời trang của O. r không ổn định. tạo bởi hai hình cầu sóng truyền giữa các gương hướng vào nhau. Trong trường hợp kính thiên văn sông O. không ổn định. (Hình 9) một trong các sóng có thể bằng phẳng. Tâm của hình cầu những con sóng nằm ở phía xa x = R 2/2 phía sau gương cầu lồi có bán kính cong r 2. Gương cầu lõm phải có bán kính cong | R1 | = R 2 + 2d (R tôi< 0). При достаточно больших поперечных размерах 1-го зеркала пучок излучения кольцевой формы выводится в сторону выпуклого зеркала с волновым фронтом, близким к плоскому.
sông O. không ổn định. với phép quay, các trường được hình thành bởi một hệ thống gương làm lệch tiêu điểm nằm ở các đỉnh của một đa giác không phẳng. Tuy nhiên, hầu hết O. r. rất quan trọng, được hình thành bởi hai gương phản xạ góc nhị diện (Hình 10), các cạnh của chúng được quay một góc so với nhau. Nếu một hoặc một số mặt phản xạ lồi thì O. p. không ổn định.

Cơm. 9. Bộ cộng hưởng kính thiên văn không ổn định.

Cơm. 10. Bộ cộng hưởng tuyến tính với trường quay, được hình thành bởi các gương phản xạ góc.

Trường trải qua một vòng quay qua một góc trong quá trình bỏ qua hoàn toàn bộ cộng hưởng như vậy. Với sự quay của trường, có thể trích xuất bức xạ ở dạng không phải chùm hình khuyên, như trong O. R. không ổn định thông thường, mà ở dạng chùm compact được kết nối đơn giản (Hình 11).

Cơm. 11. Khai thác năng lượng dưới dạng chùm tia được kết nối đơn giản từ bộ cộng hưởng không ổn định với trường quay bằng cách AC- cạnh của gương phản xạ góc của gương, gần đó tia bức xạ được phát ra (được tô bóng), NN"- cạnh của cùng một gương, GG" - cạnh của gương phản xạ góc thứ hai.

sáng.: Vainshtein L.A., Bộ cộng hưởng mở và ống dẫn sóng mở, M., 1966; Ananiev Yu. A., Bộ cộng hưởng quang học và vấn đề về sự phân kỳ của bức xạ laze, M., 1979; Sổ tay laser, trans. từ tiếng Anh, ed. A. M. Prokhorova, tập 2, M., 1978, ch. 22, 23; Karlov N.V., Các bài giảng về điện tử lượng tử, tái bản lần 2, M., 1988.

Để tăng hiệu quả của quá trình tước H 0, người ta đề xuất sử dụng bộ cộng hưởng vòng có bộ biến tần tích hợp bên trong để tạo ra bức xạ laser của sóng hài bậc 3 (355 nm). Bức xạ xung có bước sóng 355 nm là cần thiết để kích thích sơ bộ H 0 trước khi tách trong từ trường. Thời lượng xung phù hợp với độ dài của bó và không được quá 50 psec. Chu vi của bộ cộng hưởng vòng, có tính đến độ dài quang học của tinh thể phi tuyến, tương ứng với tốc độ lặp chùm H 0 (402,5 MHz). Yêu cầu chính đối với bộ cộng hưởng vòng (tham số chính để tối ưu hóa) là hệ số chất lượng tối đa của bộ cộng hưởng ở công suất xung cố định (ít nhất 1 MW). Hệ số chất lượng có thể đạt được của bộ cộng hưởng càng cao thì tốc độ lặp lại xung cần thiết để tạo ra sóng hài bậc 3 càng thấp, công suất trung bình yêu cầu của laser bơm càng thấp. Có hai tùy chọn để tạo ra sóng hài bậc 3 bên trong bộ cộng hưởng vòng.

lựa chọn 1: Chỉ sóng hài đầu tiên (cơ bản) của laser xung có bước sóng 1064nm được đưa vào bộ cộng hưởng vòng. Trong trường hợp này, hai tinh thể quang học phi tuyến được đặt bên trong bộ cộng hưởng vòng - một để tạo ra hài bức xạ thứ 2 (532 nm) và tinh thể thứ hai để tạo ra hài bậc 3. Sơ đồ của tùy chọn-1 được hiển thị trong Hình.1. Để giảm thiểu tổn thất trong bộ cộng hưởng, cả ba gương phải có lớp phủ phản xạ với hệ số phản xạ cao nhất có thể chỉ dành cho sóng hài bậc 3 và bề mặt quang học của các tinh thể phi tuyến phải được phủ một lớp phủ chống phản xạ ba dải. Lớp phủ chống phản xạ này phải cung cấp hệ số phản xạ tối thiểu cho cả ba sóng hài bức xạ.

Hình 1 Bộ cộng hưởng vòng với hai tinh thể phi tuyến tính để tạo ra sóng hài bậc 2 và bậc 3.

Sự ổn định của bức xạ lưu thông trong bộ cộng hưởng được đảm bảo bởi hai gương cầu lõm. Các tinh thể phi tuyến nằm trong phần đó của bộ cộng hưởng vòng, nơi có sự phân kỳ góc nhỏ nhất của bức xạ.

Lựa chọn 2được trình bày trong Hình.2. Sóng hài cơ bản và thứ 2 được đưa vào bộ cộng hưởng vòng, sau đó được tổng hợp thành sóng hài thứ 3 trên một tinh thể phi tuyến tính nằm bên trong bộ cộng hưởng. Các yêu cầu đối với bề mặt quang học giống như đối với tùy chọn-1. Sự khác biệt chỉ nằm ở độ dài của các nhánh của bộ cộng hưởng vòng do không có tinh thể phi tuyến thứ hai và yêu cầu phải có cùng tần số lặp lại (402,5 MHz).

Hình 2 Bộ cộng hưởng vòng với một tinh thể phi tuyến tính để tạo ra sóng hài bậc 3.

Tùy chọn-1 có sơ đồ đơn giản hơn để đưa bức xạ vào bộ cộng hưởng vòng so với tùy chọn-2. Tuy nhiên, tùy chọn này kém hơn tùy chọn-2 về tổn thất dự kiến do đưa thêm 2 bề mặt quang vào bộ cộng hưởng và đường dẫn dài hơn trong môi trường quang phi tuyến với hệ số hấp thụ lên tới 1% trên mỗi cm đường dẫn. Tùy chọn-2 có một lợi thế bổ sung khác - các tinh thể được đặt ở khoảng cách xa hơn so với chùm tia H 0 và do đó, ít bị phơi nhiễm bức xạ hơn.

Bảng 1 và 2 lần lượt trình bày các tham số của các thành phần quang học cho tùy chọn-1 và tùy chọn-2, trong trường hợp sử dụng các tinh thể BBO-E dài 25 mm mỗi tinh thể. Các góc của tam giác dọc theo chùm tia laser được chọn như sau: 113 0 , 22 0 , 45 0 . Góc đầu tiên bằng 113 0 và được chọn theo quan điểm có góc tới gần với góc Bragg, giả sử rằng vật liệu cửa sổ đầu vào được sử dụng là BK7 (hoặc K8). Hai góc thứ hai được chọn từ việc cân nhắc loại bỏ tối đa các tinh thể khỏi chùm H 0 với tỷ lệ kích thước dọc và ngang cần thiết tại tiêu điểm và tại điểm giao nhau với chùm H 0 và quang sai vẫn chấp nhận được. Chiều dài đường quang trong mỗi biến thể là như nhau và bằng 744,8 mm. Việc tối ưu hóa bán kính cong của gương cầu lõm trong cả hai phiên bản được thực hiện để loại bỏ sự đập của kích thước chùm tia trong mỗi lần đi qua. Nếu các gương cầu có bán kính cong khác nhau được sử dụng trong sơ đồ quang học, thì ngoài việc loại bỏ các nhịp kích thước, có thể đặt điểm lấy nét chính xác ở giữa các gương cầu.

Bảng 1

N	Bán kính cong (mm)	Độ dày (mm)	Khẩu độ (mm)	Vật chất	lớp phủ
1	∞/∞	5	50	VK7	AR(1064)/HR(355)
2	−	252.85	−	−	−
3	326.5/∞	5	25	VK7	Nhân sự(355)/AR(1064+532)
4	−	329.15	−	−	−
5	326.5/∞	5	25	VK7	Nhân sự(355)/AR(1064+532)
6	−	133.95	−	−	−
7	∞/∞	25	8x8	BBO-E, SHG	AR/AR (1064+532+355)
8	∞/∞	25	8x8	BBO-E, THG	AR/AR (1064+532+355)

* SHG, THG là các tinh thể quang học phi tuyến tính để tạo ra sóng hài bậc 2 và bậc 3 tương ứng.

** Các thông số và lớp phủ cho bề mặt quang học thứ nhất và thứ hai (dọc theo đường đi) được phân tách bằng dấu gạch chéo.
ban 2

N	Bán kính cong (mm)	Độ dày (mm)	Khẩu độ (mm)	Vật chất	lớp phủ
1	∞/∞	5	50	VK7	AR(1064+532)/HR(355)
2	−	257.94	−	−	−
3	333/∞	5	25	VK7	Nhân sự(355)/AR(1064+532)
4	−	335.78	−	−	−
5	333/∞	5	25	VK7	Nhân sự(355)/AR(1064+532)
6	−	136.65	−	−	−
7	∞/∞	25	8x8	BBO-E, THG	AR/AR (1064+532+355)
	∞/∞	25	8x8	BBO-E, SHG	AR/AR (1064+532)

* Bộ phận quang học cuối cùng trong bảng nằm bên ngoài bộ cộng hưởng vòng.

Kỹ thuật đo thông số kỹ thuật laser:

Bước sóng = 355nm(Xác nhận trực quan)
Năng lượng = 30µJ, 160-180mJ (4025 xung), 40µJ (vi xung)
Thời lượng xung = 10 ms (µs???) (Được đo bằng 10 ms trên máy hiện sóng)
Độ rộng vi xung = 70ps IR, = 50ps UV(Bộ tự tương quan để đo dạng sóng xung IR Cấu hình tạm thời - đường bao phẳng)
Được đo ở 10 ms trên máy hiện sóng. Micropulse sẽ được đo tại Calmar.
Đường kính tia ~5 mm (Hồ sơ không gian đo giấy ghi)
Mã tia đo 1064 và 355
Phân kỳ chùm tia? (Đo giấy đốt)
Tốc độ lặp lại = 10Hz/402,5MHz
Độ ổn định Shot to Shot của máy hiện sóng = 3% RMS cho đường bao xung.
Ở 355nm từ 100 lần chụp Thời gian jitter = 8 ps(sẽ được đo bằng độ ổn định của Calmar Shot-to-shot)
148,8 mJ - 174,6 mJ trong 1000 lần chụp (biến thiên 2,6%)
Nước - Hai cặp cửa vào/ra
Nguồn điện - Một pha, 220V, 30 A (hai đầu nối)
Kích thước: 7ft(L) x 2ft(W) x 1ft(H)

Sáng chế liên quan đến công nghệ laze và chủ yếu được sử dụng cho laze khí. Kết quả kỹ thuật của sáng chế là tạo ra một bộ cộng hưởng quang học, cho phép giảm thiểu các đặc tính về trọng lượng và kích thước của laser khí, đồng thời cải thiện khả năng sản xuất của chúng. Bộ cộng hưởng quang học vòng chứa một hệ thống các gương tạo thành một trục quang học dưới dạng một đường đứt nét khép kín. Các gương của hệ thống được lắp đặt dọc theo các bề mặt của khoang hình khuyên được hình thành bởi các bề mặt đồng trục hình trụ. Trong trường hợp này, các gương được đặt tương đối với nhau sao cho chúng tạo thành, trong một mặt cắt ngang vuông góc với trục của các bề mặt hình trụ đồng trục, một trục quang học ở dạng một đường đứt nét khép kín, các đoạn của chúng giao nhau với hình khuyên. lỗ. 2 bệnh.

Bản vẽ theo bằng sáng chế RF 2388123

Sáng chế liên quan đến công nghệ laze và chủ yếu được sử dụng cho laze khí.

Bộ cộng hưởng quang tuyến tính với các gương nằm trên một đường thẳng, là trục quang học chung của các gương (trục cộng hưởng) được sử dụng rộng rãi trong thiết kế laser công nghệ (Laser Tarasov L.V. và ứng dụng của chúng. "Radio và liên lạc", 1983). Nhược điểm của các bộ cộng hưởng được đề cập là các đặc tính về trọng lượng và kích thước tăng lên của việc lắp đặt laser được thực hiện trên cơ sở của chúng. Điều này là do các kênh dòng laser dùng để bơm môi trường hoạt động dạng khí có dạng hình hộp với tiết diện hình chữ nhật. Khả năng sản xuất của một thiết kế như vậy là thấp, vì cần có thiết bị đặc biệt để xử lý các kênh hình chữ nhật có độ chính xác cao.

Các bộ cộng hưởng quang học dạng vòng đã biết cung cấp sự lưu thông của dòng ánh sáng trong một số mạch kín. Điều này đạt được bằng cách sử dụng một hệ thống gồm ba (hoặc nhiều hơn) gương được đặt ở vị trí thích hợp so với nhau. (Từ điển bách khoa vật lý. M.: Bách khoa toàn thư Liên Xô, 1983, tr. 500). Nhược điểm của các bộ cộng hưởng vòng đã biết là khi chúng được sử dụng, không đạt được mức giảm cần thiết trong các thông số về đặc tính trọng lượng và kích thước của việc lắp đặt laser.

Mục tiêu của sáng chế là loại bỏ những thiếu sót của bộ cộng hưởng quang học vòng đã biết và tạo ra bộ cộng hưởng vòng cho phép giảm thiểu các đặc tính về trọng lượng và kích thước của laze khí và cải thiện khả năng sản xuất của chúng.

Nhiệm vụ đạt được là do trong bộ cộng hưởng quang học vòng được đề xuất có chứa một hệ thống các gương tạo thành một trục quang dưới dạng một đường đứt nét khép kín, các gương của hệ thống được lắp dọc theo các bề mặt của khoang hình khuyên được tạo thành bởi đồng trục hình trụ. các bề mặt, trong khi các gương được định vị tương đối với nhau sao cho chúng tạo thành tiết diện vuông góc với trục của các bề mặt hình trụ đồng trục, trục quang ở dạng một đường đứt nét khép kín, các đoạn của chúng giao nhau với khoang hình khuyên.

Cải thiện các đặc tính hoạt động của cài đặt laser do

giảm thiểu các đặc tính trọng lượng và kích thước của nó;

Giảm chi phí sản xuất một hệ thống laser bằng cách tăng khả năng sản xuất của nó.

Bản chất của sáng chế được minh họa trong hình 1, hình 2, trong đó thể hiện hình chiếu sơ đồ cấu trúc của bộ cộng hưởng quang học vòng (sau đây gọi là "bộ cộng hưởng").

Hình 1 cho thấy một mặt cắt dọc B-B với hình ảnh của các phần tử cấu trúc của bộ cộng hưởng. Hình 2 cho thấy (ở tỷ lệ phóng to) mặt cắt A-A thể hiện các yếu tố cấu trúc của bộ cộng hưởng.

Các vị trí được đánh dấu:

1 - một gương nằm dọc theo bề mặt hình trụ bên ngoài;

2 - một gương nằm dọc theo bề mặt hình trụ bên trong;

3 - hệ thống gương 1, 2;

4 - trục quang của hệ thống gương;

5, 6 - bề mặt hình trụ đồng trục - bên ngoài và bên trong;

7 - khoang hình khuyên;

8 - trục của các bề mặt hình trụ đồng trục;

9 - cửa sổ đầu ra của chùm tia laser;

10 - (các) lỗ tỏa nhiệt;

11 - một đoạn của trục quang - hướng kích thích ban đầu của môi trường hoạt động;

12 - lỗ cho đầu vào của các photon kích thích ban đầu của môi trường hoạt động.

Các mũi tên "Đầu vào", "Đầu ra" trong Hình 1 cho thấy hướng dòng chảy của môi trường hoạt động thông qua khoang hình khuyên 7 của bộ cộng hưởng.

Bộ cộng hưởng, Hình 1, 2, là một phần không thể thiếu của laze và được thiết kế để kích thích sóng điện từ trong dải quang học (phần còn lại của laze trong Hình 1, 2 không được hiển thị).

Bộ cộng hưởng là một hệ thống (bộ) 3 gồm các gương 1, 2 nằm dọc theo các bề mặt của khoang hình khuyên 7 được tạo thành bởi các bề mặt hình trụ đồng trục 5 và 6. Các gương 1, 2 của hệ thống 3 được đặt tương đối với nhau để chúng hình thành trong các phần A (Hình.2) , vuông góc với trục 8 của các hình trụ đồng trục 5 và 6, trục quang học 4 ở dạng một đường đứt nét khép kín, các đoạn của nó giao nhau với khoang hình khuyên 7.

Trong thiết kế thực tế của laser khí, dọc theo bề mặt của khoang hình khuyên 7, các bức tường của vỏ laser được đặt, tạo thành một kênh. Một hệ thống gương 3 được lắp đặt trong kênh, dọc theo đó khí được bơm, là môi trường hoạt động với trạng thái đảo ngược đạt được (thiết bị để đạt được trạng thái đảo ngược môi trường hoạt động không được xem xét ở đây).

Bộ cộng hưởng hoạt động như sau.

Để chuyển bộ cộng hưởng sang chế độ tạo tĩnh, một kích thích ban đầu (sốc) được tạo ra trong môi trường hoạt động, ví dụ, dưới dạng các photon phát ra qua lỗ 12 dọc theo đoạn 11 của trục quang của bộ cộng hưởng (thiết bị để tạo ra sự kích thích ban đầu của môi trường hoạt động không được xem xét ở đây).

Các photon được đề cập, được phản xạ nhiều lần bởi các gương 1, 2 của hệ thống 3, lặp đi lặp lại đi qua môi trường hoạt động dọc theo đường gãy khúc khép kín của trục quang học 4, gây ra một loạt các hành vi phát xạ kích thích ngày càng tăng. Quá trình này đi kèm với tổn thất năng lượng. Tổn thất được tạo thành từ tổn thất bên trong (ví dụ, do sự hấp thụ và tán xạ ánh sáng trong môi trường hoạt động, gương và các phần tử laze khác) và tổn thất bức xạ năng lượng qua cửa sổ đầu ra 9. Cửa sổ đầu ra được tạo ở dạng một gương mờ hoặc ở dạng gương có lỗ (lỗ) tỏa ra mười.

Với việc tạo ra liên tục, sự gia tăng giống như tuyết lở trong công suất phát xạ kích thích bị hạn chế bởi các quá trình phi tuyến tính trong môi trường hoạt động và công suất của nguồn bơm. Do những hạn chế này, sự tăng trưởng của cường độ sóng dừng lại.

Hoạt động của bộ cộng hưởng (cung cấp bức xạ laze) vẫn tiếp tục trong thời gian duy trì việc bơm môi trường hoạt chất từ nguồn năng lượng bên ngoài.

Gương của hệ thống 3 có thể được chế tạo ở dạng một tập hợp các phần tử riêng lẻ 1 (hình 2) hoặc ở dạng một mảnh duy nhất - một vòng, các cạnh của chúng tạo thành gương 2 (hình 2).

Nếu cần thay đổi các đặc tính không gian của chùm tia laser, các phương tiện kỹ thuật đã biết sẽ được sử dụng, không được xem xét ở đây.

Thiết kế bộ cộng hưởng được đề xuất cũng có thể được sử dụng trong laser trạng thái rắn.

Sự kết hợp của các tính năng thiết yếu trên trong việc thực hiện sáng chế cho phép thu được các kết quả kỹ thuật sau:

Để giảm các đặc tính về trọng lượng và kích thước của laser khí do thực hiện phần dòng chảy của nó có hình dạng đối xứng trục thay vì hình hộp. Việc giảm các đặc tính về trọng lượng và kích thước đặc biệt quan trọng đối với các tia laser dành cho việc lắp đặt trên các phương tiện;

Giảm chi phí sản xuất laser bằng cách tăng khả năng sản xuất của nó bằng cách thay thế các bộ phận thân của bộ cộng hưởng hình hộp bằng các bộ phận đối xứng trục.

YÊU CẦU

Bộ cộng hưởng quang học hình khuyên chứa một hệ thống các gương tạo thành một trục quang học ở dạng một đường đứt nét khép kín, đặc trưng ở chỗ các gương của hệ thống được lắp dọc theo các bề mặt của khoang hình khuyên được hình thành bởi các bề mặt đồng trục hình trụ, trong khi các gương được đặt tương đối với nhau sao cho chúng tạo thành trong một mặt cắt ngang vuông góc với các bề mặt hình trụ đồng trục, trục quang ở dạng một đường đứt nét khép kín, các đoạn của chúng giao nhau với khoang hình khuyên.