Главная > Теория поглощения и испускания света в полупроводниках
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

Энергетическое и интерференционное условия получения генерации.

Получение генерации излучения упрощенно можно представить так. Рабочее вещество лазера помещают в резонатор и включают систему накачки. Под действием внешнего возбуждения создается инверсная населенность уровней, а коэффициент поглощения в некотором спектральном интервале становится меньше нуля. В процессе возбуждения еще до создания инверсной заселенности рабочее вещество начинает люминесцировать. Проходя через активную среду, спонтанное

излучение усиливается. Величина усиления определяется произведением коэффициента усиления на длину пути света в активной среде. В каждом типе резонаторов имеются такие избранные направления, что лучи света вследствие отражения от зеркал проходят через активную среду в принципе бесконечное число раз, или, что то же самое, проходят сколь угодно длинный путь в активной среде. Именно в этих направлениях возникает генерируемое излучение.

Плотность энергии генерируемого излучения в резонаторе становится столь большой, что она во много раз превосходит фон спонтанного испускания на генерируемых частотах. Поэтому связь характеристик генерируемого излучения с породившим его люминесцентным фоном практически исчезает. Мощность генерации, угол расходимости и спектральный состав лазерного луча определяются главным образом параметрами резонатора, коэффициентами усиления кус и внутренних оптических потерь активной среды.

В интерферометре Фабри — Перо бесконечное число раз активную среду могут пройти только лучи, распространяющиеся параллельно оси резонатора. Все остальные лучи, падающие на пластинки под углом к оси резонатора, после одного или нескольких отражений выходят из него. Это обеспечивает узкую направленность генерируемого луча (§ 21).

Несмотря на то что луч света можно заставить пройти в активной среде сколь угодно длинный путь, его интенсивность не станет бесконечно большой. Генерируемый луч наряду с усилением испытывает и оптические потери. Первый неустранимый вид потерь, называемых внутренними оптическими потерями, связан с рассеянием излучения в активной среде. Интенсивность рассеянного луча в элементарном объеме вещества прямо пропорциональна интенсивности падающего света [572]. Поэтому чем длиннее путь света в активной среде, тем больше его потери на рассеяние. В то же время коэффициент усиления уменьшается с ростом (§ 15). Этих двух факторов достаточно, чтобы интенсивность лазерного излучения не увеличивалась до бесконечности.

Второй вид потерь связан с выходом части излучения за пределы резонатора через полупрозрачные зеркала, с дифракцией на краю зеркал и с поглощением в зеркалах.

В стационарном режиме мощность генерации всего объема активного вещества равна сумме всех потерь энергии излучения за единицу времени. Исходя из этого требования легко рассчитать коэффициент потерь резонатора Фабри — Перо для случая, когда коффициент усиления практически одинаков для всех участков рабочего вещества.

Проследим путь луча от левого зеркала (рис. 95, а) к правому и обратно в исходную точку. Если в начальной точке его

интенсивность равна то на границе со вторым зеркалом она станет равной От второго зеркала с коэффициентом отражения отразится луч с интенсивностью После прохождения обратного пути и отражения от первого зеркала для интенсивности луча в исходной точке будем иметь

Из требования стационарности генерации вытекает, что следовательно,

или

Равенство (19.12) можно рассматривать как энергетическое условие генерации в резонаторе Фабри — Перо. Из него следует, что в стационарном режиме генерации коэффициент усиления равен коэффициенту потерь

Первое слагаемое, входящее в характеризует потери излучения, связанные с его выходом из резонатора и отнесенные к единице длины пути света в активной среде

Чем больше длина активного стержня и больше коэффициенты отражения зеркал, тем меньше потери резонатора. Параметр определяется оптической неоднородностью активной среды, дифракцией и поглощением света на зеркалах резонатора.

Кроме энергетического условия для получения генерации необходимо, чтобы удовлетворялось интерференционное условие существования стационарного электромагнитного поля в резонаторе. Если нет зазора между активной средой и зеркалами резонатора, то интерференционное условие для резонатора Фабри — Перо имеет вид [497]

где целое число. Согласно (19.14), генерируются только такие типы электромагнитных колебаний, половина длины волны которых укладывается целое число раз на длине резонатора. Одновременно это служит условием образования стоячих волн в резонаторе.

Учитывая, что в ненагруженном резонаторе энергия волны убывает по экспоненциальному закону

и, следовательно, с помощью (19.9) находим связь между добротностью резонатора и коэффициентом потерь:

Для из (19.9а) находим

1
Оглавление
email@scask.ru