Оптические параметрические генераторы
Как было показано в предыдущем разделе, оптическое усиление, связанное с параметрическим усилением, достаточно слабо. Таким образом, от экспериментальной конфигурации, представленной на рис. 12.7,мы не можем ожидать достаточной эффективности преобразования. Эта ситуация полностью аналогична той, которую мы встречали в разделе 4.4 в ходе нашего изучения лазерного усиления. В связи с этим воспользуемся тем же самым приемом, который позволил нам добиться лазерных колебаний даже в слабо усиливающей среде, а именно — обратной оптической связью.
В этом случае мы помещаем нелинейный кристалл в центр оптического резонатора Фабри—Перо (смотрите дополнение 9.Г), содержащего два зеркала с комплексными коэффициентами отражения г и г при этом г. = (Я)1/2ё* (где / = е или 5 соответственно для входа или выхода системы). Я есть коэффициенты отражения, а ф. соответствующие фазовые сдвиги (ф. = я-для металлических зеркал).
Исследуем два различных случая (смотрите рис. 12.8):
1. Генератор с простым резонансом. В этом случае зеркала обладают коэффициентами отражения, близкими к единице для сигнальной волны, но фактически нулевыми для холостой волны.
2. Генератор с двойным резонансом. В этом случае зеркала обладают коэффициентами отражения, близкими к единице как для сигнальной, так и для холостой волны.
В обоих случаях зеркала, удовлетворяющие этим требованиям могут быть получены за счет нанесения многослойных диэлектрических композиций (смотрите дополнение 9.Г). При последующем рассмотрении мощность накачки будет предполагаться необедненной. Полный анализ будет приведен в дополнении 12.Е.
|
^2 |
I — ^ |
|
|
С%---------------------------------------------------------- ■*> |
Г. а |
|
|
Г, Г2 |
». ............................................................................... Ь - - |
|
|
Г-*--------------------------------------------------------- -*> ______ ;_____________________________ !— |
_ ► Б Г2 |
|
Рис. 12.8. Принцип функционирования оптического параметрического генератора (ОРО). Нелинейный кристалл заключен в резонаторе между двумя зеркалами Ме и М5. В том случае, когда параметрическое усиление, которое сигнальная волна со1 извлекает из пучка накачки соъ, превышает резонатор - ные потери, система начинает генерировать на частоте сог Мы можем добиться, чтобы генерация была только на частоте используя резонаторы с простым резонансом (а) или одновременно как на частоте а)х сигнальной, так и дополнительной со2 волны, используя резонатор с двойным резонансом. |
