ПРИНЦИПЫ ЛАЗЕРОВ

1 АКУСТООПТИЧЕСКИЕ МОДУЛЯТОРЫ ДОБРОТНОСТИ

Акустооптический модулятор представляет собой участок оптически про­зрачной среды (например, плавленого кварца для видимой области или гер­мания для среднего и дальнего ИК-диапазона), в котором с помощью прикре­пленного с одной стороны пьезоэлектрического преобразователя, подклю­ченного к ВЧ-генератору, возбуждается ультразвуковая волна (рис. 8.7а). I Если противоположная преобразователю сторона участка прозрачной среды срезана под некоторым углом и на нее нанесен поглотитель для акустиче - 1 ской волны, то отражения назад не будет и в среде возникнет бегущая аку - | стическая волна (рис. 8.76). Механическое напряжение, наведенное ультра - 1 звуковой волной, вызовет локальные изменения показателя преломления I среды (фотоупругий эффект). Это периодическое изменение показателя пре - ' ломления можно рассматривать как фазовую дифракционную решетку, пе­риод которой равен длине акустической волны, а амплитуда пропорциональна амплитуде звука, и которая передвигается в среде со скоростью звука (фазо­вая решетка бегущей волны). Таким образом, это приводит к тому, что часть падающего пучка отклоняется от направления распространения и выходит из резонатора [10]. Если аку стооптическую ячейку поместить в резонатор лазера (см. рис. 8.7б), то до тех пор, пока к преобразователю приложено электриче­ское напряжение, в резонаторе существуют дополнительные потери (из-за ди­фракции). Если приложенное напряжение достаточно велико, то дополни­тельные потери приведут к прекращению лазерной генерации. Возвращение лазера в состояние с высокой добротностью происходит при выключении электрического напряжения на преобразователе.

Чтобы получить более глубокое представление о работе аку стооптического модулятора, рассмотрим случай, когда длина I/ оптической среды достаточно велика и поэтому решетка действует как толстая фазовая решетка. Для реали­зации этого случая необходимо, чтобы выполнялось следующее условие:

Выходное

Излучение

1 АКУСТООПТИЧЕСКИЕ МОДУЛЯТОРЫ ДОБРОТНОСТИ

Рис. 8.7

А) Падающий, прошедший и дифрагированный пучки в акустооптическом модуляторе (брэгговский режим). 6) Устройство лазера с модуляцией добротности на акустооптическом модуляторе

Шая доля г) падающего пучка (обычно эффективность дифракции составляет 1-2% на каждый ватт мощности ВЧ-сигнала). Следует отметить, что усло­вие (8.4.4) может быть записано и в виде неравенства (XI//яА, а) » Ха. Данное условие говорит о том, что волна малой длительности, дифрагировавшая на апертуре Ха (при входе в кристалл), распространяется в направлении выход­ной плоскости кристалла на величину оптического пути ХЬ'/пХа9 которое должно быть намного больше апертуры Ха. Действительно, при таком усло­вии каждая волна малой длительности, дифрагировавшая при входе в кри­сталл, будет суммироваться (до выхода из кристалла) с такими же волнами, распространяющимися в пределах других апертур Ха кристалла, формируя таким образом объемную дифракцию.[38]

Пример 8.3. Условия для режима дифракции Брэгга в кварцевом аку­стооптическом модуляторе. Рассмотрим акустооптическую ячейку, ко­торая возбуждается на частоте уа = 50 МГц и положим, что скорость попе­речной (сдвиговой) волны в кварце равна V = 3,76 • 105 см/с. Длина звуко­вой волны в этом случае равна Ха = и/уа = 75 мкм. Учитывая, что показатель преломления для кварца равен п = 1,45 (при X = 1,06 мкм), из выражения (8.4.4) находим, что I/ 1,3 мм. Таким образом, если длина кристалла составляет, например, около 5 см, то условие режима дифракции Брэгга полностью удовлетворяется. Заметим, что в этом примере пучок дифраги­рует под углом 0' = Х/Ха = 0,8° по отношению к падающему пучку, и угол падения пучка на модулятор должен быть равен вв = Х/2Ха = 0,4°.

Акустооптические модуляторы обладают следующими преимуществами: будучи помещенными в резонатор, они вносят мало дополнительных потерь, а в импульсно-периодическом режиме могут работать с высокой частотой повторения импульсов (килогерцы). Однако они имеют весьма ограничен­ную величину потерь, вносимых в случае низкой добротности и, кроме того, небольшую скорость переключения добротности (что в основном обуслов­лено временем распространения звуковой волны, пересекающей лазерный пучок). Поэтому такие модуляторы применяются преимущественно в лазе­рах с малым усилением и непрерывной накачкой (например, в Nd:YAG или Ar ионных лазерах).

ПРИНЦИПЫ ЛАЗЕРОВ

Лазерная резка и гравировка в Киеве

Гравировка по металлу проводится на профессиональном оборудовании. Гравировка с высокой детализацией применяется для оформления подарков, памятных вещей.

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ И ВРЕМЕННАЯ КОГЕРЕНТНОСТЬ ТЕПЛОВЫХ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА

В данном разделе приводится краткое описание когерентных свойств света, который излучается обычной лампой (лампой накаливания или га­зонаполненной лампой). Поскольку свет в этом случае обусловлен спон­танным излучением многих атомов, по существу …

УРАВНЕНИЕ ИОНИЗАЦИОННОГО БАЛАНСА

В результате соударений частиц с электронами в объеме электрического разряда происходит постоянное образование электронов и ионов. Ударная ио­низация осуществляется присутствующими в разряде горячими электронами, т. е. теми, энергия которых больше …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.