СТАТИСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ИЗЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ источников
Флуктуации поля во времени, присущие как лазерным, так и тепловым источникам света, могут быть описаны в рамках соответствующего статистического подхода. Пусть 2£(£) = А(£)ехр{у[со£ ~ Ф(£)]} — амплитуда поля в …
ЯРКОСТЬ
Понятие яркости В источника света или лазерного источника кратко рассматривалось в главе 1 (см. выражения (1.4.3) и (1.4.4)). Следует заметить, что наиболее существенным параметром лазерного пучка (и, вообще говоря, любого …
ЛАЗЕРНАЯ СПЕКЛ-КАРТИНА
После рассмотрения вопроса о когерентности первого порядка, приведенного в разделе 11.3, следует упомянуть об удивительном явлении, характерном для лазерного излучения и называемом спекл-картиной [8, 9]. Спекл - картину можно увидеть, …
М2-ФАКТОР И ПАРАМЕТР РАЗМЕРА ПЯТНА МНОГОМОДОВОГО ЛАЗЕРНОГО ПУЧКА
Рассмотренные выше выражения для расходимости пучка (см. (11.4.9) и (11.4.8) ) содержат некоторую неопределенность, связанную с произвольным определением диаметра пучка. В данном разделе будут представлены более точные выражения для расходимости …
ПУЧКИ С ЧАСТИЧНОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОГЕРЕНТНОСТЬЮ
Расходимость электромагнитной волны с частичной пространственной когерентностью заведомо больше, чем пространственно-когерентной волны, имеющей такое же распределение интенсивности. Это можно понять, например, из рис. 1.6: если волна не является пространственно-когерентной, то …
ПУЧКИ С ПОЛНОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОГЕРЕНТНОСТЬЮ
Рассмотрим сначала волну с полной пространственной когерентностью, образованную пучком с плоским волновым фронтом круглого поперечного сечения (с диаметром 2)) с постоянной интенсивностью в плоскости поперечного сечения. Согласно рассуждениям, приведенным выше, …
НАПРАВЛЕННОСТЬ
Существует два основных способа, с помощью которых можно измерить направленность или расходимость лазерного пучка (или в общем случае — источника света), а именно: • путем измерения диаграммы направленности пучка на …
ПРОСТРАНСТВЕННАЯ И ВРЕМЕННАЯ КОГЕРЕНТНОСТЬ ОДНОМОДОВЫХ И МНОГОМОДОВЫХ ЛАЗЕРОВ
Рассмотрим сначала непрерывный лазер, генерирующий на одной поперечной и продольной моде. Чуть выше порога генерации (как уже было показано в разделах 7.10 и 7.11) флуктуациями амплитуды в первом порядке приближения …
НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ПУЧКИ
Рассмотрим, не вдаваясь в детали, случай нестационарного пучка[71], когда функция Г(1) в выражении (11.3.1) зависит не только от интервала т = - £2, Но и от моментов времени и *2- …
СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ ВРЕМЕННОЙ КОГЕРЕНТНОСТЬЮ И МОНОХРОМАТИЧНОСТЬЮ
Из рассуждения, проведенного в предыдущих разделах, становится очевидным, что для стационарного пучка понятие временной когерентности тесно связано с монохроматичностью. Например, чем более монохроматической является волна, тем больше ее временная когерентность, …
ИЗМЕРЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ И ВРЕМЕННОЙ КОГЕРЕНТНОСТИ
Весьма простым способом измерения степени пространственной когерентности между двумя точками световой волны является метод, в котором используется интерферометр Юнга (рис. 11.3). Этот интерферометр состоит из экрана 1, в котором имеются …
СТЕПЕНЬ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ И ВРЕМЕННОЙ КОГЕРЕНТНОСТИ
Для того чтобы описать свойства пучка, определим для соответствующего поля полный класс корреляционных функций. Однако пока ограничимся рассмотрением только функций первого порядка. Предположим, что измерения амплитуды поля проводятся в некоторой …
КОГЕРЕНТНОСТЬ ПЕРВОГО ПОРЯДКА
В главе 1 понятие когерентности электромагнитной волны было введено, исходя из интуитивных соображений, причем были выделены два типа когерентности — пространственная и временная. В данном разделе будут более подробно рассмотрены …
МОНОХРОМАТИЧНОСТЬ
В разделах 7.9 и 7.11 было показано, что частотные флуктуации непрерывного одномодового лазера в основном обусловлены флуктуациями фазы, нежели случайными изменениями амплитуды. Флуктуации амплитуды, в свою очередь, обусловлены случайными изменениями …
СВОЙСТВА ЛАЗЕРНЫХ ПУЧКОВ
В главе 1 было установлено, что основными свойствами лазерных пучков являются: 1) монохроматичность; 2) когерентность (пространственная и временная); 3) направленность и 4) яркость. Материал, изложенный в предыдущих главах, позволит изучить …
РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛАЗЕРЫ
Достижение когерентной генерации в рентгеновском диапазоне долгое время было желанной мечтой, которая медленно, но верно воплощается в жизнь. Действительно, потенциальные приложения рентгеновских лазеров [22] крайне важны — они включают такие …
ЛАЗЕРЫ НА СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНАХ
В лазере на свободных электронах (ЛСЭ) [20] электронный пучок, двигающийся со скоростью, близкой к скорости света, пропускается через магнитное поле, создаваемое периодической структурой (называемой виггле - ром или ондулятором) (см. …
ЛАЗЕР НА НР
Источником атомарного фтора для химических лазеров на основе НЕ могут служить молекулы БЕ6 или ¥2. С технической точки зрения, эти два лазера очень сильно отличаются. В серийно-выпускаемых устройствах в качестве …
ХИМИЧЕСКИЕ ЛАЗЕРЫ
Химическим лазером [18,19] обычно называется лазер, в котором инверсия населенностей достигается непосредственно за счет химической реакции[69]. В химических лазерах обычно используются реакции между газообразными веществами, и, как правило, эти реакции …
ЭКСИМЕРНЫЕ ЛАЗЕРЫ
Рис. 10.20 Энергетические уровни эксимерного лазера Эксимерные лазеры [17] представляют собой интересный и важный класс молекулярных лазеров на переходах между различными электронными состояниями специального класса молекул, называемых эксимерами. Рассмотрим двухатомную …
СО ЛАЗЕР
Другим примером газового лазера на колебательно-вращательных переходах, который будет кратко рассмотрен, является СО лазер. Этот лазер вызвал значительный интерес в связи с тем, что он генерирует на более короткой, чем …
С02 ЛАЗЕР
В этом лазере в качестве активной среды используется специальная смесь газов С02, и Не [8, 9]. Генерация происходит на переходе между двумя колебательными уровнями молекулы С02, а азот и гелий, …
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ
Данные лазеры используют переходы между энергетическими уровнями молекулы. В зависимости от типа участвующего в генерации перехода, молекулярные лазеры можно разделить на следующие три класса: 1. Лазеры на колебательно-вращательных переходах. В …
АРГОНОВЫЙ ЛАЗЕР
Упрощенная схема участвующих в генерации энергетических уровней в аргоновом лазере [5, 6] приведена на рис. 10.6. Основное состояние иона Аг+ получается путем удаления одного из шести Зр-электронов внешней оболочки аргона. …
ИОННЫЕ ЛАЗЕРЫ
По сравнению с нейтральными атомами шкала энергетических уровней ионизованного атома является более широкой. Действительно, в этом случае каждый электрон атома испытывает влияние поля положительного заряда ядра Ze (где Z — …
ЛАЗЕРЫ НА ПАРАХ МЕДИ
На рис. 10.4 представлена упрощенная схема энергетических уровней лазера на парах меди [4], где вновь для обозначения уровней используется приближение Рассела-Сандерса. Основное состояние 2&1/2 атома меди соответствует электронной конфигурации 3^104в1, …
ГЕЛИЙ-НЕОНОВЫЙ ЛАЗЕР
Рис. 10.1 Упрощенная схема энергетических уровней Не-Ке лазера Не-Ке лазер, вне всякого сомнения, является наиболее значимым среди| всех лазеров на инертных газах [1, 2]. Генерация здесь осуществляется переходах атома неона, …
ЛАЗЕРЫ НА НЕЙТРАЛЬНЫХ АТОМАХ
В таких лазерах используются нейтральные атомы, находящиеся в виде газа или пара. Лазеры на нейтральных атомах составляют достаточно обширный класс, который включает в себя, в частности, лазеры на инертных газах. …
ГАЗОВЫЕ ЛАЗЕРЫ
Вообще говоря, уширение энергетических уровней в газах оказывается значительно меньше (порядка нескольких гигагерц и меньше), по сравнению с твердотельными средами, вследствие того, что механизмы уширения, действующие в газах, значительно слабее, …
ГАЗОВЫЕ, ХИМИЧЕСКИЕ ЛАЗЕРЫ, ЛАЗЕРЫ НА СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНАХ И РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛАЗЕРЫ
В этой главе будут рассмотрены наиболее важные типы лазеров на активных средах с низкой плотностью, а именно: газовые, химические лазеры и лазеры на свободных электронах. Кроме того, здесь будут обсуждаться …
ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЛАЗЕРОВ
Полупроводниковые лазеры, как маломощные, так и большой мощности, нашли широкое применение в самых различных областях. В этом разделе будут кратко рассмотрены некоторые из них. Для начала в табл. 9.7 представлены …
КВАНТОВО-КАСКАДНЫЕ ЛАЗЕРЫ
Обычные диодные лазеры основаны на излучательной рекомбинации электронов и дырок через запрещенную зону между зоной проводимости и валентной зоной.[58] В устройствах этого класса энергия лазерного фотона, в основном, определяется интервалом …
ЛАЗЕРЫ ПОВЕРХНОСТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕРТИКАЛЬНЫМ РЕЗОНАТОРОМ
До сих пор мы рассматривали полупроводниковые лазеры, которые генерируют свет в направлении, параллельном плоскости перехода и, следовательно, от одной грани устройства (лазеры с торцевым излучением). Для некоторых применений, которые будут …
ЛАЗЕРЫ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ И ЛАЗЕРЫ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМ БРЭГГОВСКИМ ОТРАЖЕНИЕМ
Лазер с распределенной обратной связью (РОС-лазер) состоит из активной среды, в которой в одном из внешних слоев, образующем часть гетероструктуры, выполнена структура с периодически изменяющейся толщиной (структура с гофрированной поверхностью) …
ЛАЗЕРНЫЕ ПРИБОРЫ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Лазеры на двойном гетеропереходе, а также лазеры на квантовых ямах весьма часто используются в конфигурации с так называемой полосковой геометрией (рис. 9.26), где активная среда (на рисунке представлена как заштрихованная …
