Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Физико-математические науки
Оптика, лазерная физика

Диссертационная работа:

Гулямова Эльмира Сайфутдиновна. Лазеры с длинным резонатором : Дис. ... канд. физ.-мат. наук : 01.04.21 : Москва, 2004 81 c. РГБ ОД, 61:04-1/1118

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Твердотельные лазеры с длинным резонатором 9

  2. Методы получения длинного цуга импульсов 18

  3. Теория активной синхронизации мод 22 1.4 Выводы к главе I 27

ГЛАВА II. УСТОЙЧИВОСТЬ РЕЗОНАТОРА ВНУТРИ, КОТОРОГО НАХОДИТСЯ ОПТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКА

  1. Устойчивость резонатора с оптической линией задержки 28

  2. Расчет областей устойчивости с ОЛЗ 32

  3. Выводы к главе II 37

ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТ

  1. Экспериментальная установка 3 8

  2. Экспериментальные результаты 42

  3. Численный анализ работы лазера с отрицательной

обратной связью 45

3.4. Активная синхронизация мод в лазере с резонатором большой

оптической длины 49

3.5. Выводы к главе III 51

ГЛАВА IV.

4.1. Активно-пассивная синхронизация мод лазера с резонатором
большой оптической длины 52

  1. Активная синхронизация мод твердотельного лазера с помощью модулятора на регулярных доменных структурах 57

  2. Исследование оптического пробоя жидкости стробоскопическим методом с помощью лазера

с длинным резонатором 61

4.4. Выводы к главе IV 67

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение к работе:

Актуальность проблемы

Практика применения коротких (0.1-5 не) импульсов (КИ) света для решения задач нелинейной оптики и спектроскопии, диагностики плазмы, изучения кинетики сверхбыстрых процессов в химии и биологии предъявляет высокие требования к параметрам генерируемых КИ, стабильности и воспроизводимости их энергетических, временных и спектральных характеристик. Для изучения нестационарных объектов и явлений часто требуется надежная временная синхронизация лазеров, генерирующих КИ, с исследуемыми процессами и с другими приборами. Широкое использование таких лазеров в различных областях науки и техники предопределяет необходимость создания источников КИ с управляемыми параметрами излучения, которые позволяют адаптировать параметры КИ к условиям конкретного эксперимента, повысив его эффективность и информационную емкость. Например, при синхронизации мод временной интервал между световыми импульсами равен времени полного прохода резонатора. В этом случае образуется один световой импульс, который распространяется в резонаторе туда и обратно. Вследствие этого излучение в некоторой точке представляет собой цуг импульсов с интервалами между ними, равными времени полного обхода резонатора. Увеличивая длину резонатора в лазерах, можно регулировать расстояние между отдельными импульсами в цуге.

С другой стороны, в некоторых случаях требуется исследование процесса с большой длительностью и с хорошим (-1 не) временным разрешением. Длинный цуг импульсов находит применение в экспериментах по синхронной накачке и зондированию, в микротехнологии и лечебной медицине. Такой цуг можно получить с помощью непрерывного лазера с синхронизацией мод, а также в импульсных лазерах с контролируемой обратной связью.

Преимущество импульсных лазеров состоит в возможности получения высокой интенсивности отдельных импульсов генерации. Как показывает анализ [1], многим из этих требований удовлетворяет метод активной синхронизации мод (АСМ) твердотельных лазеров с резонатором большой (~ 50-100 м) оптической длины. Использование совместно с АСМ пассивных насыщающихся фильтров (активно-пассивная синхронизация мод (АПСМ)) и отрицательной обратной связи делает получение лазерного излучения с заранее заданными параметрами достаточно контролируемым процессом.

Исследование различных методов генерации длинных цугов коротких импульсов лазерного излучения важно как с практической, так и с научной точек зрения. Реализация этого режима в резонаторах с большой оптической длиной может также помочь в понимании ряда вопросов касающихся АСМ, АПСМ и влияния на них отрицательной обратной связи.

Целью настоящей диссертационной работы являлось:

1 .Создание твердотельного лазера, излучение которого имеет следующие временные параметры: цуг импульсов света общей длительностью около 100 мкс, длительность отдельного импульса 1-5 не, период их следования 0.5-1 мкс.

  1. Исследования временных параметров лазера с длинным резонатором, что включало в себя экспериментальное изучение динамики развития активной синхронизации мод и процесса сокращения пичков генерации при активно-пассивной синхронизации мод.

  2. Исследование динамики генерации такого лазера с длинным резонатором и с отрицательной обратной связью.

Научная и практическая значимость работы.

В работе продемонстрировано:

1, Возможность создания твердотельного лазера с длинным цугом коротких импульсов с определенным периодом их следования, при этом длину цуга и период следования одиночных импульсов в цуге можно регулировать.

2. Созданный лазер применен в качестве подсветки для получения теневой фотографии развития лазерного пробоя в воде [2]. Изображение области пробоя в воде разворачивалось с помощью скоростной камеры СРФ. Малая длительность отдельного пичка подсветки позволила зафиксировать как распространение ударной волны в воде, так и процесс расширения и схлопывания парогазового пузырька, получавшегося в результате пробоя жидкости.

На защиту выносятся следующие положения.

  1. Практическая реализация режима активной синхронизации мод в лазере с длинным резонатором, когда управление осуществляется электрическим сигналом с длительностью, значительно более короткой времени обхода излучением резонатора. Осуществление активной синхронизации мод в лазере с длинным резонатором при помощи модулятора на регулярных доменных структурах.

  2. Получение режима отрицательной обратной связи в импульсных твердотельных лазерах с длинным резонатором и активной синхронизацией мод. Получен почти прямоугольный цуг коротких импульсов с общей длительностью около 100 мкс при длительности отдельного импульса 3 не и периодом их следования 435 не.

  3. Экспериментально исследована зависимость длительности отдельного импульса от его положения в цуге импульсов лазерного излучения с отрицательной обратной связью и с активно-пассивной синхронизацией мод. Осциллограммы импульсов из начала цуга, середины и конца показывают заметное ускорение сокращения длительности отдельного импульса в режиме АПСМ.

  4. Получение теневой фотографии пробоя в жидкости с помощью созданного лазера с длинным резонатором и отрицательной обратной связью.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы отражены в публикациях в научных журналах "Квантовая электроника", "Письма в ЖТФ", "Труды ИОФАН",

препринтах ИОФАН и докладывались на V Всесоюзной конференции "Оптика лазеров", а также на научных семинарах отдела ВКИВ Института Общей Физики РАН.

Публикации: По результатам диссертационной работы опубликовано 8 работ (4 статьи, 3 препринта и 1 тезисы доклада).

Личный вклад автора: Все результаты, приведенные в диссертационной работе, получены самим автором, либо при его непосредственном участии.

Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 81 страницы машинописного текста, включая 15 рисунков. Список цитированной литературы состоит из 100 наименований.

Краткое содержание диссертации:

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертации, сформулирована цель работы, отмечены научная новизна, научная и практическая значимость, приведены защищаемые положения и кратко изложено содержание работы по главам.

В первой главе дан обзор работ по исследованию лазеров с длинными резонаторами и обзор литературы ло изучению динамики формирования цуга коротких импульсов от длины резонатора. В этой главе рассмотрены основные режимы генерации твердотельных лазеров. Особое внимание уделено методам получения длинного цуга импульсов. Дан обзор литературы по теории активной синхронизации мод лазера с однородно уширенной линией усиления активной среды.

Вторая глава посвящена теории устойчивости резонаторов, внутри которых находится оптическая линия задержки (ОЛЗ). В этой главе рассмотрены вопросы устойчивости резонатора лазера с оптической линией задержки внутри него и дан обзор литературы по этому вопросу.

Подобные работы
Гладышев Алексей Вячеславович
Инжекционные лазеры с гибридным резонатором на волоконной брэгговской решетке
Шулятьев Виктор Борисович
Самофильтрующий неустойчивый резонатор в технологических CO2-лазерах
Микерин Сергей Львович
Улучшение характеристик излучения твердотельных лазеров методом компенсации термических искажений резонатора с использованием высокоэффективных активных сред и систем накачки

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net