Резонатор Фабри—Перо

Рис. 15.4. Схема лазера непрерывного действия 1 — поток раствора красителя г — сферические зеркала резонатора З — выходное зеркало 4 — зеркала селектора мод Л — пьезокерамика, перемещающая зеркала 6 — эталоны Фабри — Перо 7 — призмы под углом Брюстера — свет накачки от аргонового лазера 9 — светоделительная пластинка селектора мод.

Линия аргонового лазера 4880 А имеет ширину приблизительно 0,15 см , которую легко понизить до 0,001 см , установив внутри оптического резонатора эталон Фабри — Перо в [c.211]

В отличие от цилиндрических и прямоугольных резонаторов,, объем открытого резонатора на большом протяжении не ограничивается металлическими плоскостями. В микрорадиоволновом диапазоне частот открытый резонатор является аналогом интерферометра Фабри — Перо в оптике. В простейшем случае открытый, резонатор состоит из двух плоских бесконечных тонких дисков, расположенных параллельно друг другу так, что их оси симметрии совпадают. Такие резонаторы имеют дискретный спектр резонансных частот и соответствующие им собственные колебания с малыми потерями на излучение в свободное пространство. Условием резонанса в резонаторе является целое число полуволн, укладывающихся по длине резонатора / / = р(А,/2) (где р = 1, 2, 3,. ..). [c.153]

Для определения комплексного коэффициента отражения в суб-миллиметровом диапазоне длин волн, применяется методика, основанная на использовании резонатора Фабри — Перо [139]. Одним из зеркал резонатора является образец. Основное применение методики— измерение толщины тонких пленок, нанесенных на металлическую подложку. [c.122]

Вторая задача решалась методами импульсной фурье-спектро-скопии в микроволновой области. Адиабатически расширяющийся газ проходит через резонатор Фабри — Перо со сферическими зеркалами радиуса 35 см и расстоянием - 75 см между ними. Время прохождения газа через резонатор составляет 100 мкс. .. 1 мс. Под прямым углом к струе газа направляется микроволновое излучение в виде импульса длительностью 2 мкс и частоты 10 ГГц (область поглощения). [c.96]

Такие оптические системы, как лазер, интенсивно изучались как теоретически, так и экспериментально с точки зрения неравновесных фазовых переходов [1.46, 49, 54 7.11 —14]. Системы, подобные лазеру, являются также идеальными для изучения фазовых переходов в пространственно-однородных средах, индуцированных шумом, поскольку обычно можно пренебречь зависимостью электрического поля в резонаторе лазера от пространственных координат. Такие переменные молено удовлетворительно описывать глобальными переменными. В этом разделе мы рассмотрим, в частности, оптические приборы, обладающие бистабильными свойствами. Первое экспериментальное наблюдение оптической бистабильности было проведено при пропускании лазерного пучка через резонатор Фабри — Перо, заполненный парами натрия [7.15]. При этом было обнаружено, что при определенных условиях зависимость интенсивности прошедшего [c.231]

В обычной модели поглощательной оптической бистабильности рассматривается газ двухуровневых атомов в резонаторе Фабри — Перо. На атомы действует некогерентная оптическая накачка и когерентный инжектируемый лазерный пучок. Предполагается, что длина цилиндрической полости резонатора Ь содержит целое число длин волн инжектируемого поля, т. е. резонатор идеально настроен на падающий лазерный пучок. Кроме того, предполагается, что частота лазерной волны в точности совпадает с резонансной частотой двухуровневых атомов. [c.232]

Относительная интенсивность различных пиков в спектрах Рэлея — Бриллюэна зависит от структуры и релаксационных процессов в жидкостях. Для определения формы спектров Рэлея — Бриллюэна используется сканирующий интерферометр Фабри — Перо (рис. 13.19), в котором сдвиг частоты падающего света измеряется с помощью зеркального разделения в резонаторе. Расстояние между зеркалами можно регулировать с помощью, например, пьезоэлектрических методов (разд. 13.5.1). [c.214]

Для осуществления селекции мод, получения спектрально-узкой линии генерации ЛОС и ее перестройки было предложено множество методов, из которых наибольшее распространение получили селекция и перестройка с помощью дифракционной решетки, призмы, эталона Фабри — Перо и интерференционных фильтров. С помощью какого-либо одного из этих селекторов обычно не удается осуществить режим генерации на нескольких или на единственной продольной моде. Однако комбинации нескольких однотипных или различных селективных элементов в резонаторах (см. рис. 5.1) с тщательной механической и температурной стабилизацией позволяют получить узкие и стабильные (а при соответствующей синхронизации работы селекторов перестраиваемые) по частоте линии генерации. [c.192]

Сферический эталон не нашел еще широкого применения в спектроскопии, однако сферические и плоскосферические интерферометры фабри — Перо являются сейчас основными элементами конструкции лазерных резонаторов. [c.187]

Следующие три параграфа будут посвящены подробному анализу прямоугольного, цилиндрического и коаксиального объемных резонаторов. В [44, 29, 30, 194, 97, 185, 90, 170, 100] рассматривается использование в качестве резонатора интерферометра миллиметровых волн Фабри — Перо. Существуют и другие виды резонаторов без боковых стенок 171, 186] П-образный [122, 49] резонатор с неортогональными границами [94] дисковый резонатор миллиметровых волн [15] наконец, эхо-резонатор , размеры которого много больше длины волны [111, 81]. В ряде последних статей рассмотрено взаимодействие между объемным резонатором и плазмой [3, 178]. В [203] описан волномер на 50—75 Ггц, в котором используется конфокальный резонатор. В [139] рассмотрен линейный резонатор (ср. гл. 4, 14). В гл. 8 рассматриваются объемные резонаторы, предназначенные для измерений при высоких и низких температурах, а в гл. 9 — резонаторы для исследования эффекта облучения образцов. В гл. 4, 11 и гл. 13, И описывается двойной резонатор, в который помещаются как исследуемый, так и эталонный образцы [87, 179]. В [190] описан объемный резонатор с сервомеханизмом, который следит за изменением частоты другого резонатора. В [54] описан ЭПР-спектрометр с частотной разверткой часовой механизм перемещает стенку резонатора. В гл. 4, 10 рассматриваются бимодальные резонаторы. [c.136]

Большие усилия были затрачены для оптимизации эффективного возбуждения верхнего состояния эксимера [95]. До настоящего времени накачку осуществляли пучком электронов высокой энергии или поперечным разрядом [96]. Для перестройки по длинам волн использовали призму из кварца или СаР, помещенную внутри резонатора [97]. Ширину полосы излучения уменьшали с помощью эталона Фабри — Перо. Диапазон перестройки такого лазера, охватывающий 2500 см , сравним с диапазоном перестройки лазеров на красителях [94]. [c.267]

В спектроскопии высокого разрешения измерение длин волн линий молекулярных лазеров дает ряд несомненных преимуществ. Вследствие сравнительно высокой интенсивности большинства лазерных линий было получено хорошее отношение сигнал/шум, что позволило точно определить длину волны в таких спектральных диапазонах, где чувствительность детекторов низка. Сам лазерный резонатор может работать как интерферометр Фабри —Перо с большой базой. Высокая интенсивность создает и дополнительные преимущества, поскольку для измерения абсолютного значения частоты излучения лазера можно использовать метод смещения частот. Выходной сигнал лазера с частотой Уь смешивается с калиброванной лазерной линией Ус в нелинейном кристалле илн на точечном контактном диоде-смесителе. Калиброванную лазерную линию [c.305]

Перестраиваемые лазеры могут также иметь продольную модовую структуру при грубой настройке в пределах их контура кривой усиления. И опять единичная продольная мода может быть выбрана путем введения в оптический резонатор одного или нескольких интерферометров Фабри— Перо [26]. Спектральная ширина единичной продольной моды определяется стабильностью лазера и обычно составляет приблизительно 1—50 МГц (10" нм при X — 500 нм). В отличие от лазеров с фиксированной длиной волны длину волны испускания нельзя легко измерить или воспроизвести с приближением по точности, соответствующей спектральной ширине. Например, 10 нм в видимой области длин волн соответствует разрешению 10 . Наилучшие спектрографы способны обеспечить разрешение 10 , а чаще 10 В некоторых отдельных случаях для увеличения точности измерений длин волн использовали сложные методы измерения частоты [27], однако до настоящего времени не существует общего решения проблемы измерения длины волны. [c.547]

В кювету С окнами под углом Брюстера. Резонатор содержал два селектирующих элемента — призму из стекла ТФ-3 и интерферометр Фабри-Перо с расстоянием между зеркалами 0,3 мм. Схема установки приведена на рис. 1П. 16. [c.76]

В настоящее время легко получить зеркало с диэлектрическими покрытиями, для которых г очень мало отличается от единицы. Однако-при использовании зеркал с такими высокими коэффициентами отражения реальная разрешающая способность оказывается значительно ниже, чем теоретическая, даваемая формулой (6.50). Это объясняется тем, что-реальный аппаратный контур эталона существенно отличается от контура, описываемого функцией Эри (6.40), выведенной для идеального эталона, имеющего совершенно плоские, строго параллельные и бесконечно протяженные поверхности. В действительности зеркала эталона имеют конечные размеры, отличаются от плоскостей и не являются строго параллельными. Дифракция света на зеркалах конечных размеров приводит к некоторым отступлениям реального распределения энергии от даваемого формулой (6.40). Для обычных спектроскопических исследований влияния дифракции малосущественно. Однако оно делается очень значительным при применении интерферометра Фабри — Перо в качестве открытого резонатора для лазера. [c.169]

Чаще всего в инжекционных лазерах в качестве активного вещества используют арсенид галлия (GaAs). Внешнюю поверхность р-слоя металлизируют и к ней, как и к металлической пластине-оснойанию, приваривают контактные выводы. Кристалл полупроводника с линейными размерами порядка десятых долей миллиметра имеет форму неправильной усеченной четырехгранной пирамиды (рис. 210). Две боковые грани (4) строго параллельны, их поверхности отполированы они образуют оптический резонатор (типа Фабри—Перо). Во избежание оптического резонанса между двумя другими гранями 4 ) их скашивают под углом к. основанию, а поверхности оставляют необработан-жекционногГлаз р1Г ши. На грзни, образующие оптиче-1 - р-слой 2 - п-слой 3 - СКИЙ резонатор, обычно не наносят [c.524]

Применение оптических резонаторов, как правило, необходимо для осуществления эффективной генерации излучения с контролируемыми параметрами. Но для активной среды с достаточно высокими Кус или достаточно протяженной возбужденной зоной возможен и безрезонаторный однопроходовый (так называемый сверх-, или суперлюминесцентный) режим генерации. Оптический резонатор (чаще всего двухзеркальный типа интерферометра Фабри — Перо) играет очень важную роль в формировании спектра генерируемого излучения, определяемого в первую очередь, конечно, люминесцентными характеристиками активной среды. Пороговое условие генерации может быть выполнено не только для частоты максимума линии (полосы) активной среды, где усиление максимально, но и для более или менее широкой полосы частот вблизи него. Однако наличие оптического резонатора обусловливает генерацию излучения не в сплошной полосе частот, а лишь на некоторых дискретных частотах в пределах этой полосы — частотах собственных колебаний, или модах резонатора. Существует определенное число и типы разрешенных параметрами резонатора (т. е. обладающих наименьшими потерями) таких собст- [c.166]

Как видно, большой диапазон перестройки в ближней ИК-области обеспечивает мощный импульсный ПГС на кристалле LiNbOg. Ширина линии и стабильность лучше 0,001 см- получена в работе [123] с помощью специальной стабилизации одномодового ПГС фирмы Хроматике . Для этого длина резонатора была стабилизирована с точностью 0,05 мкм, одна мода выделялась с помощью внутрирезонаторного термостабилизированного эталона Фабри—Перо. Для контролируемого сканирования с узкой линией необходимо согласованно менять температуру кристалла LiNbOg, температуру эталона Фабри—Перо и длину резонатора. Это непростая проблема, соответствующая методика еще не разработана, и пока что нет записей спектров с высоким разрешением с помощью ПГС. В работе [123] подробно описана методика [c.194]

Они ПОЗВОЛЯЮТ осуществлять перестройку длины волны излучения в пределах нескольких нанометров. Применение более современных схем (например, эталона Фабри — Перо, пилгс-щенного внутри резонатора лазера, узкополоспых фильтров, диспергирующих элементов и т. д.) позволяет получать очень узкие спектральные линии. Лазерную генерацию на любой длине волны в спектральном диапазоне ог ближней ультрафиолетовой ( 350 нм) до ближней инфракрасной области ( -1 мкм) можно получать путем смены красителя. Все это делает лазер на красителях весьма привлекательным с точки зрения различных применений, особенно в спектроскопии. [c.53]

Для того чтобы получить узкополосную генерацию, внутри резонатора обычно устанавливают один или два селектирующих элемента, что может обеспечить генерацию только одной продольной моды. Устройство грубой перестройки ограничивает ширину полосы генерации до менее 0,1 нм (рис. 3.2). Обычно для этой цели используют поляризационный фильтр, дифракционную решетку илн призму. Высокие плотности мощности излучения могут повредить решетку. Диапазон генерации (рис. 3.2) контролируется точкалш пересечения контура спектральной полосы пропускания элемента перестройки с пороговым уровнем. Пороговый уровень определяется суммарным усилением лазерного резонатора. Для того чтобы получить более узкую спектральную полосу, в резонатор обычно вводят интерферометр Фабри — Перо (или эталон). В эталоне имеются две отражательные поверхности с диэлектрическим напылением, отстоящие друг от друга менее чем на 1 см. Как и в случае лазерного резонатора, у этого эталона тол> е есть интервалы между продольными модами, или свободный спектральный интервал, пропускающий только те длины волн, для которых на один проход мел<ду отражающими поверхностями точно укладывается целое число длин волн. Поскольку остальные длины волн не пропускаются, а отражаются, эталон слегка наклоняют относительно оси лазерного иучка, чтобы отраженные лучи не попадали в генерирующую среду. [c.152]

С фиксированной частотой генерации расстояние между продольными модами обычно настолько велико, что только одна из них попадает под кривую усиления и одночастотный режим становится нормальным. Однако точная длина волны лазерной моды внутри кривой усиления (обычно 0,01 см ) является все же функцией точного расстояния между зеркалами резонатора лазера. Лазеры в инфракрасной или ультрафиолетовой и видимой областях, могут, таким образом, перестраиваться при работе в одномодовом режиме в пределах их кривой усиления путем электромеханической регулировки установки зеркала и интерферометра Фабри-—Перо. Если конкретную аналитическую задачу можно выполнить путем использования случайного совпадения фиксированной частоты излучения лазера и интересующего нас поглощения, лазер с фиксированной частотой излучения, очевидно, есть наилучщее средство для ее решения [23—25]. К сожалению, такие случайные совпадения относительно редки, и до разработки лазеров с перестраиваемой частотой аналитические применения были строго ограничены этим требованием. [c.547]

Во многих случаях (например, атомные спектры с хорошим разрещением) модуляция частоты лазера дает почтп такие же результаты, как и модуляция пробы. Необходимо принимать меры предосторожности для устранения или компенсации амплитудной модуляции, которая часто сопровождает частотную модуляцию. Частоту излучения лазера можно легко и быстро модулировать в пределах большей части щирины линии поглощения (0,01—0,001 нм), используя электромеханические устройства для согласованного изменения длины резонатора и эффективной толщины внутреннего эталона Фабри — Перо. Насколько нам известно, описанные здесь методы модуляции частоты [c.551]

Оптические волокна со световедущей жилой из стекла, активированного неодимом, используются для создания оптических квантовых генераторов или усилителей светаСтекло жилы служит активной средой, в которой создается инверсное состояние населенностей энергетических уровней, а геометрия оптического волокна и соотношение показателей преломления жилы и оболочки обеспечивают условия распространения определенных типов волн. При этом оптическое волокно является лучшим резонатором, чем резонаторы типа интерферометра Фабри-Перо. Преимущества волоконного лазера наталкиваются на трудности введения энергии накачки в цилиндр малого сечения. Однако уже намечаются пути разрешения этой проблемы [c.19]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология