Реферат на тему Устойчивость оптических резонаторов

Содержание:

862761

Введение:

Оптический
резонатор представляет собой расположение зеркал, которое образует стоячую волну
резонатор для световых волн. Оптические резонаторы — главный компонент лазеров
, окружающий усиливающую среду и обеспечивающий обратную связь лазерного света.
Они также используются в оптических параметрических генераторах и некоторых
интерферометрах. Свет, заключенный в полости, многократно отражается, создавая
стоячие волны для определенных резонансных частот . Образцы стоячей волны
называются модами; продольные моды различаются только частотой, в то время как
поперечные моды различаются для разных частот и имеют разные картины
интенсивности по поперечному сечению пучка. Стеклянная наночастица подвешена в
оптическом резонаторе.

Разные
типы резонаторов различаются фокусным расстоянием двух зеркал и расстоянием
между ними. Плоские зеркала используются нечасто из-за сложности их
выравнивания с необходимой точностью. Геометрия (тип резонатора) должна быть
выбрана таким образом, чтобы луч оставался стабильным, т.е. размер луча не
увеличивался непрерывно при многократных отражениях. Типы резонаторов также разработаны
с учетом других критериев, таких как минимальная перетяжка луча или отсутствие
фокальной точки (и, следовательно, интенсивного света в этой точке) внутри
полости.

Все
резонаторы разделяют на две категории: устойчивые и неустойчивые. Устойчивый – такой
резонатор в котором луч после отражения от зеркал остается в пределах
ограниченной области. Неустойчивый – такой резонатор, когда произвольный луч,
последовательно отражаясь от каждого из двух зеркал, удаляется на неограниченно
большое расстояние от оси резонатора.

Целью
данного реферата является изучение устойчивости оптических резонаторов.

Заключение:

Итак,
оптический резонатор — совокупность нескольких отражающих элементов, образующих
открытый резонатор (в отличие от закрытых объёмных резонаторов, применяемых в
диапазоне СВЧ), формирующих стоячую световую волну. Оптические резонаторы
являются одним из основных элементов лазеров, обеспечивая положительную
обратную связь для обеспечения многократного прохождения лазерного излучения
через активную среду, что приводит к усилению светового потока

Оптические
резонаторы рассчитаны на большую добротность; луч будет отражаться очень много
раз с небольшим затуханием. Следовательно, ширина частотной линии луча
действительно очень мала по сравнению с частотой лазера.

Резонатор
называется неустойчивым, когда произвольный луч, последовательно отражаясь от
каждого из зеркал, удаляется на неограниченно большое расстояние от оси
резонатора. Наоборот, резонатор, в котором луч остается в пределах ограниченной
области, называется устойчивым. В резонаторе, образованном парой зеркал только
для определенного диапазона значений длин резонатора и радиусов кривизны зеркал
возможно выполнение условий обеспечивающих устойчивую локализацию света в
резонаторе, в противном случае сечение пучка с каждым проходом будет увеличиваться,
становясь больше размеров зеркал, и, в конечном итоге, будет потеряно.

В
неустойчивых же резонаторах поле не стремится сосредоточиться вблизи оси, и в
режиме одной поперечной моды можно получить большой модовый объем. Однако при
этом возникает другая проблема, связанная с тем, что лучи стремятся покинуть
резонатор. Поэтому соответствующие моды имеют значительно большие
геометрические потери, чем моды устойчивого резонатора.

Фрагмент текста работы:

Определение
понятия «оптический резонатор»

Оптический
резонатор — это такое расположение зеркал и других оптических элементов, при
котором формируется стоячая световая волна. Оптические резонаторы вместе с
активным элементом являются основными компонентами лазера, Оптические
резонаторы обеспечивают обратную связь для взаимодействия лазерного излучения с
активным элементом. Также, они используются в оптических параметрических
генераторах и в некоторых интерферометрах. Свет, находящийся в резонаторе,
многократно отражается и образует стоячие волны с определенными резонансными
частотами. Структуры, полученные стоячей волной, называются модами; продольные
моды отличаются только частотой, в то время как поперечные моды отличаются для
различных частот и имеют различные распределения интенсивности в поперечном
сечении пучка.

Различные
резонаторы отличаются фокусными расстояниями зеркал и расстояниями между ними.
(Плоские зеркала не часто используется из-за трудности их настройки (юстировки)
с необходимой точностью.) Геометрия (тип резонатора) должны быть выбраны таким
образом, чтобы луч оставался стабильным (размер пучка не рос непрерывно при
многократном отражении). Есть и другие критерии, по которым выбирается
резонатор, в том числе наименьшая перетяжка пучка или отсутствие фокальной
точки (и, следовательно, интенсивного света в ней) внутри резонатора.

Оптические
резонаторы должны иметь большую добротность; пучок света будет отражаться очень
большое число раз с небольшим затуханием. Благодаря этому ширина полосы
спектральной линии лазера очень мала по сравнению с частотой лазера.

От
конструкции резонатора зависит качество пучка лазерного излучения.

На практике лазерные резонаторы могут содержать более чем два зеркала;
трех- и четырех- зеркальные конструкции являются едиными,