Амплитудно-ступенчатые зеркала открытого квазиоптического резонатора
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
и рассмотрены свойства резонатора с отражателем типа кошачий глаз на основе элементов конической оптики [2]. Приведены результаты расчета волновых аберраций отражателя и параметров выходного излучения резонатора. Сделан вывод о перспективности использования резонатора с импульсным и частотно - импульсным режимом генерации. Резонатор с отражателем типа кошачий глаз обладает рекордно низкой чувствительностью внутрирезонаторным аберрациям типа клин. Расчеты проводились в волновом приближении методом Фокса - Ли с использованием процедуры быстрого фурье - преобразования. Число узлов расчетной сетки, как правило, составляло 256х256.
Исследована селекция поперечных мод в выпукло - вогнутом резонаторе широкоапертурного аргонового лазера [3]. Рассчитаны и экспериментально измерены основные параметры резонатора. Показано, что в определенных условиях резонатор этого типа обладает лучшими селектирующими свойствами, а также более прост и удобен в эксплуатации, чем традиционно используемые телескопические резонаторы. Получена одномодовая генерация на УФ линиях Ar++.
Проведен сравнительный анализ обобщенных конфокальных резонаторов и неустойчивых резонаторов [4] с выводом излучения как за счет дифракции на конечной апертуре выходного зеркала, так и за счет пропускания этого зеркала. Показано, что обобщенные конфокальные резонаторы позволяют значительно ( в семь раз ) увеличить выходную мощность одномодового лазера по сравнению с традиционным конфокальным резонатором.
Селективность резонаторов по отношению к основной моде называется разность между дифракционными потерями основной и первой поперечных мод при одинаковых дифракционных потерях основной моды. В работе показано, что в классе устойчивых резонаторов, состоящих из двух зеркал неограниченной апертуры и диафрагмы между ними, симметричный конфокальный резонатор обладает наибольшей селективностью.
Увеличить выходную мощность одномодового лазера можно, используя устойчивые резонаторы, эквивалентные конфокальному и содержащие положительную линзу между зеркалами, - так называемые обобщенные конфокальные резонаторы. Наиболее селективными среди них являются тоже симметричные, удовлетворяющие условию (1 - L/2R)(1- L/F) + L/R = 0, где R - радиус кривизны зеркал; F - фокусное расстояние линзы.
Описан способ получения в обобщенном конфокальном резонаторе негауссовых световых пучков с равномерным распределением интенсивности, основанный на использовании отражателя с дискретно расположенными поглощающими неоднородностями [5]. Теоретически и экспериментально подтверждено существование таких пучков на выходе СО2-лазера с неоднородным амплитудно-ступенчатым зеркалом.
Исследован способ получения негауссовых пучков с равномерным пространственным распределением интенсивности [6], основанный на выполнении одного из отражателей обобщенного конфокального резонатора в виде маски с дискретно расположенными фазосдвигающими неоднородностями.
Теоретически и экспериментально подтверждено существование таких пучков на выходе СО2 - лазера с неоднородным фазоступенчатым зеркалом. Квантовые генераторы с решетчатыми резонаторами находят разнообразное применение. В них обеспечивается более полное взаимодействие активной среды с излучением. Для этого осуществляется селекция высшей поперечной моды [7], характерной для Фабри - Перо резонатора, или формирование не характерной для него периодической моды путем использования эффекта Тальбота. В иных случаях решетчатое зеркало служит многощелевым излучателем и выполнено так, что возмущение им колебаний ФПР состоит только в увеличении их потерь энергии. Общей чертой решетчатых резонаторов является существенно неоднородное амплитудное распределение выходного пучка. Для многих применений, например, в физике твердого тела, технологии, медицине, такое распределение крайне нежелательно. Поэтому создание однородного АР является предметом актуальных исследований и для его достижения не останавливаются перед довольно сложными решениями.
В данной работе при модификации РР без усложнения возможности его изготовления обнаружена мода с равномерным АР. Её существование предсказано благодаря применению идей теории Фурье - оптики при преобразованиях системы интегральных уравнений для конфокального ФПР с неоднородными зеркалами и подтверждено результатами решения упомянутых уравнений на ЭВМ.
Теоретически проанализированы плоскосферические резонаторы с внутренней линзой [8]. Предложены безразмерные параметры, позволяющие в обобщенном виде представить диаграмму устойчивости исследуемых резонаторов. Выведено уравнение эллипса на диаграмме устойчивости, которому соответствуют резонаторы со стабильной каустикой. Показано, что область допустимых изменений оптической силы линзы обратно пропорциональна квадрату радиуса основной моды на внутренней линзе резонатора.
Проведенный анализ позволяет рассчитывать резонаторы твердотельных лазеров, не чувствительных к изменениям оптической силы термически наведенной линзы активного элемента.
Для большинства областей применения когерентных пучков, например, в лазерной технологии, медицине, при неразрушающем контроле материалов необходимо равномерное пространственное распределение амплитуды поля[9]. Имеется много работ по формированию такого поля как при помощи внутрирезонаторных, так и внешних методов. Метод, предложенный в данной работе, предварительно изложе?/p>