2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Чем определяется ширина полосы генерации лазера?
Сообщение01.02.2019, 07:23 


24/12/14
5
Чем определяется ширина полосы генерации лазера? Я полжизни думал, что уширениями - естественным, доплеровским, столкновительным. Но после того как увидел кучу статей, в которых с помощью обратной связи компенсируют изменение оптического пути в резонаторе и получают ширину полосы генерации до 1 Гц понял, что ничего не понимаю. Подскажите кто-нибудь как устроен мир.

 Профиль  
                  
 
 Re: Чем определяется ширина полосы генерации лазера?
Сообщение01.02.2019, 14:42 
Заслуженный участник


07/07/09
5408
Нашлась картинка с модами резонатора, в который помещают активную среду лазера.
Изображение
При превышении порога генерации, излучается когерентный свет, частота которого "подтягивается" к верхушке пика пропускания резонатора.

 Профиль  
                  
 
 Re: Чем определяется ширина полосы генерации лазера?
Сообщение01.02.2019, 14:50 


24/12/14
5
Да, спасибо. Представим, что у нас в полосу усиления попадает только одна мода - один пик резонатора. У нее есть собственная ширина, но вот ширина спектра генерации будет, насколько я понимаю, более узкой. И в целом, в процессе генерации конкурируют два процесса - сужение за счет эм... (за счет чего? Аналог конкуренции мод, но на внутримодовом уровне?) и уширение (тоже не знаю за счет чего. Судя по статьям колебания зеркал и прочие процессы приводящие к изменению оптического пути).

 Профиль  
                  
 
 Re: Чем определяется ширина полосы генерации лазера?
Сообщение02.02.2019, 01:21 
Экс-модератор
Аватара пользователя


23/12/05
12046
1414212 в сообщении #1373368 писал(а):
Судя по статьям колебания зеркал и прочие процессы приводящие к изменению оптического пути

Это все-таки, скорее, влияет на стабильность частоты генерации, а не на ширину полосы. Ширина полосы напрямую (точнее, обратно) связана с добротностью резонатора.

 Профиль  
                  
 
 Re: Чем определяется ширина полосы генерации лазера?
Сообщение02.02.2019, 01:58 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
5003
ФТИ им. Иоффе СПб
1414212 в сообщении #1373262 писал(а):
Чем определяется ширина полосы генерации лазера?
Хороший вопрос. Смотря какого лазера и в каком режиме. Дело в том, что лазер по существу мало чем отличается от микрофона, подсоединенного к усилителю с динамиком. Если вы начнете подносить микрофон к динамику, то в какой-то момент динамик противно запищит. Если он только-только запищал, то осциллограф на выходе с усилителя покажет вам почти идеальную синусоиду. Значит на пороге возбуждения усилитель с положительной обратной связью генерирует почти монохроматический сигнал, хотя и полоса пропускания усилителя ("ширина линии") и полоса пропускания микрофона ("добротность резонатора") гораздо больше, чем спектральная ширина "писка". Двигая туда-сюда микрофон вы будете менять частоту писка, поэтому, что бы получать стабильный по частоте сигнал надо закрепить микрофон.

Собственно, это и делается в стабилизированном лазере. На пороге генерации (естественно, чуть выше порога) ширина линии будет определяться нелинейщиной, и может быть много уже и спектральной ширины линии излучения, и полуширины моды резонатора. Правда, эта очень узкая линия будет елозить туда-сюда от тепловых и прочих флуктуаций. Что бы компенсировать последнее и вводится обратная связь. (Так будет не для любого лазера, но это уже сильно вглубь теории нелинейных колебаний и теории лазеров.)

 Профиль  
                  
 
 Re: Чем определяется ширина полосы генерации лазера?
Сообщение08.02.2019, 13:37 


24/12/14
5
Спасибо большое, в общих чертах понятно. А есть ли книжки где это подробно разобрано?

 Профиль  
                  
 
 Re: Чем определяется ширина полосы генерации лазера?
Сообщение06.04.2019, 23:41 
Заслуженный участник


07/07/09
5408
Листал речь Холла в УФН, 2006 г. номер 12.
На странице 1358 есть о ширине линии лазера. Она определяется потерями (видимо, как и любой колебательной системы)
Реально получают около Герца, расчёт по
формулле Шавлова-Таунса даёт единицы мГц, это если не учитывать технические влияния.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 7 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group