форма лазерного импульса

[Аурелиано Буэндиа]

Стало любопытно. Позволяют ли современные технологии создавать лазерные импульсы с заданной формой? Если да, то как? И насколько вообще продвинулась технология в этом направлении? Под импульсом я понимаю электромагнитный пакет. Под формой я понимаю функцию $E(x-t)$, которая может быть разложена в ряд Фурье

$$ E(x-t)=\int_0^{\infty} A(\omega)\cos(\omega(t-x))d\omega $$

$E$ -- электрическое поле.
здесь, разумеется, скорость света для простоты равна единице.

Или тоже самое, но с заданной спектральной функцией $A(\omega)$?

[Тать]

Может здесь http://faculty.physics.tamu.edu/ggp/ найдете что. Аттосекундные импульсы лазера. Эксперимент в десятке лучших.

[Аурелиано Буэндиа]

Тать писал(а):

Эксперимент в десятке лучших.

Спасибо, хорошая ссылка. Понятно, что фемто- и аттосекудные импульсы дают нам некоторые возможные формы импульсов, но, интересно, насколько возможно создавать более длительные импульсы произвольной формы?

[photon]

Для длинных импульсов... Зависит от лазера, режима работы и способа модуляции. Скажем, полупроводниковый лазер с прямой токовой модуляцией в режиме малого сигнала при не слишком крутых фронтах импульса тока накачки, будет практически точно повторять форму сигнала тока модуляции. Многие лазеры работают с внешним модуляторам, тогда это уже вопрос собственно не к лазеру, а к модулятору.
Лучше спросите конкретно: "Нужен импульс такой-то мощности и формы, можно ли его получить?"

[photon]

Кстати, об аттосекундных импульсах. Вот статья, опубликованная сегодня в Science.

[$]

Аурелиано Буэндиа писал(а):

Тать писал(а):

Эксперимент в десятке лучших.

Спасибо, хорошая ссылка. Понятно, что фемто- и аттосекудные импульсы дают нам некоторые возможные формы импульсов, но, интересно, насколько возможно создавать более длительные импульсы произвольной формы?

Слышал, что в экспериментах по лазерному термоядерному синтезу, где пучками обжимают мишень а потом "поджигают" желательна не простая форма импульса, а какая то подобранная под это дело (одна часть сжимает, потом поджигается).

То есть формой импульса управляют, но конечно же далеко до получения совершенно произвольной формы. Ограничения обусловлены методами, которыен применяются для формирования импульсов, их несколько штук , не более (модуляция добротности/усиления, синхронизация мод, генерация гармоник и параметрическая генерация, использование нелинейных эффектов- сжатие импульсов в световорах, нелинейные эффекты в усилителях). Ответ видимо такой- управляют формой импульса, но до произвольной формы очень далеко.
Впрочем а зачем она нужна, совершенно произвольная форма лазерных импульсов? В практических задачах это куда можно применить?

[photon]

$ писал(а):

их несколько штук , не более

Ага, если забыть о сущестовании еще десятка различных подходов к модуляции, то их действительно несколько штук останется. А если еще вспомнить что ряд условий может косвенно влиять на режим генерации...

[Аурелиано Буэндиа]

$ писал(а):

Впрочем а зачем она нужна, совершенно произвольная форма лазерных импульсов? В практических задачах это куда можно применить?

Ну хотя бы тот пример (с термоядом), который Вы привели. Я, вообще-то, не практик а теоретик. Но ясно одно: это может быть полезным для передачи информации, управления поцессами и т.д. Если у Вас есть опыт в этом деле, то это очень любопытно. Нет ли у Вас ссылок на обзоры по воздействию на формы импульсов через

Цитата:

модуляция добротности/усиления, синхронизация мод, генерация гармоник и параметрическая генерация, использование нелинейных эффектов- сжатие импульсов в световорах, нелинейные эффекты в усилителях

[$]

Цитата:

Ну хотя бы тот пример (с термоядом), который Вы привели. Я, вообще-то, не практик а теоретик. Но ясно одно: это может быть полезным для передачи информации, управления поцессами и т.д. Если у Вас есть опыт в этом деле, то это очень любопытно. Нет ли у Вас ссылок на обзоры по воздействию на формы импульсов через

Цитата:

модуляция добротности/усиления, синхронизация мод, генерация гармоник и параметрическая генерация, использование нелинейных эффектов- сжатие импульсов в световорах, нелинейные эффекты в усилителях

На досуге почитывал книжку (в бумажном виде) Орацио Звелто "принципы лазеров" (это перевод с англ. издательства "мир", автор- итальянец, книга выдержала несколько изданий, каждый раз пополняясь чем нибудь новым).

Вот там все это и рассмотрено. Математика по большей части незамысловатая, и доходит. Читается легко.)))) Много рисунков и графиков, можно сказать написано с "упором на физику"- то есть чтобы легко было понять суть процессов, без углубления в теоретические дебри. Описано много инженерных решений по конструкциям лазеров.

Сейчас посмотрел яндексом http://www.yandex.ru/yandsearch?text=%E ... &stype=www - книга есть на либ.мехмат.ру http://lib.mexmat.ru/books/7483
Но жадные москвичи закрыли доступ, вот примерно за это их и не любят, это к слову.))))

Добавлено спустя 7 минут 46 секунд:

photon писал(а):

$ писал(а):

их несколько штук , не более

Ага, если забыть о сущестовании еще десятка различных подходов к модуляции, то их действительно несколько штук останется. А если еще вспомнить что ряд условий может косвенно влиять на режим генерации...

А подробнее? Про десятки подходов к модуляции? Что то многовато. Бери да модулируй, подход один)))))

Цитата:

А если еще вспомнить что ряд условий может косвенно влиять на режим генерации...

Вроде притяжения солнца и луны, вызывающего неоднородность в газе? Конечно может что то косвенно и влияет, но неужели это используют для модуляции?

Добавлено спустя 9 минут 8 секунд:

Цитата:

Ну хотя бы тот пример (с термоядом), который Вы привели.

в случае термояда форма импульса простая. Импуль состоит ("слеплен") из двух "кусков", первый сжимает мишень, второй намного мощьнее поджигает. Для такой формы не требуется сильно мудрить. Можно например взять два "задающих" лазера выдающих импульсы в усилитель (с нужной задержкой). Для исследований по лазерному термоядерному синтезу только такая конструкция и применяется- маломощный лазер формирующий импульс нужной формы , который подается на большой усилитель.

[photon]

$ писал(а):

Орацио Звелто "принципы лазеров"

Да, Звелто - классика, для первичного ознакомления неплохо, хотя, конечно, несколько устарела

$ писал(а):

А подробнее? Про десятки подходов к модуляции?

Токовая модуляция, электрооптические, акустические, механические модуляторы....это далеко не все и для каждого тоже возможны варианты (скажем, механика может быть на основе пьезоелектрика и осуществлять перестройку резонатора по длине, а можно просто вращающийся диск с отверстиями поставить, или, для режима модуляции добротности просто вращать одно из зеркал).

$ писал(а):

Вроде притяжения солнца и луны, вызывающего неоднородность в газе? Конечно может что то косвенно и влияет, но неужели это используют для модуляции?

Нет, конечно, не об этом, но вот температурный режим или, скажем, условия предыонизации в газовом лазере будут влиять и на форму импульса.

Давайте не будем об этом спорить. Автор ставит вполне конкретную задачу - ее и будем решать

[Werth]

photon писал(а):

Звелто - классика, для первичного ознакомления неплохо, хотя, конечно, несколько устарела

Насколько я знаю, скоро должно появиться новое издание на русском языке.

Что же касается управления формой импульса, то это вещь довольно известная. Это делается примерно так: импульс раскладывается в спектр дифракционной решеткой, разделенные в пространстве спектральные компоненты попадают на пространственный модулятор( например жидкокристаллический ), который независимо изменяет фазы компонент, и все компоненты вновь сводятся в один импульс.

Подробнее, например вот:
http://www.physics.gatech.edu/gcuo/lectures/UFO13Pulseshaping.ppt
Или поиск в гугле по запросу "pulse shaping"

Применяется все это, например, для управления химическими реакциями. При этом оптимальную форму импульса даже не нужно знать заранее.

[photon]

Werth писал(а):

Применяется все это, например, для управления химическими реакциями. При этом оптимальную форму импульса даже не нужно знать заранее.

Если есть информация со ссылками или без - расскажите поподробнее

[Werth]

Я деально с этим не разбирался, но идея там такая: допустим, мы хотим увеличить выход какого-то продукта в реакции, воздействуя лазерным импульсом. Это можно рассматривать как задачу оптимизации функции, где аргумент функции - сигнал на модуляторе (например, вектор напряжений на каждой ячейке ЖК-модулятора), значение функции - выход требуемого продукта, а вычисление функции - это по сути проведение эксперимента. Далее мы ищем экстремум этой функции (обычно, наколько я знаю, для этого применяется генетический алгоритм) и получаем оптимальную форму импульса.

[chernogorov]

На кафедре оптики фнзфака СПГУ сделали белый лазер, но продали патент американцам.
Сама спектральная линия лазера промодулирована и ГГц и Гц, герцы я могу выделять на комьютере, для ГГц нужна другая аппаратура. Модуляцию можно усилить за счет эффекта Зеемана. Про фемтоимпульсы еще почитаю, вообще-то опсно- близко к пробою вакуума.

[Werth]

Что за белый лазер? Суперконтинуум что ли?