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: Dmitriy40


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