Скоррелированность фаз мод лазера.

[Morkonwen]

Здравствуйте! Допустим есть лазер, генерирующий несколько мод. Каждая из них в не слишком большой промежуток времени описывается приблизительно синусоидой со своей "начальной" фазой. Вопрос - являются ли разности этих начальных разных мод фиксированными величинами или они ведут себя как то по-другому?

[Munin]

Morkonwen в сообщении #598774 писал(а):

Допустим есть лазер, генерирующий несколько мод.

А это как?

[still alive]

Munin, а хотя бы теоретически возможна такая система в которой вероятности вынужденных переходов на два достаточно различающихся по энергии уровня относятся как небольшие числа?

[Munin]

Если долго воображать, то может быть, что-то придумать и можно. Но я-то думал, у Morkonwen есть конкретная конструкция. Я ж не лазерщик, просто удивился.

Можно, например, взять газовые лазеры двух типов, и смешать рабочее тело :-) Но понятно, что от этого никакой когерентности их излучений возникнуть не может.

[Morkonwen]

Munin
Полупроводниковые лазеры почти всегда многомодовые - у них ширина полосы усиления активной среды гораздо шире, чем полосы резонанса у резонатора, в который среда заключена и последних очень много в полосу усиления вмещается.

-- Ср июл 25, 2012 00:47:09 --

Munin в сообщении #598890 писал(а):

Можно, например, взять газовые лазеры двух типов, и смешать рабочее тело Но понятно, что от этого никакой когерентности их излучений возникнуть не может.

А вот в полупроводниковых есть целые зоны усиления света. То есть целые зоны энергий электронов, которые могут вынуждено излучать.

[Munin]

Morkonwen в сообщении #598936 писал(а):

Полупроводниковые лазеры почти всегда многомодовые - у них ширина полосы усиления активной среды гораздо шире, чем полосы резонанса у резонатора, в который среда заключена и последних очень много в полосу усиления вмещается.

Понял. Теперь могу ответить на исходный вопрос: нет, нифига не являются. Один фотон, усилившись, породил одну синусоиду, другой - другую. Между собой эти фотоны никак не были связаны.

[Morkonwen]

Munin в сообщении #598955 писал(а):

Один фотон, усилившись, породил одну синусоиду, другой - другую. Между собой эти фотоны никак не были связаны.

Я думаю так же, но на этом можно возразить, что фотоны могут зависить друг от друга через нелинейную среду, ведь один фотон привел к релаксации множества электронов, что может модулировать инверсию заселенности и для второй частоты и таким образом влиять на фазу.

[Munin]

Если бы один фотон породил другой за счёт нелинейности среды, тогда да. Но предлагаемый вами механизм разделяет эти два фотона слоем "статистики" - некоторой заселённостью, которая известна только как макропараметр, а не в деталях, и поэтому ведёт себя как источник случайности. Причём фаза рождённого фотона должна определяться именно этой случайностью, поскольку к макропараметрам не привязана.

[Alex-Yu]

Munin в сообщении #599183 писал(а):

Причём фаза рождённого фотона должна определяться именно этой случайностью, поскольку к макропараметрам не привязана.

Нет-нет, взаимоное влияние в нелинейном режиме может быть. Даже есть такой специальный режим работы лазера "с синхронизацией мод". А вообще мощный режим проще описывать уже класссически (в части Э.М. поля). Это вполне можно, т.к. числа заполнения большие. Просто проводимость среды отрицательная (и довольно сложно зависит от самого поля и др условий).

То, что Вы говорите, относится только к режиму, пока генерация "еще не разогналась до конца". В установившемся же режиме, описание работы лазера штука довольно непростая. Но в основном она сводися к вычислению поляризации среды. Вычисляется как квантомеханическое среднее, конечно. В классическом ЭМ поле.

[Munin]

Alex-Yu в сообщении #599628 писал(а):

Нет-нет, взаимоное влияние в нелинейном режиме может быть.

Но всё-таки не за счёт предложенного механизма, я имел в виду.

Alex-Yu в сообщении #599628 писал(а):

А вообще мощный режим проще описывать уже класссически (в части Э.М. поля). Это вполне можно, т.к. числа заполнения большие.

Вроде бы, всё-таки нельзя, поскольку состояние сильно сжатое.

[Alex-Yu]

Munin в сообщении #599654 писал(а):

Вроде бы, всё-таки нельзя, поскольку состояние сильно сжатое.

Нет. Обычное глауберговское состояние, переходящее в классику при большой интенсивности. Вообще это довольно стандартный подход. Поищите "лэмбовская теория лазера". Старая, конечно. Но физика от старости не меняется

[Munin]

Объясните на пальцах, почему не сжатое?

[photon]

Подавляющее большинство лазеров работают в многомодовом режиме, если учитывать продольные моды (с большим числом поперечных мод тоже бывают и довольно часто). Что касается корреляции этих мод, то гуглите по ключевым словам "синхронизация мод" или на английском "mode-locking" - широко известная техника генерации ультра-коротких импульсов.

[Alex-Yu]

Munin в сообщении #599664 писал(а):

Объясните на пальцах, почему не сжатое?

Во-первых сжатых много разных. А почему глауберговское (собственное состояние опрератора уничтожения) объяснить на пальцах не могу. Вообще вопрос интересный, но мне не до него сейчас. Общепринятое утверждение что лазерное излучение именно такое. А вот сделать из него сжатое -- это целая история. Помню, что был обзор в УФН на счет сжатых состояний (даже примерно не помню год). Там, наверное, можно почитать. Но мне не досуг сейчас.

[Munin]

Ок, спасибо.