5.1 Зависимость длительности импульса от мощности накачки
Характеристики выходного импульса определяются несколькими параметрами системы, одним из которых является мощность накачки. Этот параметр значительно влияет на длительность формируемого импульса, как показано на рисунке 5.1.
Рисунок 5.1 – Зависимость длительности выходного импульса от мощности накачки.
При увеличении мощности накачки полуширина импульса убывает монотонно и практически линейно при мощностях больших 4 Вт. В среднем длительность импульса составляет около 20-30 нс. При мощностях более 8 Вт можно получить достаточно короткие импульсы полушириной 5-10 нс.
5.2 Зависимость длительности импульса от коэффициента потерь
Еще одним параметром, влияющим на длительность импульса, является коэффициент неактивных потерь в резонаторе γ. Зависимость длительности импульса от этого параметра представлена на рисунке 5.2.
Рисунок 5.2 – Зависимость длительности выходного импульса от коэффициента потерь в резонаторе при мощности накачки 6 Вт.
Данная зависимость практически линейная, при меньших значениях γ полуширина импульса значительно уменьшается. Так, при стандартной величине коэффициента потерь для неодимового лазера γ = 0.003 длительность импульса равна 12 нс. При уменьшении γ до 0.001-0.002 формируются гораздо более короткие импульсы длительностью до 5 нс.
Заключение
В работе был теоретически исследован метод разгрузки резонатора с помощью генерации второй гармоники, определены характеристики выходных импульсов и их зависимость от основных параметров системы.
В рассмотренной модели интенсивность излучения второй гармоники зависит квадратично от интенсивности первой, причем коэффициент преобразования во вторую гармонику составляет не более 30%.
|
|
Формирование импульсов возможно после достижения системой стационарного режима генерации. Время выхода на стационар уменьшается с ростом мощности накачки и составляет в среднем 5 мкс.
Основные параметры выходного импульса – пиковая интенсивность и длительность – зависят в основном от мощности накачки и коэффициента неактивных потерь. Повышение мощности накачки эквивалентно увеличению стационарного значения интенсивности излучения основной частоты и коэффициента преобразования во вторую гармонику, что соответствует большей интенсивности выходного импульса. Длительность импульса уменьшается с ростом мощности накачки и с уменьшением коэффициента потерь. Таким образом, для генерации более коротких импульсов целесообразно уменьшать неактивные потери в системе и использовать максимально возможные мощности накачки.
Метод разгрузки резонатора с помощью генерации второй гармоники позволяет получить импульсы лазерного излучения на длине волны 532 нм. Длительность импульсов достигает 5-10 нс при мощностях накачки, больших 8 Вт, и коэффициенте потерь менее 0.001-0.002.
Данный метод может быть еще более эффективен в режиме синхронизации мод. В таком случае вместо последовательности из нескольких выходных импульсов формируется один сверхкороткий мощный импульс.
Список использованных источников
1. Звелто О., Принципы лазеров. – М.:Мир, 1990 – с. 323
2. Kalisky, Yehoshua Y., The physics and engineering of solid state lasers – SPIE, 2006 – p.28
3. Храмов В. Ю., Расчет элементов лазерных систем для информационных и технологических комплексов – СПб: СПбГУ ИТМО, 2008 – c.79