Zpáteční cesta - Round-trip gain
Zpáteční cesta Odkazuje na laserová fyzika, a laserové dutiny (nebo laserové rezonátory ). Jedná se o zesílení integrované podél paprsku, který v dutině dělá okružní cestu.
Na nepřetržitý provoz zisk zpáteční rychlosti přesně kompenzuje jak výstupní vazbu dutiny, tak ztrátu jejího pozadí.[je zapotřebí objasnění ]
Zisk geometrické optiky
Obecně platí, že Zpáteční cesta může záviset na frekvenci, poloze a naklonění paprsku a dokonce i na polarizace světla. Obvykle můžeme předpokládat, že v určitém okamžiku, při rozumné frekvenci provozu, bude získat je funkcí Kartézské souřadnice , , a . Pak za předpokladu, že geometrická optika je použitelný zpáteční zisk lze vyjádřit takto:
- ,
kde je cesta podél paprsku, parametrizovaná funkcemi , , ; integrace se provádí podél celého paprsku, který má tvořit uzavřenou smyčku.
V jednoduchých modelech je plochý vršek rozdělení čerpadla a zesílení se předpokládá, že je konstantní. V případě nejjednodušší dutiny zisk zpáteční rychlosti , kde je délka dutiny; laserové světlo má jít dopředu a dozadu, což vede k koeficientu 2 v odhadu.
V ustálený stav spojitá vlna při provozu laseru je zisk zpáteční rychlosti určen odrazem zrcadel (v případě stabilní dutina ) a koeficient zvětšení v případě nestabilní rezonátor (nestabilní dutina ).
Spojovací parametr
The spojovací parametr laserového rezonátoru určuje, jakou část energie laserové pole v dutině zhasne při každém zpáteční cestě. Tento výstup lze určit podle propustnosti výstupní vazební člen, nebo koeficient zvětšení v případě nestabilní dutina.[1]
Ztráta zpáteční cesty (ztráta pozadí)
The ztráta pozadí, z zpáteční ztráta určuje, jaká část energie laserové pole při každém zpáteční cestě se stane nepoužitelným; může být absorbován nebo rozptýlen.
Na vlastní pulzace, zesílení lates reagovat na změnu počtu fotonů v dutině. V rámci jednoduchého modelu určuje útlum a výstupní vazba parametry tlumení ekvivalentu oscilátor Toda.[2][3]
V ustáleném stavu zisk zpáteční rychlosti přesně kompenzovat jak výstupní vazbu, tak ztráty:
- .
Za předpokladu, že zisk je malý (), tento vztah lze zapsat následovně:
Jako analytický odhad výkonu laserů se používá relace.[4] Zejména ztráta zpáteční cesty může být jedním z důležitých parametrů, které omezují výstupní výkon a diskový laser; při měřítku výkonu zisk by měla být snížena (aby se zabránilo exponenciální růst z zesílená spontánní emise ) a zisk zpáteční cesty by měla zůstat větší než ztráta pozadí ; to vyžaduje zvětšení tloušťky desky desky získat střední; při určité tloušťce se přehřátí zabraňuje efektivnímu provozu.[5]
Pro analýzu procesů v aktivním médiu je součet lze také nazvat „ztrátou“.[1] Tato notace vede ke zmatkům, jakmile se někdo zajímá, která část energie je absorbována a rozptýlena a která část takové „ztráty“ je vlastně žádoucí a užitečný výstup laseru.
Reference
- ^ A b A.E. Siegman (1986). Lasery. University Science Books. ISBN 978-0-935702-11-8.
- ^ GL Oppo; A. Politi (1985). „Potenciál Toda v laserových rovnicích“. Zeitschrift für Physik B. 59 (1): 111–115. Bibcode:1985ZPhyB..59..111O. doi:10.1007 / BF01325388.
- ^ D. Kouznetsov; J.-F. Bisson; J. Li; K. Ueda (2007). „Self-pulsing laser as oscillator Toda: Aproximation through elementary functions“. Journal of Physics A. 40 (9): 1–18. Bibcode:2007JPhA ... 40,2107K. CiteSeerX 10.1.1.535.5379. doi:10.1088/1751-8113/40/9/016.
- ^ D. Kouznetsov; J.-F. Bisson; K. Takaichi; K. Ueda (2005). "Jednovidový polovodičový laser s krátkou širokou nestabilní dutinou". Journal of the Optical Society of America B. 22 (8): 1605–1619. Bibcode:2005JOSAB..22.1605K. doi:10.1364 / JOSAB.22.001605.
- ^ D. Kouznetsov; J.-F. Bisson; J. Dong; K. Ueda (2006). „Limit ztráty povrchu při změně měřítka laseru na tenkém disku“. Journal of the Optical Society of America B. 23 (6): 1074–1082. Bibcode:2006JOSAB..23.1074K. doi:10.1364 / JOSAB.23.001074. Citováno 2007-01-26.; [1][trvalý mrtvý odkaz ]