Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Многократная-призма решетка лазерных генераторов , [1] или MPG лазерных генераторы, использование расширение множественной призмы луч для освещения дифракционной решетки установлены либо в конфигурации Литтров или конфигурациях скользящего падения. Первоначально эти узкие-шириной линии перестраиваемые дисперсионные генераторы были введены в качестве множественной призмы Литтров (MPL) решетки осцилляторов, [2] или гибридной множественной-призма вблизи скользящего падения (HMPGI) решеток полостей , [3] [4] в органическом красителя лазеры . Однако эти конструкции были быстро адаптированы для других типов лазеров, таких как газовые лазеры , [5] [6] диодные лазеры., [7] [8], а в последнее время - волоконных лазеров . [9]

Многопризменный перестраиваемый лазерный генератор с узкой шириной линии. [10] Решетка в этом конкретном генераторе развернута в конфигурации Литтроу.

Возбуждение [ править ]

Лазерные генераторы с несколькими призматическими решетками могут возбуждаться либо электрически, как в случае газовых лазеров и полупроводниковых лазеров, [11], либо оптически, как в случае кристаллических лазеров и лазеров на органических красителях. [1] В случае оптического возбуждения часто необходимо согласовать поляризацию возбуждающего лазера с предпочтением поляризации генератора с несколькими призмами. [1] Это можно сделать с помощью вращателя поляризации, что повысит эффективность преобразования лазера. [11]

Характеристики ширины линии [ править ]

Теория дисперсии с несколькими призмами применяется для разработки этих расширителей пучка либо в аддитивной конфигурации, таким образом добавляя или вычитая их дисперсию к дисперсии решетки, либо в компенсирующей конфигурации (дающей нулевую дисперсию на расчетной длине волны), что позволяет дифракционной решетке управлять перестроечными характеристиками резонатора лазера. [11] В этих условиях, то есть при нулевой дисперсии от расширителя пучка с несколькими призмами, ширина линии однопроходного лазера определяется выражением [1] [11]

где - расходимость луча, а M - увеличение луча, обеспечиваемое расширителем луча, которое умножает угловую дисперсию, обеспечиваемую дифракционной решеткой. В случае расширителей пучка с несколькими призмами этот коэффициент может достигать 100-200. [1] [11]

Когда дисперсия расширителя с несколькими призмами не равна нулю, то ширина линии за один проход определяется выражением [1] [11]

где первая разность относится к угловой дисперсии от решетки, а вторая разность относится к общей дисперсии от расширителя луча с несколькими призмами . [1] [11]

Дуарте показал, что оптимизированные твердотельные лазерные генераторы с несколькими призматическими решетками генерируют импульсное излучение с одной продольной модой, ограниченное только принципом неопределенности Гейзенберга . [12] лазера ширина линии в этих экспериментах , как сообщается ≈ 350 МГц (или ≈ 0,0004 нм при длине волны 590 нм) в импульсах ~ 3 нс широкий, при уровнях мощности в режиме кВт. [12]

Приложения [ править ]

Применения этих перестраиваемых узкополосных лазеров включают:

  • Когерентная антистоксовая рамановская спектроскопия и диагностика горения [13]
  • ЛИДАР [14]
  • Лазерная спектроскопия [15] [16]
  • Лазерное разделение изотопов атомного пара [17] [18]

См. Также [ править ]

  • Лазеры на красителях
  • Твердотельные лазеры на красителях
  • Лазерный резонатор
  • Ширина лазерной линии
  • Теория дисперсии с несколькими призмами
  • Вращатель поляризации
  • Настраиваемые лазеры

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g Ф. Дж. Дуарте , Узкополосные импульсные лазерные генераторы на красителях , в Принципах лазеров на красителях (Academic, Нью-Йорк, 1990), Глава 4.
  2. ^ FJ Duarte и JA Piper, Расширитель луча с двойной призмой для импульсных лазеров на красителях, Опт. Commun. 35 , 100-104 (1980).
  3. ^ FJ Duarte и JA Piper, Импульсный лазер на красителе скользящего падения с предварительно расширенной призмой, Appl. Опт. 20 , 2113-2116 (1981).
  4. ^ FJ Duarte и JA Piper, Узкополосные генераторы лазеров на красителях с медной лазерной накачкой и высокой prf, Appl. Опт. 23 , 1391-1394 (1984).
  5. ^ FJ Duarte, МногопризменныйлазерЛиттроу и импульсные CO 2 -лазеры скользящего падения, Appl. Опт. 24 , 1244-1245 (1985).
  6. ^ RC Sze и DG Harris, Tunable eximer lasers, in Tunable Lasers Handbook , FJ Duarte (Ed.) (Academic, New York, 1995), глава 3.
  7. ^ П. Зорабедян, Характеристики полупроводникового лазера с решеткой и внешним резонатором, содержащего внутрирезонаторные призменные расширители луча, J. Lightwave Tech. 10 , 330–335 (1992).
  8. ^ П. Зорабедян, Перестраиваемые полупроводниковые лазеры с внешним резонатором, в Справочнике по перестраиваемым лазерам , Ф.Дж. Дуарте (ред.) (Academic, New York, 1995), глава 8.
  9. ^ TM Shay и FJ Duarte, в Tunable Laser Applications , 2nd Ed., FJ Duarte (Ed.) (CRC, New York, 2009) Chapter 9.
  10. ^ FJ Duarte, TS Taylor, A. Costela, I. Garcia-Moreno и R. Sastre, Генератор длинноимпульсных узкополосных дисперсных твердотельных лазеров на красителях, Appl. Опт. 37 , 3987–3989 (1998).
  11. ^ Б с д е е г Ф. Дж Дуарте, перестраиваемый лазер Оптика , 2 - е изд. (CRC, Нью-Йорк, 2015) .
  12. ^ а б Ф. Дж. Дуарте, Генератор твердотельного лазера на красителях с несколькими призматическими решетками: оптимизированная архитектура, Appl. Опт. 38 , 6347-6349 (1999).
  13. ^ RJ Hall и AC Eckbreth, КАРС спектроскопии комбинационного рассеяния света : применение в диагностике внутреннего сгорания, в лазерных приложений (академических, НьюЙорк, 1984)стр 213-309..
  14. ^ WB Grant, Лидар для атмосферных и гидросферных исследований, в Tunable Laser Applications , 1-е изд. (Марсель-Деккер, Нью-Йорк, 1995) Глава 7.
  15. ^ W. Demtröder , Laserspektroscopie: Grundlagen und Techniken , 5-е изд. (Springer, Берлин, 2007 г.).
  16. ^ В. Демтредер, Лазерная спектроскопия: основные принципы , 4-е изд. (Springer, Берлин, 2008 г.).
  17. ^ С. Сингх, К. Дасгупта, С. Кумар, К.Г. Манохар, Л.Г. Наир, Великобритания Чаттерджи, Мощный лазер на красителях с высокой частотой повторения и накачкой парами конденсатора, Опт. Англ. 33 , 1894–1904 (1994).
  18. ^ А. Сугияма, Т. Накаяма, М. Като, Ю. Маруяма, Т. Арисава, Характеристики регулируемого давлением одномодового лазерного генератора на красителях, накачиваемого генератором на парах меди, Опт. Англ. 35 , 1093-1097 (1996).

Внешние ссылки [ править ]

  • Схемы лазерных генераторов MPG