Методические указания к лабораторным работам по курсу "Основы физики лазеров". Летута С.Н. - 46 стр.

UptoLike

Составители: 

()
λϕ
β
λ
β
ddM /4
= . (3.22)
В пучке с дифракционной расходимостью
D
λ
β
22.1= (где - апертура пото-
ка излучения) при двойном прохождении через призму один и тот же угол от-
клонения будет испытывать излучение со спектральной шириной:
D
()
λ
λ
λ
ddnM
D
D
4
221.
= . (3.23)
Как видно, с увеличением
M
спектральная ширина выходного излучения лазе-
ра убывает обратно пропорционально числу призм в резонаторе.
Из (3.23) видно, что с ростом угловой расходимости пучка излучения
(уменьшение ) происходит увеличение спектральной ширины D
D
λ
. Поэто-
му, из-за большой расходимости излучения в лазерах на красителях с ламповой
накачкой использование призменных селекторов осуществляется реже, чем в
лазерах с когерентной накачкой.
Угловая дисперсия призмы может быть увеличена за счет возрастания ве-
личины
dnd
ϕ
(3.16). Действительно,
(
)
idn
d
cos
2sin2
α
= . (3.24)
При
dndi
ϕ
ο
90 (также
λ
ϕ
dd ), а значит, 0
λ
. Схема резона-
тора такого лазера с углом падения луча на призму
ο
85~ представлена на ри-
сунке 3.3(в). Большое отражение от поверхности призмы не вызывает потерь в
системе, так как отражаемое излучение полезное (представляет собой выходное
излучение лазера). В призме увеличивается ширина пучка и соответственно
уменьшается расходимость.
Для построения дисперсионных резонаторов используются не только
рассмотренные симметричные призмы. Например, для лазерной системы с не-
большой угловой дисперсией целесообразно использовать компактный резона-
тор с призмой Литтрова (рисунок 3.3,г). Перестройка резонатора осуществляет-
ся поворотом самой призмы, при этом ориентация оптической оси резонатора
остается неизменной.
3.4.2 Резонаторы с дифракционной решеткой
По сравнению с призмами дифракционные решетки имеют ряд техниче-
ских преимуществ: высокая селектирующая способность, широкая спектраль-
ная область дисперсии и линейность перестроечной характеристики. В лазерах
на красителях используются решетки различных типов: плоские, вогнутые и с
52
                                        ∆β
                           ∆λβ =                  .                   (3.22)
                                    4M (dϕ / dλ )

В пучке с дифракционной расходимостью ∆ β = 1.22 Dλ (где D - апертура пото-
ка излучения) при двойном прохождении через призму один и тот же угол от-
клонения будет испытывать излучение со спектральной шириной:

                                       1.22 Dλ
                           ∆ λD =                 .                   (3.23)
                                    4M (dn dλ )

Как видно, с увеличением M спектральная ширина выходного излучения лазе-
ра убывает обратно пропорционально числу призм в резонаторе.
      Из (3.23) видно, что с ростом угловой расходимости пучка излучения
(уменьшение D ) происходит увеличение спектральной ширины ∆ λ D . Поэто-
му, из-за большой расходимости излучения в лазерах на красителях с ламповой
накачкой использование призменных селекторов осуществляется реже, чем в
лазерах с когерентной накачкой.
      Угловая дисперсия призмы может быть увеличена за счет возрастания ве-
личины dϕ dn (3.16). Действительно,

                             dϕ 2 sin (α 2 )
                                =            .                        (3.24)
                             dn    cos i

При i ≤ 90 ο dϕ dn → ∞ (также dϕ dλ → ∞ ), а значит, ∆ λ → 0 . Схема резона-
тора такого лазера с углом падения луча на призму ~ 85 ο представлена на ри-
сунке 3.3(в). Большое отражение от поверхности призмы не вызывает потерь в
системе, так как отражаемое излучение полезное (представляет собой выходное
излучение лазера). В призме увеличивается ширина пучка и соответственно
уменьшается расходимость.
      Для построения дисперсионных резонаторов используются не только
рассмотренные симметричные призмы. Например, для лазерной системы с не-
большой угловой дисперсией целесообразно использовать компактный резона-
тор с призмой Литтрова (рисунок 3.3,г). Перестройка резонатора осуществляет-
ся поворотом самой призмы, при этом ориентация оптической оси резонатора
остается неизменной.

     3.4.2 Резонаторы с дифракционной решеткой

      По сравнению с призмами дифракционные решетки имеют ряд техниче-
ских преимуществ: высокая селектирующая способность, широкая спектраль-
ная область дисперсии и линейность перестроечной характеристики. В лазерах
на красителях используются решетки различных типов: плоские, вогнутые и с
52