Разрезной кольцевой резонатор. Кольцевой резонатор

Кольцевой резонатор

Кольцево́й резона́тор - оптический резонатор , в котором свет распространяется по замкнутой траектории в одном направлении. Объемные кольцевые резонаторы состоят из трёх или более зеркал , ориентированных так, что свет последовательно отражается от каждого из них совершая полный оборот. Кольцевые резонаторы находят широкое применение в лазерных гироскопах и лазерах . В волоконных лазерах применяют специальные конструкции волоконных кольцевых резонаторов, обычно имеющих вид замкнутого в кольцо оптического волокна с WDM-ответвителями для ввода излучения накачки и вывода генерируемого излучения.

См. также

• Резонатор Фабри - Перо

Литература

• Звелто О. Принципы лазеров = Principles of Lasers. - 3-е изд. - М .: Мир, 1990. - 558 с. - ISBN 5-03-001053-Х
• Agrawal G. P. Lightwave technology: components and devices. - Wiley-IEEE, 2004. - 427 p. - ISBN 9780471215738
• Agrawal G. P. Applications of nonlinear fiber optics. - 2nd ed. - Academic Press, 2008. - Vol. 10. - 508 p. - (Optics and Photonis Series). - ISBN 9780123743022

Ссылки

• Оптический резонатор - статья из Физической энциклопедии

Wikimedia Foundation . 2010 .

• Кольцевое (электродепо)
• Кольцевой ток

Смотреть что такое "Кольцевой резонатор" в других словарях:

кольцевой резонатор - Оптический резонатор, в котором распространение электромагнитных колебаний происходит по замкнутому контуру. [ГОСТ 15093 90] Тематики лазерное оборудование EN ring resonator … Справочник технического переводчика

кольцевой резонатор - žiedinis rezonatorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. ring cavity; ring resonator vok. Ringresonator, m rus. кольцевой резонатор, m pranc. résonateur annulaire, m … Fizikos terminų žodynas

кольцевой резонатор - Открытый резонатор, зеркала которого обеспечивают распространение электромагнитных волн по замкнутому контуру … Политехнический терминологический толковый словарь

КОЛЬЦЕВОЙ ЛАЗЕР - см. в ст. Оптический резонатор. Физическая энциклопедия. В 5 ти томах. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988 … Физическая энциклопедия

Оптический резонатор - совокупность нескольких отражающих элементов, образующих открытый резонатор (в отличие от закрытых объёмных резонаторов, применяемых в диапазоне СВЧ), формирующих стоячую световую волну. Оптические резонаторы являются одним из основных элементов… … Википедия

ОПТИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР - устройство, в к ром могут возбуждаться стоячие или бегущие эл. магн. волны оптич. диапазона. О. р. представляет собой совокупность неск. зеркал и явл. открытым резонатором, в отличие от большинства объёмных резонаторов, применяемых в диапазоне… … Физическая энциклопедия

Волоконный лазер - Цельноволоконный фемтосекундный эрбиевый лазер. Волоконный лазер лазер, активная среда и, возможно, резонатор которого являются элементами оптического … Википедия

Лазерный гироскоп - Схема лазерного гироскопа. Здесь луч лазера циркулирует с помощью зеркал и постоянно усиливается лазером (а точнее квантовым усилителем). Замкнутый контур имеет ответвление через полупрозрачное зеркало (или, например, через щель) в датчик на базе … Википедия

Лазер в форме восьмёрки - Волоконный лазер с кольцевым резонатором в виде восьмерки. In: излучение накачки. Out: выходное излучение. 1: активное волокно. 2: поляризатор. 3: оптический изолятор. 4 WDM ответвитель. 50:50 делитель 50/ … Википедия

История изобретения лазеров - 1917 А. Эйнштейн представляет концепцию вынужденного излучения 1920 И. Франк и Ф. Райхе подтвердили существование метастабильных состояний в возбужденном состоянии 1927 Поль Дирак создает квантовую теорию вынужденного излучения 1928 Р. Ладенбург… … Википедия

Чрезвычайно важным видом лазерных резонаторов является кольцевой резонатор, в котором оптический путь лучей имеет кольцевую (рис. 5.4а) или более сложную траекторию, как, например, показанная на рис. 5.46 «сложен­ная» (англ. folded) траектория. В обоих случаях резонансные частоты кольце­вого резонатора можно определить, если наложить условие, что полное изме­нение фазы вдоль кольцевой траектории на рис. 5.4а или вдоль замкнутой траектории на рис. 5.46 (показаны сплошными линиями) должно быть кратно величине 2л. При этом легко получить соотношение для резонансных частот:

Оптический диод

Где Ьр - периметр кольца или длина замкнутой траектории на рис. 5.46, а п - целое число. Отметим, что стрелки, показывающие направления лучей на рис. 5.4, могут, вообще говоря, быть развернуты в обратную сторону. Это означает, что, например, на рис. 5.4а излучение может распространяться как по часовой стрелке, так против нее. Таким образом, в общем случае в кольцевом резонаторе образуется стоячая волна. Однако можно использо­вать некоторое устройство, обеспечивающее однонаправленное распростра­нение излучения, например только справа налево на рис. 5.4а (оптический диод, более подробно см. в разделе 7.8.2.2). Тогда в резонаторе будет сущест­вовать только волна, бегущая по часовой стрелке. Таким образом, понятия моды резонатора и резонансной частоты связаны не только со стоячими вол­нами. Отметим, что кольцевые резонаторы также могут иметь либо устойчи­вую (как на рис. 5.4), либо неустойчивую конфигурации.

Пример 5.1. Число мод в замкнутом и открытом резонаторах. Рас­смотрим Не-Ые лазер, генерирующий на длине волны X = 633 нм, с доп­плеровским контуром линии усиления шириной Ау5=1,7 109Гц. Поло­жим длину резонатора равной Ь = 50 см и рассмотрим вначале открытый резонатор. В соответствии с (5.1.3) число продольных мод, попадающих в контур усиления, равно Ыореп = 2ЬАц /с = 6. Предположим теперь, что ре­зонатор ограничен цилиндрической боковой поверхностью диаметром 2а = 3 мм. В соответствии с (2.2.16) число мод такого закрытого резонатора, попадающих в контур усиления шириной Ауо, равно МСІ08Є(І = 87іу2^Ауо / с3, где V = с/Х - частота лазера, а V = па2Ь - объем резонатора. Используя при­веденные выражения и выбранные значения параметров, легко получить, что Ыс1теа = (2па / X)2 Ыореп г 1,2 109 мод.

Гравировка по металлу проводится на профессиональном оборудовании. Гравировка с высокой детализацией применяется для оформления подарков, памятных вещей.

В данном разделе приводится краткое описание когерентных свойств света, который излучается обычной лампой (лампой накаливания или га­зонаполненной лампой). Поскольку свет в этом случае обусловлен спон­танным излучением многих атомов, по существу …

В результате соударений частиц с электронами в объеме электрического разряда происходит постоянное образование электронов и ионов. Ударная ио­низация осуществляется присутствующими в разряде горячими электронами, т. е. теми, энергия которых больше …

Кольцево́й резона́тор - оптический резонатор , в котором свет распространяется по замкнутой траектории в одном направлении. Объемные кольцевые резонаторы состоят из трёх или более зеркал , ориентированных так, что свет последовательно отражается от каждого из них совершая полный оборот. Кольцевые резонаторы находят широкое применение в лазерных гироскопах и лазерах . В волоконных лазерах применяют специальные конструкции волоконных кольцевых резонаторов, обычно имеющих вид замкнутого в кольцо оптического волокна с WDM-ответвителями для ввода излучения накачки и вывода генерируемого излучения.

См. также

Напишите отзыв о статье "Кольцевой резонатор"

Литература

• Звелто О. Принципы лазеров = Principles of Lasers. - 3-е изд. - М .: Мир, 1990. - 558 с. - ISBN 5-03-001053-Х.
• Agrawal G. P. Lightwave technology: components and devices. - Wiley-IEEE, 2004. - 427 p. - ISBN 9780471215738 .
• Agrawal G. P. Applications of nonlinear fiber optics. - 2nd ed. - Academic Press, 2008. - Vol. 10. - 508 p. - (Optics and Photonis Series). - ISBN 9780123743022 .

Ссылки

• - статья из Физической энциклопедии

Отрывок, характеризующий Кольцевой резонатор

– Да, хорошенький кошелек… Да… да… – сказал он и вдруг побледнел. – Посмотрите, юноша, – прибавил он.
Ростов взял в руки кошелек и посмотрел и на него, и на деньги, которые были в нем, и на Телянина. Поручик оглядывался кругом, по своей привычке и, казалось, вдруг стал очень весел.
– Коли будем в Вене, всё там оставлю, а теперь и девать некуда в этих дрянных городишках, – сказал он. – Ну, давайте, юноша, я пойду.
Ростов молчал.
– А вы что ж? тоже позавтракать? Порядочно кормят, – продолжал Телянин. – Давайте же.
Он протянул руку и взялся за кошелек. Ростов выпустил его. Телянин взял кошелек и стал опускать его в карман рейтуз, и брови его небрежно поднялись, а рот слегка раскрылся, как будто он говорил: «да, да, кладу в карман свой кошелек, и это очень просто, и никому до этого дела нет».
– Ну, что, юноша? – сказал он, вздохнув и из под приподнятых бровей взглянув в глаза Ростова. Какой то свет глаз с быстротою электрической искры перебежал из глаз Телянина в глаза Ростова и обратно, обратно и обратно, всё в одно мгновение.
– Подите сюда, – проговорил Ростов, хватая Телянина за руку. Он почти притащил его к окну. – Это деньги Денисова, вы их взяли… – прошептал он ему над ухом.
– Что?… Что?… Как вы смеете? Что?… – проговорил Телянин.
Но эти слова звучали жалобным, отчаянным криком и мольбой о прощении. Как только Ростов услыхал этот звук голоса, с души его свалился огромный камень сомнения. Он почувствовал радость и в то же мгновение ему стало жалко несчастного, стоявшего перед ним человека; но надо было до конца довести начатое дело.
– Здесь люди Бог знает что могут подумать, – бормотал Телянин, схватывая фуражку и направляясь в небольшую пустую комнату, – надо объясниться…
– Я это знаю, и я это докажу, – сказал Ростов.
– Я…
Испуганное, бледное лицо Телянина начало дрожать всеми мускулами; глаза всё так же бегали, но где то внизу, не поднимаясь до лица Ростова, и послышались всхлипыванья.
– Граф!… не губите молодого человека… вот эти несчастные деньги, возьмите их… – Он бросил их на стол. – У меня отец старик, мать!…
Ростов взял деньги, избегая взгляда Телянина, и, не говоря ни слова, пошел из комнаты. Но у двери он остановился и вернулся назад. – Боже мой, – сказал он со слезами на глазах, – как вы могли это сделать?
Для повышения эффективности обдирки Н 0 предлагается использовать кольцевой резонатор со встроенным внутрь частотным конвертором для генерации лазерного излучения 3-ей гармоники (355нм). Импульсное излучение с длинной волны 355нм необходимо для предварительного возбуждения Н 0 перед обдиркой в магнитном поле. Длительность импульса согласована с длиной сгустка и должна быть не более 50 псек. Периметр кольцевого резонатора, с учетом оптической длины нелинейных кристаллов, соответствует частоте следования сгустков Н 0 (402.5МГц). Основное требование к кольцевому резонатору (основной параметр для оптимизации) – максимальная добротность резонатора при фиксированной импульсной мощности (не менее 1МВт). Чем выше достигаемая добротность резонатора, тем меньше может быть требуемая частота повторения импульсов для генерации 3-ей гармоники, тем меньше требуемая средняя мощность лазера накачки. Возможны два варианта генерации 3-ей гармоники внутри кольцевого резонатора.

Вариант-1 : В кольцевой резонатор вводится только первая (фундаментальная) гармоника импульсного лазера с длинной волны 1064нм. В этом случае внутри кольцевого резонатора размещаются два нелинейных оптических кристалла – один для генерации 2-ой гармоники излучения (532нм) и второй кристалл для генерации 3-ей гармоники. Схема варианта-1 представлена на рис.1. Для минимизации потерь в резонаторе все три зеркала должны иметь отражающие покрытия с максимально возможным коэффициентом отражения только для 3-ей гармоники, а оптические поверхности нелинейных кристаллов должны быть покрыты трех полосным антибликовым покрытием. Это антибликовое покрытие должно обеспечивать минимальный коэффициент отражения для всех трех гармоник излучения.

Рис.1 Кольцевой резонатор с двумя нелинейными кристаллами для генерации 2-ой и 3-ей гармоники.

Стабильность циркулирующего в резонаторе излучения обеспечивается двумя сферическими вогнутыми зеркалами. Нелинейные кристаллы располагаются в той части кольцевого резонатора, где минимальная угловая расходимость излучения.

Вариант-2 представлен на рис.2. В кольцевой резонатор вводятся фундаментальная и 2-ая гармоники, которые затем суммируются в 3-ю гармонику на нелинейном кристалле, расположенном внутри резонатора. Требования к оптическим поверхностям те же что и для варианта-1. Разница только в длине плеч кольцевого резонатора из-за отсутствия второго нелинейного кристалла и требования иметь одинаковую частоту повторения (402.5МГц).

Рис.2 Кольцевой резонатор с одним нелинейным кристаллом для генерации 3-ей гармоники.

Вариант-1 имеет более простую схему ввода излучения в кольцевой резонатор в сравнении с вариантом-2. Однако этот вариант хуже варианта-2 по ожидаемым потерям из-за внесения в резонатор дополнительных 2-ух оптических поверхностей и большей длине пути в нелинейной оптической среде, имеющей коэффициент поглощения до 1% на сантиметр пути. Вариант-2 обладает еще одним дополнительным преимуществом – кристаллы располагаются на большем расстоянии от пучка Н 0 и поэтому подвергаются меньшему радиационному воздействию.

В таблицах 1 и 2 представлены параметры оптических элементов для варианта-1 и варианта-2 соответственно, в случае использования ВВО-Е кристаллов длиной по 25мм каждый. Углы треугольника по ходу лазерного пучка выбраны следующие: 113 0 , 22 0 , 45 0 . Первый угол равен 113 0 и выбран из соображения иметь угол падения близкий к углу Брэгга, в предположении что используемый материал входного окна – ВК7 (или К8). Вторые два угла выбраны из соображения максимального удаления кристаллов от пучка Н 0 при необходимом отношении вертикального и горизонтального размеров в точке фокуса и в месте встречи со сгустком Н 0 и еще приемлемых аберрациях. Оптическая длина пути в каждом варианте одинаковая и равна 744.8мм. Оптимизация радиусов кривизны вогнутых сферических зеркал в обоих вариантах проводилась с целью устранения биения размеров пучка при каждом обходе. Если использовать в оптической схеме сферических зеркал с разными радиусами кривизны, то помимо устранения биений размеров возможно размещение точки фокусировки точно по средине между сферически зеркалами.

Таблица.1

N	Радиусы кривизны (мм)	Толщина (мм)	Апертура (мм)	Материал	Покрытия
1	∞/∞	5	50	ВК7	AR(1064)/HR(355)
2	−	252.85	−	−	−
3	326.5/∞	5	25	ВК7	HR(355)/AR(1064+532)
4	−	329.15	−	−	−
5	326.5/∞	5	25	ВК7	HR(355)/AR(1064+532)
6	−	133.95	−	−	−
7	∞/∞	25	8х8	ВВО-Е, SHG	AR/AR (1064+532+355)
8	∞/∞	25	8х8	ВВО-Е, THG	AR/AR (1064+532+355)

* SHG, THG – нелинейные оптические кристаллы для генерации 2-ой и 3-ей гармоники соответственно.

** Параметры и покрытия для первой и второй (по ходу) оптической поверхности разделены косой чертой.
Таблица.2

N	Радиусы кривизны (мм)	Толщина (мм)	Апертура (мм)	Материал	Покрытия
1	∞/∞	5	50	ВК7	AR(1064+532)/HR(355)
2	−	257.94	−	−	−
3	333/∞	5	25	ВК7	HR(355)/AR(1064+532)
4	−	335.78	−	−	−
5	333/∞	5	25	ВК7	HR(355)/AR(1064+532)
6	−	136.65	−	−	−
7	∞/∞	25	8х8	ВВО-Е, THG	AR/AR (1064+532+355)
	∞/∞	25	8х8	ВВО-Е, SHG	AR/AR (1064+532)

* Последний оптический элемент в таблице расположен вне кольцевого резонатора.

Laser Parameter Spec Measurement Technique:

Wavelength = 355nm (Visual confirmation)
Energy = 30 µJ, 160-180 mJ (4025 pulses), 40 µJ (micropulse)
Pulse Duration = 10 ms (µs???) (Measured at 10 ms on an oscilloscope)
Micropulse Width = 70ps IR, = 50 ps UV (Autocorrelator to measure IR pulse waveform Temporal Profile - flat envelope)
Measured at 10 ms on an oscilloscope. Micropulse will be measured at Calmar.
Beam Diameter ~5mm (Burn Paper measurement Spatial Profile)
Beam code measurement 1064 and 355
Beam Divergence ? (Burn Paper measurement)
Repetition Rate = 10 Hz/402.5 MHz
Oscilloscope Shot to Shot Stability = 3% RMS for pulse envelope.
At 355nm from 100 shots Time jitter = 8 ps (will be measured by Calmar Shot-to-shot stability)
148.8 mJ - 174.6 mJ in 1000 shot (variation 2.6%)
Water - Two pairs of inlets/outlets
Electric Power Supply - Single phase, 220V, 30 A (two connectors)
Dimension: 7ft (L) x 2ft (W) x 1 ft (H)