1 / 18

Модуляция добротности

Модуляция добротности. (Q-swithing). Суть метода : длительное накопление энергии в инверсной населенности с последующим быстрым высвечиванием. Модуляция добротности. Динамика. Гигантский импульс. Накопление энергии. Предельное значение. Модуляция добротности. Импульс.

ann
Télécharger la présentation

Модуляция добротности

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Модуляция добротности (Q-swithing) Суть метода:длительное накопление энергии в инверсной населенности с последующим быстрым высвечиванием.

  2. Модуляция добротности Динамика Гигантский импульс Накопление энергии Предельное значение

  3. Модуляция добротности Импульс Система нелинейных уравнений относительно n иN. медленно n- плотность фотонов. - разность населенностей. ф- время жизни фотона 2- время жизни верхнего уровня. Nt- пороговая инверсная разность населенностей. a= 2, если нижний уровень медленно опустошается, = 1 в противном случае.

  4. Делим второе уравнение на первое: Начальные условия: Решение: Модуляция добротности

  5. - энергия фотона. - количество фотонов в резонаторе. - относительные потери энергии на высвечивание за единицу времени. Модуляция добротности Выходная мощность (в любой момент времени) Физический смыслмножителей

  6. Максимум мощности (то есть точка экстремума) соответствует Используя балансное уравнение для n: находим, что в максимуме Подстановка в выражение для n с учетом того, что дает Оценки показывают, что Модуляция добротности Пиковая выходная мощность и

  7. - балансное уравнение Если воспользоваться выражением для nи подставить в него , при котором n=0, то для логарифма получим Модуляция добротности Энергия импульса

  8. Модуляция добротности Окончательно Если предположить, что потери резонатора в основном связаны с выходным излучением, то есть то Эта формула показывает, что практически вся запасенная энергия в инверсной населенности переходит в энергию импульса.

  9. Модуляция добротности Длительность импульса можно грубо оценить как отношение энергии импульса к пиковой мощности Численные расчеты формы импульса

  10. Модуляция добротности Возможные задачи, связанные с темой Q-модуляция. • Nd:YAG лазер работает в режиме модуляции добротности на длине волны 1064 нм и излучает импульсы энергией 100 мДж и длительностью 5 нс. Диаметр пучка внутри лазерной кюветы 4 мм. Необходимые данные о Nd:YAG взять из таблицы. Определить: • Максимальную выходную мощность импульса. • Количество фотонов в одном лазерном импульсе. • В предположении, что выходное зеркало имеет пропускание 70%, определить скорость (вероятность) стимулированного излучения в максимуме выходного импульса. Во сколько раз она больше вероятности спонтанного излучения.

  11. a) b) Решение c)

  12. Модуляция добротности Способы реализации • Активная модуляция добротности. • Вращение зеркала. • Электрооптический затвор. • Акустооптический затвор. • Пассивная модуляция. • Насыщающийся поглотитель.

  13. Модуляция добротности

  14. Модуляция добротности

  15. Модуляция добротности Electrooptical Q-Switching

  16. - угол падающего пучка. Модуляция добротности Acoustooptic Q-Switches Bragg diffraction When this equation is satisfied, reflected waves from each parallel plane will be separated by a phase shift of exactly 2, so that constructive interference takes place.

  17. Модуляция добротности Acoustooptic Q-Switches Raman–Nath diffraction Raman–Nath diffraction occurs when the incoming beam is aligned perpendicular to the alternating layers, which now act like parallel slits in a transmission diffraction grating.

  18. Модуляция добротности Выводы • Для реализации метода требуются лазерные среды с большими временами жизни верхнего уровня. Из наиболее распространенных лазеров это рубиновый и Nd:YAG лазеры. • Характерные длительности импульсов – наносекунды и сотни наносекунд. Ограничены снизу временем жизни фотона. • Мощности импульса достигают десятков МВт и выше.

More Related