Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Дмитриев В.Г. -> "Прикладная нелинейная оптика: Генераторы второй гармоники и параметрические генераторы света" -> 93

Прикладная нелинейная оптика: Генераторы второй гармоники и параметрические генераторы света - Дмитриев В.Г.

Дмитриев В.Г., Тарасов Л.В. Прикладная нелинейная оптика: Генераторы второй гармоники и параметрические генераторы света — М.: Радио и связь, 1982. — 352 c.
Скачать (прямая ссылка): prikladnayanelineynayaoptika1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 87 88 89 90 91 92 < 93 > 94 95 96 97 98 99 .. 111 >> Следующая

В заключение заметим, что нелинейные потери, связанные с регенерацией волны накачки на обратном проходе, могут быть устранены за счет выбора соответствующей оптической схемы ПГС (см. § 5.6).
5.5. параметрическая генерация при импульсной -
НАКАЧКЕ
Развитие процесса генерации субгармоники в приближении заданного поля накачки. Предположим, что накачка осуществляется прямоугольным импульсом длительностью тн и амплитудой а30. В течение времени тн излучение совершит N0 = тн/т0 двойных проходов по резонатору (т0 = 2 In!с). В приближении заданного поля накачки амплитуда субгармоники на левом зеркале за N двойных проходов (N ^-N о) достигает согласно (5.4.14) значения
flf# (0) = а0 [ехр (qlN) — 1]/[ехр (ql) — 1]. (5.5.1)
Соответствующая плотность мощности субгармоники есть
StN (0) = So [ехр (qlN) - 1]2/[ехр (ql) - l]2, (5.5.2)
где S0 = сп^у&п — плотность мощности флуктуации субгармоники.
Поскольку текущее время t связано с числом двойных проходов N соотношением t = Nxa, то из (5.5.2) следует зависимость плотности мощности субгармоники от времени
(0, t) = S0 [ехр (qltlr0) — 1]2/[ехр (ql) — l]2. (5,5.3)
308
Гл. 5. Параметрическая генерация света
Переходя от левого зеркала к правому, преобразуем (5.5.3) к виду
Интегрируя (5.5.4). от t = 0 до t = тн и умножая на площадь поперечного сечения пучкав, атакженаП—R2 (/)], находим энергию выходного импульса субгармоники (со стороны правого зеркала)
+ (x0/2ql) [3~f ехр (2qlxHfx0)— 4 ехр (<//тн/т0)]}. (5.5.5)
М =sS0 [1—R2 (I)] ехр [2 (ст—б) ЛДехр (ql) — l]2. (5.5.6)
Поделив (5.5.5) на (5.5.7), можно найти коэффициент преобразования в субгармонику по энергии.
На рис. 5.15 сопоставляются плотности мощности накачки (Ss = cnbalJSn) и субгармоники [5+ (/, /)]. Здесь необходимо предполагать, что длительность импульса накачки достаточно мала, так что S+ (I, тн) < 53. Только при
St (I, t) = S0 ехр [2 (а—б) 1\
[ехр (qlt/т0) —I]2 g 4> [ехр (ql)— I]2
о
где
Энергия импульса накачки равна
Е3 — srHcn3a|0/8jT.
(5.5.7)
этом условии можно пользоваться приближением заданного поля накачки на всем промежутке времени, отвечающем длительности накачивающего импульса.
Рисунок демонстрирует важную особенность процесса параметрической генерации при импульсной накачке: при относительно малой длительности им-
S[(/) пульса накачки параметрические
колебания могут не успеть установиться, поэтому коэффициент преобразования по энергии оказывается весьма малым,
о
Рис, 5.15
5.5. Генерация при импульсной накачке
309
Нестационарность процессов в ПГС при импульсной накачке; квазистационарный режим. Ранее, при рассмотрении генерации второй гармоники, отмечалось, что неста-ционарность процесса связана с групповым запаздыванием и дисперсионным расплыванием импульсов, которые проявляются лишь для пикосекундных и более коротких импульсов (т. е. импульсов длительностью в сотни и более раз меньшей времени прохода излучения по резонатору). Поскольку ниже будут рассматриваться процессы, для которых характерные времена изменения интенсивности в импульсе больше времени прохода резонатора ПГС, то оба указанных эффекта оказываются несущественными. Однако в отличие от генерации гармоники в ПГС возникает новый вид нестационарности, связанный с тем, что время развития импульса параметрической генерации (время установления параметрических колебаний) траав может быть порядка длительности импульса накачки тн или даже больше.
Время траав в вырожденном режиме (режиме генерации субгармоники) с учетом обратного воздействия на волну накачки со стороны волны субгармоники можно оценить по формулам [40]:
тразв = (то/^) lS(‘^i/‘5o)/0/^‘^so/‘^3nop 0; (5.5.8а)
^раав = (То/А) (S1/S0)/(S30/S3nop 1), (5.5.86)
где
А == 2 [ 1 — R (I) ехр (— 26/)] (5.5.9)
— величина, описывающая полные потери субгармоники за двойной проход резонатора, включая излучательные потери на выходном зеркале; Sx — плотность мощности субгармоники в режиме, близком к установившемуся; S0 — плотность мощности флуктуации субгармоники (плотность мощности параметрической люминесценции на частоте субгармоники); S30 и S3nop — соответственно входная и пороговая плотности мощности волны накачки. Формула (5.5.8а) получена для ДПГС, а (5.5.86) — для ОПГС. Заметим, что ОПГС в вырожденном режиме (сол == со2 = со3/2) может быть реализован только в схеме с неколлинеарным (векторным) синхронизмом. Из (5.5.8) следует, что траав для ОПГС меньше, чем для ДПГС при прочих одинаковых параметрах. Численные оценки обычно дают траав » 10~8 с.
310
Гл. 5. Параметрическая генерация света
а) б)
Рис. 5.16
При тн < тразв импульс ПГС не успевает развиться (см. рис. 5.15). Если же тн >тра8в, то после установления параметрических колебаний начинается генерация импульса ПГС в квазистационар ном режиме. Это означает, что несмотря на изменение интенсивности накачки во времени, интенсивность параметрически генерируемых волн строго соответствует интенсивности накачки в каждый момент времени. Итак, сразу после начала генерации от уровня шумов процесс всегда нестационарен, но затем по истечении времени тРазв (при тн >траав) устанавливается квазистационар ный режим генерации.
Предыдущая << 1 .. 87 88 89 90 91 92 < 93 > 94 95 96 97 98 99 .. 111 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed