Оптичний резонатор - це

пристрій, в к-ром можуть збуджуватися стоячі або біжать електромагнітного магн. хвилі оптич. діапазону. О. р. являє собою сукупність дек. дзеркал і явл. відкритим резонатором, на відміну від більшості об'ємних резонаторів, що застосовуються в діапазоні СВЧ. Для l l, також неможливо через порушення в них великої кількості власної. коливань, близьких по частоті, в результаті чого резонансні лінії перекриваються, і резонансні св-ва практично зникають. Однак виявилося, що при видаленні частини стінок об'ємного резонатора б. ч. його власної. коливань сильно загасає і лише мала частина їх (при належній формі залишилися стінок) загасає слабо. В результаті спектр утворився відкритого О. р. сильно розріджене.

Найпростішим О. р. явл. інтерферометр Фабрі - Перо, що складається з двох плоских паралельних дзеркал. Якщо допустити, що між цими дзеркалами, розташованими на відстані L один від одного, нормально до них поширюється плоска хвиля. то в результаті відображення її від дзеркал в пр-ве між ними утворюються стоячі хвилі. Умова резонансу має вигляд: L = ql / 2, де q - ціле число, наз. поздовжнім індексом коливання (поздовжні моди). Власної. частоти О. р. утворюють арифметич. прогресію з різницею с / 2L (еквідистантним спектр). Насправді через вплив країв О. р. поле коливань залежить від поперечних координат і характеризується разл. поперечними індексами m і n, що визначають число осциляції електричні. і магн. полів в поперечних напрямках і розподіл струмів на поверхні дзеркал (рис. 1). Чим більше індекси m і n, тим число осциляції більше і тим вище загасання коливання, обумовлене випромінюванням в-во, т. Е. По суті дифракцией світла на краях дзеркал.

Мал. 1. Розподіл струмів, поточних по поверхні прямоку. дзеркала, для коливань з індексами m = 2 і n = 1.

Резонансна крива плоского О. р. має вигляд, зображений на рис. 2. Оскільки коеф. загасання зростає зі збільшенням m і n швидше, ніж частотний інтервал між сусідніми коливаннями, то резонансні криві, що відповідають великим m і n, перекриваються і відповідні коливання не виявляються. Переходи. загасання, викликаного випромінюванням, залежить як від індексів m і n, так і від числа N зон Френеля, видимих ​​на дзеркалі діаметром R з центру ін. дзеркала, що знаходиться від першого на відстані L: N = R2 / 2Ll. При N = 1 залишається 1 - 2 коливання, супутні осн. коливанню.

Рис, 2. Резонансна крива оптич. резонатора (схематично).

О. р. з плоскими дзеркалами чутливі до деформацій і перекосів дзеркал, що обмежує їх застосування. Цього недоліку позбавлені О. р. зі сферич. дзеркалами, в яких брало промені, неодноразово відбиваючись від увігнутих дзеркал, не виходять за межі обвідної поверхні - каустики. Оскільки хвиль. поле швидко убуває поза каустики при видаленні від неї, випромінювання з сферич. О. р. з каустик набагато менше, ніж випромінювання з плоского О. р. Розрідження спектра в цьому випадку реалізується завдяки тому, що розміри каустики, що обмежує поле, зростають з ростом т і п. Для коливань з великими m і n каустика виявляється розташованої поблизу краю дзеркал або зовсім не формується, і ці коливання дають великий внесок у випромінювання. Такі сферич. О. р. наз. стійкими, т. к. Параксіальний промінь при відображенні не йде з пріосевой області (рис. 3, а). Стійкі О. р. застосовуються в газових лазерах і ін.

Іноді використовуються нестійкі О. р. в яких брало зовн. каустика утворитися не може; промінь, що проходить поблизу осі резонатора під малим кутом до неї, після віддзеркалень необмежено віддаляється від осі. На рис. 3, б дана діаграма стійкості О. р. при разл. співвідношеннях між радіусами R1 і R2 дзеркал і відстанню L між ними. Незаштриховані області відповідають наявності каустик, заштриховані - великим загасання. Точки (на малюнку кружечки), відповідні резонаторам з плоскими П і концентричних До дзеркалами, лежать на кордоні заштрихованих і незаштриховані областей; З - софокусних, С '- плоске і увігнуте дзеркала (половина софокусних резонатора). На кордоні між стійкими і нестійкими О. р. розташовані софокусних О. р. в яких брало фокуси обох дзеркал (віддалені на відстані R1 / 2 і R2 / 2 від відповідного дзеркала) збігаються, в т. ч. телескопічний О. р. що складається з малого опуклого і великого увігнутого дзеркал. Втрати на випромінювання в нестійких О. р. для коливань вищих типів в них значно більше, ніж для осн. коливання. Це дозволяє домогтися одномодової генерації лазера і пов'язаної з нею високою спрямованістю випромінювання.

Існують різні доповнить. методи розрідження спектра (з е л е к ц і й м о д), пов'язані з виміром профілю країв дзеркал, із застосуванням лінз, системи пов'язаних О. р. та ін.

Мал. 3. a - освіту каустики у резонатора зі сферич. дзеркалами; б - діаграма стійкості О. р.

Селекція поздовжніх мод (що мають однакове поперечне розподіл поля) вимагає застосування дисперсійних елементів (призм, дифракції. Решіток, еталона Фабрі - Перо).

Мал. 4. Кільцеві оптич. резонатори: а, б, в - ізотропні; г - анізотропний (1 - газорозрядні трубки, 2 - осередок Фарадея, 3 - полуволновой пластина).

Але вони вносять в О. р. великі втрати і використовуються тільки в тих випадках, коли посилення активного середовища лазера велике (напр. в лазерах на барвниках). Селекція поздовжніх мод можлива також при введенні в О. р. анізотропних елементів (кристали з подвійним променезаломлення, оптично активні в-ва і ін.). Для селекції поперечних мод застосовується діафрагмування пучка всередині О. р. При використанні кільцевих О. р. (Рис. 4) осн. проблемою явл. зменшення вз-наслідком між зустрічними хвилями. Для цього хвилі «розводять» по частоті за допомогою навзамін анізотропних елементів, а їх поляризації намагаються зробити ортогональними.

- сукупність дек. відображають елементів, що утворюють відкритий резонатор (на відміну від закритих об'ємних резонаторів, що застосовуються в діапазоні СВЧ). Для довжин хвиль <0,1 см использование закрытых резонаторов, имеющих размеры d

важко через малість d і великих втрат енергії в стінках. Використання ж об'ємних резонаторів з d> також неможливо через порушення в них великої кількості власної. коливань, близьких по частоті, в результаті чого резонансні лінії перекриваються і резонансні властивості практично зникають. В О. р. що відображають елементи не утворюють замкнутої порожнини, тому більша частина його власної. коливань сильно загасає і лише мала частина їх загасає слабо. В результаті спектр утворився О. р. сильно розріджене.
О. р. - резонансна система лазера, определяющаяспектральний і модовий складу лазерного випромінювання, а також його напрямок поляризації. Від О. р. залежить заповненість активного середовища лазера полемізлученія і, отже, знімається з неї потужність випромінювання і ккд лазера.
Найпростішим О. р. є інтерферометрФабрі - Перо, що складається з двох плоских паралельних дзеркал. 4 - 10 6) .Собств. частоти О. р. утворюють арифметич. прогресію з різницею c / 2d (еквідістантнийспектр). Насправді через дифракції на краях дзеркал поле колебанійзавісіт і від поперечних координат, а коливання характеризуються також поперечнимііндексамі т, п. Визначають число звернень поля в 0 пріізмененіі поперечних координат. Чим більше т і п, тим вишезатуханіе коливань, обумовлене випромінюванням в простір (вследствіедіфракціі світла на краях дзеркал). Моди з т = п = 0 зв. поздовжніми, 2 - 2, Н 3 (х) = 8 х 3 - 12x; W - поперечний радіуспродольной моди (на відстані від осі О. р. Дорівнює W, плотностьенергіі поздовжньої моди зменшується в е раз). Залежність W (z) має вигляд

де а z відраховується від т. зв. перетяжки поздовжньої моди, т. е. від тієї точкіна осі резонатора, де її радіус має найменувань. значення, рівне W0 (рис.2, а). Відстань від перетяжки до дзеркала R1

радіус поздовжньої моди в перетягуванні

Частотний спектр двухзеркальной О. р. 2 + (D - A) q - B = 0.

Коеф. А, В, С, D утворюють матріцуО. р. Це ур-ня, а також співвідношення R = [Re (l / q)] -l, = [kIm (1 / q)] -1 дозволяють визначити поперечнийрадпус пучка і радіус кривизни хвильового фронту R в будь-якому перетині резонатора.

Селекція поздовжніх мод. Для розрідження (селекції) поздовжніх мод, що мають однакове поперечне распределеніеполя, але відрізняються частотою, використовуються резонатори, що містять дісперсіонниеелементи (призми, дифракції. Решітки, інтерферометри та ін.). Зокрема,

Дивитися що таке "ОПТИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР" в інших словниках:

Оптичний резонатор - сукупність кількох відображають елементів, що утворюють відкритий резонатор (на відміну від закритих об'ємних резонаторів, що застосовуються в діапазоні СВЧ), які формують стоячу світлову хвилю. Оптичні резонатори є одним з основних елементів ... ... Вікіпедія

ОПТИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР - система дзеркал, в якій можуть збуджуватися електромагнітні хвилі оптичного діапазону. Оптичний резонатор забезпечує позитивний зворотний зв'язок в лазерах. Найпростіший оптичний резонатор система двох плоских паралельних дзеркал ... ... Великий Енциклопедичний словник

оптичний резонатор - резонатор Ндп. резонатор Фабрі Перо Система відображають, заломлюючих, що фокусують і дисперсійних оптичних елементів, в просторі між якими можуть порушуватися певні типи коливань електромагнітного поля оптичного діапазону. ... ... Довідник технічного перекладача

оптичний резонатор - оптичний резонатор; отрасл. интерферометр Відкритий резонатор для оптичного діапазону ... Політехнічний термінологічний тлумачний словник

ОПТИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР - коливальна система, утворена сукупністю відображають дзеркал (поверхонь), в якій можуть збуджуватися і підтримуватися електромагнітні коливання оптичного діапазону довжин хвиль з випромінюванням у вільному просторі. Найпростіший О. р. ... ... Велика політехнічна енциклопедія

оптичний резонатор - система дзеркал, в якій можуть збуджуватися електромагнітні хвилі оптичного діапазону. Оптичний резонатор забезпечує позитивний зворотний зв'язок в лазерах. Найпростіший оптичний резонатор система двох плоских паралельних дзеркал ... ... Енциклопедичний словник

оптичний резонатор - optinis rezonatorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. optical resonator vok. optischer Resonator, m rus. оптичний резонатор, m pranc. cavité optique, f; résonateur optique, m ... Fizikos terminų žodynas

Оптичний резонатор - Відкритий резонатор оптичного діапазону довжин хвиль ... Велика радянська енциклопедія

ОПТИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР - система дзеркал, в до рій можуть збуджуватися ел. магн. хвилі оптич. діапазону. О. р. обеспечивает положит. зворотний зв'язок в лазерах. Найпростіший О. р. система двох плоских паралельних дзеркал (резонатор Фабрі Перо). Відомі двухзеркальной О. р. зі ... ... Природознавство. енциклопедичний словник

ОПТИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР - система відбивають, в до рій збуджуються і підтримуються електромагнітні коливання оптич. діапазону довжин хвиль з випромінюванням у вільний простір. Найпростіший О. р. состоит из двух плоских параллельных зеркал, находящихся на… … Большой энциклопедический политехнический словарь