Способ определения коэффициентов усиления и вредных потерь оптического квантовогогенератора

Способ определения коэффициентов усиления и вредных потерь оптического квантовогогенератора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ооаен

" но. д., о т л.ии, IYf y х

3I325I

ОПИСАНИЕ

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 11.Х1.1966 (№ 1112147/26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 31,Vill.1971. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 14.Х.1971

МПК Н Ols 3/12

Комитет по делам изобретений и открытий при Сосете Министрое

СССР

УДК 621,375,8(088.8) Авторы изобретения

В. И. Кравченко и M. С. Соскин

Институт физики АН Украинской ССР

Заявитель

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ УСИЛЕНИЯ

И ВРЕДНЫХ ПОТЕРЬ ОПТИЧЕСКОГО КВАНТОВОГО

ГЕНЕРАТОРА

11зобретспие относится к области квантовой электроники и предназначается для экспериментального определения важнейших параметров оптических квантовых генераторов: коэффициента усиления активной среды и коэффициента вредных потерь резонатора.

Определение коэффициента усиления активной среды а и коэффициента вредных потеРь Увр обы шо пРоизводилось Раздельно. 10

Прямои способ определения к заключается в измерении увеличения интенсивности пучка света, прошедшего через накачанную активную среду. Величина у,р входит слагаемым в выражение для определения полных потерь у 15 оптического квантового генератора (ОКГ):

$ = увот.+увр> где величина у „(потери на прозрачность зеркал) может быть измерена спектрофото- 20 метрически по коэффициентам прозрачности зеркал. Потери у,р зависят от множества факторов и являются сугубо индивидуальной характеристикой данного ОКГ. Как правило, способы опРеделениЯ У,р основаны на свЯзи 25 выходной мощности или пороговой накачки с потерями резонатора. Аналитически эта связь может быть выражена только при введении целого ряда допущений, которые существенно уменьшают точность измерений. 30

11звестные методы определения х и у„, обладают следующими недостатками: измеренный коэффициент усиления представляет собой усредненную характеристику активного вещества, в то время как актуальными являются коэффициенты усиления на генерирующих модах; при вычислении у,р делается целый ряд допущений, которые плохо выполняются при проведении эксперимента; большинство методов требует определения выходной мощности генерации в абсолютных единицах, что связано с необходимостью то шой калибровки калорпметров илн фотоприемников и приводит к экспериментальным ошибкам.

Описываемьш способ позволяет одновременно определять коэффициенты усиления и вредных потерь для генерирующих мод ОКГ, и избавлен от вышеперечисленных недостатков, так как в нем не используется аналитическая связь измеряемых параметров с характеристиками излучения, и, следовательно, не требуется проводить измерения энергии и мощности выходного излу ченпя. Основной измеряемой величиной при определении я и увр по данному способу является частота индуцированного излучения, которая может быть определена с высокой степенью точности; величина пороговой накачки не входит в расчетные формулы, а лишь играет роль индикатора ра313251

О3 II pp. a (3 i) =Увр.

< (! p = вр, +!зупот. (5) a (), вр — пот ь (т) (6) 1 R, т (сел—

2l R1 сс (1) т 3 о) g (Yx) —;,р, (-) г1е l — — длп;. ;; активного э;1емента.

Г. p с д 1! е т и з о о р с —.: е н:1 я

3 1

Со:Tp 3 !Tp, p ™. 3. i.!!i:-:pJipp!3

„(оорзкз оо 0. С. оайцеаа

Г.. Бо!i! PPP:-! показ 2о 7," "1зд. ¹ 1175 Тираж 473 Попписиое

111- 11КПР! Комитета по д ..ам изобрстсиив и открытии прп Совете Хииистро- СССР

Москва, !1(-"5, 1»аусаскап и:-.б,, д. - ; »

Тпи и р- (, ии, пр. С".ихi! а, 2

13с lств2 Koэфиици 1!òo!3 силе:1!I я II l0òñðü

ОКГ.

Описывае:.!ый способ определения кс- ффициентов;c: лен!:я и вредных по:opB or>TE! !еского квантового гсператОр 1 основан па 110следовятельном ocy ecTBëñ.I.Iè гепеэацпн на

ДВУХ РЯЗЛИЧНЫХ ЧЯСТОТ;>: В ПРЕДЕЛ2Х РЯООЧСИ

ПОЛОСЫ Л!031ИПЕСЦЕПЦИ!1 Ik!TËВПОЙ СРС Ii 1 В СЕлективпом оптическом резонаторе. * Искомые величи!!i а kl y,ð опРеДелЯ:от Я с . омогць1о двух последовательных опы:ов.

На чертеже показаны схема о1ггичссicoãо резонатора для двух последовательных опытов, где 1 и 2 — зеркала Оптического резо 12Тор,,3 — активный -.",Смепт, . — селектор-И11терфсрометр.

При проведении гервого опь1та селектор-Hllтерферометр настраивается па !астоту т! в пределах 1.олосы л!Ох!1 пссцепции. Б прсдпо Ioженин, для простоты, что коэффициенты отражения зеркал 1 и 2 одинаковы ki равны

100% для Е„,р (энергия накачки), условие самовозоуждения:-:BHIIToB01 геператор2 имеет вид: где а(то) и а(ъ1) — коэффициенты ус1 лспия активной среды 1!а частоте максимума линии лlОминссцснцип при нял!1 1ии Епор, g (v!) фактор формы полосы лгомипесценции па частоте генерации,. Бел I Ikíà д(;) пэечполагается известной для даш О.-о а:TBB;oro BСc1!1!„.ества; 1в.„— коэффициент вРедпых потеРь, Расс iÿò2ííûé на единицу длины активного тела.

Во второ;! опыте производится перестройка селектора:ia другу!о частоту, например vp, и

В пес е н И е м B p C B 0 EI 2 TO p II QC Q;I C EIT EI B l! BI : 1< 2. II áрованных потерь пороговая накачка доводитСЯ ДО ПРЕжисй ВЕЛИ:1ИНЫ Епо-,. Б ЭТОМ СЛУ IЯЕ

, слОВие сямовозбуждсг!и31 и,lcBT Вид: ! л,, < (0) = увр; - - т 1тот, и е Л",:,-„— впосимь:е калибпованпыс .1отс и

° аким образом, голучастся система дву i . P22в.! e.1.è ". д13л Я нс:1зпестп1:1 м11 о. (То) вр

Решен!!с :Toll системы дает след3чогцие знгЧЕ1ИЯ ПС::ОМЫХ ВСЛИЧИН:

15 Определепп ic по дан!гому способу потери

I3:сл 101l El lo! B С с б я 11 O T C D:1 3 а C:I C T B II P C 1! H

cслсктора в pc-.-oii2Top OKI 33.„„:

Вслп пзиа ..;,,, может быть легко 1сзависиз о опредслсl12 и;те я уменьп1епия отраже20:1ПЯ 1Рт од! ого пз зеРкал РезонатоРа без селектора до вслпчппы Рз, при которой пороговая

i !; 2 IK2 p Bll 2 Е,,р

Тогда

Г. ".ОСO: 0! i 1:С;,.ЧЕЧИЯ Кu:- СЬЪ П!ИЕПТОВ 3.СИЛЕ-!

П1.11 И Врс.",1: . .: ПОТсрь С!12l ..!Cci :OÃO i 221!TOBOI О г3ператора, оcBоB2! B.i..l па пзмсрсппи порога

"-5 . C:!åð2öilkl, Отли .а!0!1.,!-Йсл тем, -1то, с цель!0 .,",, овременьо .о и бол е точиc:î определ 1зия коэффицис1гтоз .Схлс-:".IH и вредных потерь па

; сн=pèðóå31ь1х модах, О:, !цестиля от гспераi!i!iÎ ПОСЛ СДОП2 ТЕЛI. !IO П2 Д1ЗУХ ЧЯСТОТЯХ, y P2B40 ii; 2:от пороги генерации внесением неселс:ТПC!IBI.". КОНТРОЛИРУЕМЫХ ПОТЕРЬ П ПО ) СЛО3:гпо равенства I!0=012 гепсваци . *".à дв3::х 1асl

; О-,;, 1 "°, 1 .! ПОИOiii.1; -...:,Ч11112Х