Сборник научных трудов ДонГТУ

Статья

Наименование Условия формирования коллективного излучения
Авторы Мурга В. В., к.т.н., доц.
Мурга Е. В., ст.преп.
Раздел Материалы конференции
Год 2014 Выпуск 43 Страницы 128 - 132
УДК 621.378.325
Аннотация Рассматриваются условия формирования коллективного излучения в активной среде твердотельного лазера. Показано, что способ создания неравновесного состояния активной среды может стимулировать коллективное взаимодействие активных центров, которое влияет на свойства выходного излучения. Приведены результаты экспериментальных исследований, которые подтверждают возможность формирования коллективного излучения в протяженных средах.
Реферат Цель. Анализ процесса генерации когерентного излучения и коллективного излучения в протяженных средах. Обоснование условий формирования коллективного излучения. Экспериментальная проверка сформулированных положений.
Методика. В работе использовали теоретические и экспериментальные методы. Теоретическая модель базируется на электродипольном приближении взаимодействия излучения со средой. Экспериментальное подтверждение сформулированных положений проводилось на рубиновом активном элементе с фиксацией выходной энергии в режиме модуляции добротности резонатора.
Результаты. Представлены результаты анализа возможности коллективного излучения в протяженных средах. Анализ выполнен в полуклассическом приближении в рамках электродипольной модели. Показано, что в инвертированной среде могут существовать поляризационные колебания с частотами, которые значительно отличаются от частоты рабочего лазерного перехода. Проведены оценки частот поляризационных колебаний и сформулированы условия возбуждения колебаний диполей с малым затуханием. Проведены экспериментальные исследования возбуждения активной среды твердотельного лазера сложным импульсом накачки. Результаты измерений энергии показали, что предложенный способ возбуждения с достаточно высокой повторяемостью обеспечивает стимуляцию коллективного излучения
Научная новизна. Коллективное излучение в протяженных средах представляет собой актуальную задачу и на сегодняшний день отсутствуют данные о реализации данного эффекта в оптическом диапазоне. Использование сложной накачки с таким токовым профилем применено впервые. Результаты экспериментальных исследований достаточно хорошо коррелируют с полученными теоретическими оценками. Впервые получена возможность использования коллективного излучения для повышения интенсивности лазерного излучения оптического диапазона.
Практическая значимость. Разработанный способ возбуждения активной среды лазера позволяет повысить энергетическую эффективность существующих генераторов когерентного излучения и открывает перспективы получения коллективного излучения в других диапазонах электромагнитного излучения, включая рентгеновский и радиодиапазон. Данная разработка может найти применение при разработке новых источников когерентного излучения, в научно-исследовательских, научно-производственных центрах и организациях, занимающихся разработкой и использованием методов формирования лазерного излучения.
Ключевые слова твердотельные лазеры, сложная накачка, коллективное излучение, модуляция добротности.
Полный текст