1.7. Устойчивый и неустойчивый типы, оптических резонаторов.
В зависимости от значений кривизны зеркал и расстояния между ними реализуются две физические ситуации, которые различаются даже при рассмотрении резонатора в геометрическом приближении. Первая-луч параллельный оптической оси резонатора в результате многократных отражений от зеркал приближается к оптической оси резонатора. Вторая - луч параллельный оптической оси резонатора в результате многократных отражений от зеркал удаляется от оптической оси резонатора и уходит за пределы апертуры зеркал. В первом случае резонатор называется устойчивым, во втором - неустойчивым. Формальным критерием принадлежности резонатора к тому или иному типу служит произведение G1G2:
- если G1G2< 1, то резонатор устойчивый;
- если G1G2> 1, то резонатор неустойчивый;
- G1G2= 1 соответствует резонатору с плоскими зеркалами. Дифракционные потери излучения, то есть вызванные тем, что часть излучения выходит за края зеркал, в неустойчивом резонаторе обычно больше, чем в устойчивом.
Оба типа резонаторов широко применяются в лазерной технике. В первом случае вывод излучения осуществляется обычно через полупрозрачное зеркало. Во втором случае в качестве выходного обычно (но не обязательно) используется излучение, выходящее за края одного из зеркал.
2. Компьютерная программа RESONATor.
2.1. Назначение программного пакета и его функции.
Программный пакет RESONATor является средством для изучения физического процесса формирования в оптическом резонаторе лазера пространственной структуры поля излучения. Пакет может быть также использован при инженерном проектировании лазерных резонаторов для выполнения расчетов как распределений поля по поверхности зеркал внутри резонатора и в поперечном сечении выходного лазерного пучка, так и основных характеристик выходного пучка в дальней зоне - его мощности и углового распределения, то есть расходимости.
В пакете реализуется численное моделирование процесса формирования одномерного осесимметричного распределения поля в резонаторе с использованием метода Фокса-Ли.
Пакет позволяет пользователю:
- ввести полный набор параметров двух зеркального лазерного резонатора;
- запустив расчет, наблюдать на экране компьютера, как при многократном распространении от одного зеркала резонатора к другому лазерное излучение, имеющее первоначально случайное пространственное распределение амплитуды и фазы, приобретает пространственную структуру, соответствующую стационарному распределению;
- получить на экране компьютера и, при желании, распечатать на принтере:
- графики установившихся распределений интенсивности поля на поверхностях зеркал и, соответственно, в ближней зоне выходного лазерного пучка;
- величины дифракционных потерь для каждого из направлений распространения излучения в резонаторе;
- величину мощности выходного лазерного пучка;
- графики для дальней зоны выходного лазерного пучка: углового распределения интенсивности; доли полной мощности, заключенной в телесном угле. Пакет работает на IBM-совместимых компьютерах с операционной системой MS DOS версии 3.20 и выше.
2.2. Содержание программы и назначение ее разделов.
Вводный раздел, представляющий собой один текстовый экран, дает краткую инструкцию по работе с программой.
Раздел "Параметры резонатора" обеспечивает ввод всех параметров необходимых для полного описания резонатора. В этом разделе введенные данные контролируются на соответствие их физическому смыслу, а затем рассчитываются и отображаются на экране обобщенные характеристики резонатора: G1,G2,N , а также увеличение M и эквивалентные числа Френеля Neq1, Neq2 в случае, если резонатор неустойчивого типа. Кроме того здесь проверяется, что заданные параметры не выходят из области значений, допустимых для последующего дифракционного расчета.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.