Синхронизация мод

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Cумма различных мод даёт короткий мощный импульс

Синхрониза́ция мод — метод лазерной физики, с помощью которого удаётся связать фазы различных продольных мод в лазере, получив тем самым сверхкороткие импульсы в диапазоне пико- или фемтосекунд.

Основа этого метода состоит в необходимости связать определённым соотношением фазы мод в лазере. Интерференция между этими модами служит причиной того, что лазерное излучение представляет собой последовательность импульсов. В зависимости от характеристик лазера эти импульсы могут быть сверхкороткими, например, фемтосекундными.

Собственные моды резонатора[править | править вики-текст]

Хотя лазерное излучение, возможно, самое «чистое» из различных видов света, оно не однородно по частоте или длине волны. Все лазеры генерируют излучение в некотором диапазоне частот, диапазоне (ширине) усиления.

Теория синхронизации мод[править | править вики-текст]

Результат синхронизации мод излучения, состоящего из 10 эквидистантных мод. В начале анимации фазы всех мод случайны, в конце - полностью синхронизированы. Оптический шум при этом преобразуется в относительно короткий мощный импульс.

Методы синхронизации мод[править | править вики-текст]

Активная синхронизация мод — синхронизирующий элемент управляется или модулируется внешним источником:

  • Синхронизация мод, осуществляемая с помощью амплитудного модулятора — АМ синхронизация мод
  • Синхронизация мод, осуществляемая с помощью фазового модулятора — ЧМ синхронизация мод
  • Синхронизация мод, осуществляемая путём периодической модуляции усиления лазера с частотой повторения модулирующих импульсов, равной основной частоте резонатора (Δν = с/2L) — синхронизация мод при синхронной накачке

Пассивная синхронизация мод — используется не внешнее управление режимом синхронизации, а некоторый нелинейный оптический эффект:

  • Синхронизация мод на основе быстро насыщающегося поглотителя, время жизни верхнего состояния которого очень мало
  • Синхронизация мод на основе линз Керра — используется эффект самофокусировки пучка в прозрачном нелинейном оптическом элементе
  • Синхронизация мод на основе медленно насыщающегося поглотителя — используется динамическое насыщение усиливающей среды

Литература[править | править вики-текст]

  1. С. А. Ахманов, С. Ю. Никитин, «Физическая оптика», Изд-во МГУ, Наука, Москва, 2004 г.
  2. О. Звелто, «Принципы Лазеров», Изд-во Лань, Спб., 2008 г.

См. также[править | править вики-текст]