- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Лазеры сверхкоротких импульсов презентация
Содержание
- 1. Лазеры сверхкоротких импульсов
- 2. Ознакомились с основными временнЫми режимами лазерного излучения
- 3. «…Куда ж нам плыть?... Синтез сверхкоротких импульсов
- 4. Лазеры сверхкоротких импульсов Базовые идеи: Короткие
- 5. * Воспоминания о разложении функций (1) Ортогональную систему легко можно превратить в ортонормированную
- 6. Воспоминания о разложении функций (2) *
- 7. Воспоминания о разложении функций в ряд Фурье (3) *
- 8. Воспоминания о разложении функций (3) Какие системы ортогональных функций мы помним? *
- 9. Тригонометрический ряд Фурье Воспоминания о разложении функций (4) *
- 10. Воспоминания о разложении функций (5) *
- 11. Воспоминания о разложении функций (6) Комплексная форма тригонометрического ряда Фурье *
- 12. Воспоминания о разложении функций (7) Какова величина амплитуд спектральных компонент? *
- 13. Воспоминания о разложении функций Комплексная форма
- 14. Воспоминания о разложении функций Если разложение периодической
- 15. Синхронизация мод. Продольные (аксиальные) моды (4) *
- 16. Синхронизация мод. Продольные (аксиальные) моды (5) *
- 17. Синхронизация мод * Медленно меняющаяся амплитуда несущая
- 18. Сфазированные моды порождают цуг коротких импульсов
- 19. Огибающая для интенсивности: *
- 20. Характеристики импульсов в цуге: Пиковая
- 21. Количество генерируемых мод определяется шириной линии усиления лазерной среды *
- 22. Твердотельные среды и предел длительности импульсов
- 23. Твердотельные среды и предельные длительности импульсов *
- 24. Предельная длительность импульса: секансная огибающая *
- 25. Предельная длительность импульса: гауссова огибающая, чирп частоты *
- 26. Предельная длительность импульса: гауссова огибающая, чирп частоты *
- 27. Несфазированные импульсы порождают шумоподобную огибающую (1) *
- 28. Несфазированные импульсы порождают шумоподобную огибающую (2)
- 29. Временная шкала На сегодня
- 30. Битва за длительность *
- 31. Битва за длительность: Ti:Sapphire *
- 32. Лазеры сверхкоротких импульсов Базовые идеи: Короткие
- 33. Механизмы синхронизации мод активная синхронизация
- 34. Синхронизация мод в лазере с насыщающимся поглотителем (1)
- 35. Методы синхронизации мод пассивная синхронизация
- 36. Синхронизация мод в лазере с насыщающимся поглотителем (3)
- 37. Синхронизация мод в лазере с насыщающимся поглотителем (3)
- 38. Синхронизация мод в лазере с насыщающимся поглотителем (4)
- 39. Синхронизация мод в лазере с насыщающимся поглотителем (5)
- 40. Синхронизация мод в лазере с насыщающимся поглотителем (6)
- 41. Синхронизация мод в лазере с насыщающимся поглотителем (7)
- 42. Синхронизация мод в лазере с насыщающимся поглотителем
- 43. Быстро релаксирующие нелинейные устройства Режим работы
- 44. Вспомним: Насыщающиеся поглотители (passive/saturable Q-switches)
- 45. Вспомним: Насыщающиеся поглотители (passive/saturable Q-switches)
- 46. Быстро релаксирующие нелинейные устройства SEemiconductor Saturable Absorber GaAs; AlInGaAs, ~nx10 nm
- 47. Быстро релаксирующие нелинейные устройства Kerr lens
- 48. Kerr lens mode locking (2)
- 49. Kerr lens mode locking (3)
- 50. Kerr lens mode locking (4)
- 51. Kerr lens mode locking (5)
- 52. Kerr lens mode locking (6)
- 53. Kerr lens mode locking (7)
- 54. Kerr lens mode locking (9)
- 55. Таким образом, в нашем распоряжении имеется
- 56. И для развлечения: пусть бригада №5
Ознакомились с основными временнЫми режимами лазерного излучения – непрерывный, импульсный (свободная генерация – моноимпульсный – разгрузка резонатора – режим СКИ) Краткий обзор пройденного пути Три базовых идеи: Стимулированное излучение - Инверсия
Слайд 2Ознакомились с основными временнЫми режимами лазерного излучения – непрерывный, импульсный (свободная
генерация – моноимпульсный – разгрузка резонатора – режим СКИ)
Краткий обзор пройденного пути
Три базовых идеи: Стимулированное излучение - Инверсия населенностей – Положит. обратная связь в открытых резонаторах
Выяснили, как образуется инверсия и как она энергетически преобразуется (кинетические, или балансные уравнения) в лазерной среде
*
Ознакомились с понятием модовой структуры излучения в открытых резонаторах и различными типами резонаторов
Ознакомились с различными твердотельными лазерными средами и основными параметрами, их характеризующими( спектральная область накачки, рабочая длина волны, время жизни возбужденного состояния, сечение усиления, ширина спектра усиления… показатель преломления, теплопроводность,…)
Слайд 3«…Куда ж нам плыть?...
Синтез сверхкоротких импульсов
Быстрорелаксирующие пассивные затворы для генерации СКИ
Эффекты
дисперсии среды при формировании СКИ
Самомодуляция фазы и оптические солитоны
Самомодуляция фазы и оптические солитоны
Усиление СКИ
Измерение длительности СКИ
*
Слайд 4Лазеры сверхкоротких импульсов
Базовые идеи:
Короткие импульсы синтезируются как специальным образом организованные
биения мод лазерного резонатора
Спектральная ширина контура усиления лазерной среды выбирается максимально широкой
Дальнейшее укорочение импульса происходит при его усилении, сопровождаемом преобразованием спектра
Спектральная ширина контура усиления лазерной среды выбирается максимально широкой
Дальнейшее укорочение импульса происходит при его усилении, сопровождаемом преобразованием спектра
*
Что это значит?
Слайд 5*
Воспоминания о разложении функций (1)
Ортогональную систему легко можно превратить в
ортонормированную
Слайд 13Воспоминания о разложении функций
Комплексная форма тригонометрического ряда Фурье
Как же всё
это может нам помочь в деле получения сверхкоротких импульсов?
*
Слайд 14Воспоминания о разложении функций
Если разложение периодической функции порождает набор спектральных амплитуд,
связанных с соответствующими гармоническими составляющими, то и обратно, синтезируя сфазированные гармонические составляющие с соответствующими амплитудами, мы получим периодическую функцию, временнЫе характеристики которой определяются спектральным составом компонент и их амплитудными и фазовыми значениями.
Многомодовый (по аксиальным модам) лазерный резонатор дает нам набор эквидистантных гармонических составляющих.
Осталось обеспечить их взаимную фазировку.
Многомодовый (по аксиальным модам) лазерный резонатор дает нам набор эквидистантных гармонических составляющих.
Осталось обеспечить их взаимную фазировку.
*
Слайд 18
Сфазированные моды порождают цуг коротких импульсов
Интенсивность есть квадрат амплитуды:
Для
z=0:
*
Слайд 20
Характеристики импульсов в цуге:
Пиковая интенсивность:
Длительность пичка
Средняя интенсивность:
*
Слайд 22
Твердотельные среды и предел длительности импульсов
Задачка:
В очень грубом предположении,
что форма огибающей спектра лазерных сред –
П-образная, определить предельную длительность импульса, определяемую шириной спектра.
П-образная, определить предельную длительность импульса, определяемую шириной спектра.
*
Слайд 28
Несфазированные импульсы порождают шумоподобную огибающую (2)
Интенсивность флуктуирует относительно того же среднего
значения:
Флуктуации периодичны с периодом
Время корреляции
*
Слайд 29
Временная шкала
На сегодня наименьшая длительность импульса:
4-5 фс для
средней длины волны несущей – 800 нм
и ~100 as для длины волны несущей 25 нм
*
Слайд 32Лазеры сверхкоротких импульсов
Базовые идеи:
Короткие импульсы синтезируются как специальным образом организованные
биения мод лазерного резонатора
Спектральная ширина контура усиления лазера выбирается максимально широкой
Дальнейшее укорочение импульса происходит при его усилении, сопровождаемом преобразованием спектра
Спектральная ширина контура усиления лазера выбирается максимально широкой
Дальнейшее укорочение импульса происходит при его усилении, сопровождаемом преобразованием спектра
Слайд 43Быстро релаксирующие нелинейные устройства
Режим работы лазера зависит от соотношения времени восстановления
начального состояния просветляющейся среды и времени двойного прохода светом резонатора.
Если τ~2l/c → Q-switch mode
Если τ~1/Δν → режим самосинхронизации мод.
Если τ~2l/c → Q-switch mode
Если τ~1/Δν → режим самосинхронизации мод.
Как ?
Слайд 45Вспомним:
Насыщающиеся поглотители (passive/saturable Q-switches)
Вплоть до 1991 года, до появления быстрых
насыщающихся устройств, основанных на керровской нелинейности показателя преломления (Kerr lens modulation, KLM), развитие лазеров СКИ сдерживалось нестабильностью получаемых результатов.
Слайд 46
Быстро релаксирующие нелинейные устройства
SEemiconductor Saturable Absorber
GaAs; AlInGaAs, ~nx10 nm
Слайд 47
Быстро релаксирующие нелинейные устройства
Kerr lens mode locking (1)
Low intensity light
High intensity
light
Слайд 49
Kerr lens mode locking (3)
Конфигурация резонатора должна выбираться так, чтобы (а)
размер перетяжки внутри керровской среды был мал (для обеспечения высокой плотности I ); (b) изменения оптической силы керровской линзы приводили к существенному изменению добротности резонатора – т.е. он должен находиться на границе области устойчивости.
Слайд 50
Kerr lens mode locking (4)
Простейший лазер СКИ с керровской линзой (Kerr
lens mode locking, KLM)
Слайд 51
Kerr lens mode locking (5)
Простейший лазер СКИ с керровской линзой (Kerr
lens mode locking, KLM)
Слайд 55
Таким образом, в нашем распоряжении имеется насыщающийся поглотитель с нужными свойствами.
Однако прежде, чем переходить к описанию конструкции и работы лазеров СКИ, рассмотрим некоторые важные условия , необходимые для достижения предельно коротких длительностей импульсов, определяемых их спектральной шириной (Fourier-determined pulse duration).
Слайд 56
И для развлечения: пусть бригада №5 к следующему занятию
прореферирует статью
N.
Tolstik et al., “Kerr-lens mode-locked Cr:ZnS laser”,
Opt. Lett. 38 (3), 299 (2013)
Opt. Lett. 38 (3), 299 (2013)
