Tento materiál vznikl v rámci projektu CZ.1.07/2.2.00/15.0103 Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci, který je spolufinancován.

Prezentace na téma: "Tento materiál vznikl v rámci projektu CZ.1.07/2.2.00/15.0103 Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci, který je spolufinancován."— Transkript prezentace:

1 Tento materiál vznikl v rámci projektu CZ.1.07/2.2.00/15.0103 Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR Vlastnosti výstupního záření laseru Darina Jašíková TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií

2 Přehled přednášky Hustota vnitřního fotonového toku Výstupní hustota fotonového toku Optimalizace laseru Spektrální složení Prostředí s homogenním rozšířením spektrální čáry Prostředí s nehomogenním rozšířením spektrální čáry Příčné mody výstupního záření laseru Výběr polarizace Selekce podélných modů

3 Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci 3 Hustota vnitřního fotonového toku rezonátorové mody jsou od sebe vzdálené o frekvenční rozdíl v F =c/2d a mají šířku  v =v F /F=1/2  r p. [14.1-2]

4 Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci 4 Hustota vnitřního fotonového toku Je-li počáteční zisk zesilovače větší než jeho ztráty, mohou nastat oscilace. Potom se zesilovač saturuje a jeho zisk klesá. Když je jeho zisk právě rovný ztrátám, je dosaženo ustáleného stavu.

5 Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci 5 Hustota vnitřního fotonového toku Určení stacionární hustoty fotonového toku . [14.2-1]

6 Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci 6 Hustota vnitřního fotonového toku Stacionární hodnoty rozdílu obsazení N a hustoty fotonového toku  v laseru jako funkce N 0 [14.2-2].

7 Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci 7 Výstupní hustota fotonového toku

8 Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci 8 Optimalizace laseru Závislost výstupní hustoty stacionárního fotonového toku  0 na propustnosti zrcadla I. [14.2-3]

9 Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci 9 Spektrální složení (a) Laser může oscilovat pouze na frekvencích, na kterých je koeficient zesílení větší než koeficient ztrát. (b) Oscilace mohou nastat pouze uvnitř šířky  v rezonátorových modů. [14.2-4]

10 Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci 10 Prostředí s homogenním rozšířením spektrální čáry Vývoj oscilací v prostředí s ideálním homogenním rozšířením. (a) Bezprostředně po zahájení činnosti laseru začínají růst všechny mody s frekvencemi v1, v2,… pro něž koeficient zesílení převyšuje koeficient ztrát. Přitom nejrychleji rostou centrální mody. (b) Během krátké doby dojde k saturaci zesílení, takže centrální mody nadále rostou, zatímco okrajové, pro něž jsou ztráty větší než zisk, jsou tlumené a případně zanikají. (c) Neodchází-li k vypalování prostorových děr, zůstane pouze jediný mod. [14.2-5]

11 Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci 11 Prostředí s homogenním rozšířením spektrální čáry Lasery s homogenním rozšířením ve skutečnosti však oscilují ve více modech, protože různé mody mají v aktivním prostředí různá prostorová rozložení. Když se ustaví oscilace v modu s frekvencí ležící nejblíže k frekvenci v o maxima čáry, může koeficient zesílení ještě převýšit koeficient ztrát v těch místech aktivního prostředí, v nichž je elektrické pole stojaté vlny centrálního modu nulové. Tento jev se nazývá vypálení prostorové díry. Následkem tohoto jevu může laser začít oscilovat rovněž v dalším modu, jehož maxima prostorového rozložení pole leží v blízkosti nulových hodnot energie centrálního modu.

12 Tyto materiály byly vytvořeny v rámci projektu ESF OP VK: Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL nano.tul.cz