6. Пассивные оптические затворы

Работа пассивных оптических затворов основана на существующей у некоторых материалов зависимости коэффициента пропускания от интенсивности проходящего излучения. Среды с таким свойством называют фототропными.

, где

Схема включения пассивного затвора в резонатор:

Пассивные затворы вносят большие начальные потери.

, где – коэффициент пропускания.

Контраст затвора вычисляется по формуле , где – коэффициент усиления при отсутствии излучения, – коэффициент усиления, когда материал просветлен. Чем контраст выше, тем лучше.

– сечение вынужденного излучения. Чем оно выше, тем, соответственно, ниже и тем лучше.

Объемная плотность энергии в резонаторе

Схема селекции продольных колебаний с электрооптическим затвором.

Интерферометр Фабри-Перо

Схема интерферометра Фабри-Перо:

– область дисперсии

– разрешающая сила

Плавная перестройка длины волны излучения

Бывает двух типов: дискретная и непрерывная.

Дискретная перестройка длины волны излучения

Среда – Nd.

Излучательные переходы Nd.

Переходы	Нижний уровень
	3992	1318,4 (А)	1,5
	3993	1335,1 (Б)	0,92
	4034	1338,1 (А)	1,5
	2028	1052,1 (А)	2,7
	2002	1061,5 (Б)	4,7
	2110	1064, 2 (А)	7,1
	2028	1064,4 (Б)	1,9
	2146	1068,2 (А)	1,8
	2110	1073,7 (Б)	2,6
	2146	1107,9 (Б)	1,2
	852	938,5 (А)	0,81
	852	946,0 (Б)	1,34

Выделены основные переходы.

Значения показателя преломления стекла ТФ5 для разных длин волн:

	0,63	0,65	0,7	0,75	0,78	0,85	0,9	0,95	1,0
n	1,75	1,7481	1,7434	1,740	1,7383	1,7346	1,7342	1,7305	1,7289

Преимущества стекла ТФ5: прекрасные дисперсионные свойства.

Недостатки: адгезия всякой дряни из атмосферы.

Торцы активных элементов закошены под углом Брюстера.

АИГ:Er³⁺ - 2,6..3 мкм.

YLF:Er³⁺, YLF:Ho³⁺ - 0,75..3,9 мкм.

Плавная перестройка длины волны излучения

Используются следующие активные среды:

• Al₂O₃:Ti³⁺ - сапфир с Ti, корунд с Ti

• BeAl₂O₄:Cr³⁺ - александрит

• ГСГГ:Cr³⁺ - Ga, скандий, Gd гранат

Сечение лазерного перехода . .

, .

, .

Форстерит (Mg₂SiO₄):

Способы перестройки:

1. Дисперсионные призмы

2. Дифракционные решетки

3. Эталон Фабри-Перо

4. Интерференционно-поляризационные фильтры

5. Акустооптические фильтры

3) ЭФП

– резонансная ширина пропускания селектора

, где R – коэффициент отражения поверхности

4)Фильтр Вуда

4’) Фильтр Лио

Развитие идеи Вуда.

Роль поляризаторов играют поверхности пластинок.

4’’) Клиновый телескоп

Увеличение одной призмы = n. Двух призм n².

5) Акустооптический фильтр

, где K₁ – дифрагированная, K₀ – падающая.

,

– угол

Меняем V_зв – меняется K₁, K₀ => λ_опт. θ=const.

5’) Коллинеарный акустооптический фильтр

Условие Брэгга для анизотропии:

K₀ и K₁ разные, т.к.

Ширина пропускания такого фильтра:

– дисперсия показателя преломления.