Физические основы лазеров.html
Работа добавлена на сайт samzan.net: 2016-01-17
Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
ВОПРОСЫ
для рубежного контроля № 2
по курсу лекций "Физические основы лазеров"
(факультет радиоэлектроники и лазерной техники МГТУ им. Н. Э. Баумана
кафедра лазерных и оптико-электронных систем, 7 семестр, экзамен)
- Свойства лазерного излучения и блок-схема лазера. Необходимость учета нелинейности амплитудно-частотной характеристики.
- Потери и эффективное время жизни фотона в резонаторе. Порог генерации и устойчивость, насыщение коэффициента усиления. Режимы генерации.
- Спонтанные и индуцированные переходы и их вероятности. Коэффициенты Эйнштейна, их связь. Термодинамическое равновесие с электромагнитным вакуумом.
- Балансные уравнения для двухуровневой системы переходов.
- 3-х и 4-х уровневые системы переходов: разность населенностей, условия получения инвертированного состояния.
- Уравнение Шредингера и волновая функция. "Чистые" и "смешанные" состояния. Оператор и матрица плотности. Уравнения для элементов матрицы плотности. Дипольное и резонансное приближения. Фазовая релаксация и переход к балансным уравнениям.
- Основные типы физических механизмов релаксации. Однородное и неоднородное уширение линии перехода. Насыщение коэффициента поглощения/усиления.
- Лоренцевский и гауссовский контуры линии.
- Уравнения Максвелла и волновое уравнение. Собственные типы колебаний - моды для излучения в пустом объемном резонаторе. Пространственная структура поля, собственные частоты.
- Специфика открытых резонаторов: поперечные и продольные моды в оптическом диапазоне, световые пучки. Дифракционные потери и зависимость их величины от индексов мод.
- Добротность резонатора. Структура электромагнитного поля в резонаторе.
- Гауссов пучок как основная поперечная мода аксиально-симметричного резонатора. Перетяжка пучка и конфокальный параметр. Зависимость радиуса пучка и кривизны волнового фронта от расстояния до плоскости перетяжки.
- Пучки Лагерра-Гаусса. Конфокальный резонатор.
- Теория Когельника-Ли. Закон ABCD. Комплексный параметр пучка.
- Закон ABCD. Лучевая матрица как решение системы линейных уравнений для параметров пучка в параксиальном приближении: свободное пространство, тонкая линза, граница раздела двух диэлектриков. Фокусировка пучка.
- Обобщенный сферический резонатор и диаграмма устойчивости. Эквивалентный конфокальный резонатор.
- Спектр генерации: продольные и поперечные моды, спектральная полоса усиления активной среды. Интервал частот между соседними продольными модами и их число для лазеров различных типов. Методы сужения спектра генерации.
- Специальные резонаторы. Кольцевые резонаторы. Неустойчивые резонаторы, вывод излучения из таких резонаторов и их положение на диаграмме устойчивости.
- Селекция мод, роль дифракционных потерь. Взаимодействие и конкуренция мод.
- Скоростные уравнения и область их применимости. Скоростные уравнения для 3- и 4-уровневых схем переходов. Зависимость инверсии населенности и числа фотонов в резонаторе от скорости накачки в непрерывном режиме генерации.
- Классификация лазеров по типам активных сред и методам их накачки. Особенности твердотельных активных сред. Эффект Штарка.
- Классификация лазеров по типам активных сред и методам их накачки. Особенности твердотельных активных сред на примере рубина. Эффект Штарка.
- Классификация лазеров по типам активных сред и методам их накачки. Особенности твердотельных активных сред на примере неодимового стекла. Эффект Штарка.
- Классификация лазеров по типам активных сред и методам их накачки. Особенности твердотельных активных сред на примере гранатов. Эффект Штарка.
- Классификация лазеров по типам активных сред и методам их накачки. Специальные типы твердотельных активных сред: на центрах окраски, перестраиваемые лазеры.
- Классификация лазеров по типам активных сред и методам их накачки. Особенности газообразных активных сред. Основные процессы в газовых разрядах, способствующие созданию инверсной населенности.
- Классификация лазеров по типам активных сред и методам их накачки. Особенности газообразных активных сред на примере лазеров на нейтральных атомах.
- Классификация лазеров по типам активных сред и методам их накачки. Особенности газообразных активных сред на примере ионных лазеров.
- Классификация лазеров по типам активных сред и методам их накачки. Особенности газообразных активных сред на примере лазеров на парах металлов.
- Классификация лазеров по типам активных сред и методам их накачки. Особенности газообразных активных сред на примере молекулярных лазеров.
- Классификация лазеров по типам активных сред и методам их накачки. Особенности газообразных активных сред на примере жидкостных лазеров на растворах органических красителей.
- Классификация лазеров по типам активных сред и методам их накачки.
- Классификация лазеров по типам активных сред и методам их накачки. Полупроводниковые лазеры. Способы накачки полупроводниковых лазеров.