Optik rezonator

Optik rezonator (lazer rezonatori) - ochiq rezonatorni tashkil etuvchi ( mikroto'lqinli diapazonda ishlatiladigan yopiq bo'shliq rezonatoridan farqli o'laroq) doimiy yorug'lik to'lqinini hosil qiluvchi bir nechta aks ettiruvchi elementlar to'plami. Optik bo'shliqlar lazerning asosiy elementlaridan biri bo'lib, lazer nurlanishi faol muhitdan bir necha marta o'tishini ta'minlash uchun ijobiy qayta aloqani ta'minlaydi, natijada yorug'lik chiqishi ortadi.

Optik diapazonda texnologik qiyinchiliklar va sifat omilining keskin pasayishi tufayli to'lqin uzunligi tartibining o'lchamlari bo'lgan rezonatordan foydalanish mumkin emas; to'lqin uzunligiga nisbatan katta bo'lgan yopiq metall bo'shliq tipidagi rezonator uning tabiiy tebranishlarining yuqori zichligi tufayli rezonans xususiyatlarini yo'qotishiga olib kelishi mumkin emas.

Yorug'lik qayta-qayta aks ettirilib, ma'lum rezonans chastotalari bilan doimiy to'lqinlarni hosil qiladi. Uzunlamasına rejimlar, qoida tariqasida, faqat chastotada farqlanadi, ko'ndalang rejimlar esa nurning kesishishida sezilarli darajada farq qiladi. Eng ko'p ishlatiladigan optik rezonatorlar nometall yoki burchak reflektorlari kabi ikkita aks ettiruvchi element tomonidan shakllantiriladi va eng oddiy optik rezonator Fabry-Pero interferometri bo'lib, u ikkita tekis parallel nometalldan iborat. . Sferik oynali rezonatorlar qo'llaniladi. Bunday rezonatorlar aks etuvchi elementlarning egrilik radiusi (demak, fokus uzunligida) va ular orasidagi masofada farqlanadi. Rezonatorning geometrik parametrlari barqarorlik talablariga, shuningdek, boshqa omillarga, masalan, eng kichik optik nurli belning shakllanishiga qarab tanlanadi.

Tabiiy tebranishlarning noyob spektriga ega rezonatorlar kerak. Ushbu xususiyatlarga ochiq rezonatorlar ega bo'lib, bu ularning optik diapazonda ishlatilishini aniqlaydi.

Optik rezonatorlar odatda eng yuqori sifat koeffitsientiga (tartibga ko'ra) ega bo'ladigan tarzda ishlab chiqilgan $10^{3}-10^{9}$ ): yorug'lik so'nmasdan iloji boricha ko'p marta aks ettirilishi kerak, shuning uchun rezonans cho'qqilarining kengligi lazer nurlanishining chastotasiga nisbatan juda kichik.

Rezonatorlarning rejimlari

Optik bo'shliq rejimlari

Sferik nometallli optik bo'shliqning ko'ndalang rejimlari

Yassi nometallli optik rezonatorning uzunli rejimlari

Rezonatordagi yorug'lik ko'zgulardan qayta-qayta aks etadi. Yoritilgan nurlar xalaqit beradi, bu esa faqat ma'lum chastotalardagi ma'lum maydon taqsimotlarining rezonatorda saqlanishiga, boshqa chastotalarda radiatsiya yoki boshqa taqsimotning shovqin bilan bekor qilinishiga yoki rezonatorni tezda tark etishiga olib keladi. Rezonatorning bir to'liq o'tishida takrorlanadigan taqsimotlar eng barqaror bo'lib, ular xos rejimlar yoki rezonator rejimlari deb ataladi.

1960-1961 yillarda A. Foks va T. Li tomonidan olib borilgan tadqiqotlar . rezonator orqali bir necha marta ketma-ket o'tishlari davomida dastlabki tekislik to'lqinining amplitudasi va fazasi taqsimotidagi o'zgarishlarni hisobga olgan holda, ochiq rezonatorning xos rejimlarini shakllantirishning aniq tasvirini berdi.

Rezonatorlarning turlari

Optik rezonatorlar ko'p sonli aks ettiruvchi va boshqa elementlarni o'z ichiga olishi mumkin, lekin ko'pincha ikki oynali rezonatorlar ishlatiladi, ularning ko'zgulari tekis yoki aylanasimon. Ko'zgularning radiuslari va ularning o'zaro joylashishiga qarab, ikki oynali rezonatorlarning quyidagi turlari ajratiladi ( $R_{1}$ Va $R_{2}$ - ko'zgularning aylanma radiusi):

Rezonatorlarning barqarorligi

Ikki kamerali rezonatorlarning barqarorlik diagrammasi

Aylanali rezonatorlar

Aylanali rezonator yorug'lik yopiq yo'l bo'ylab bir yo'nalishda tarqaladigan optik rezonatordir. Volumetrik aylanali rezonatorlar uchta yoki undan ortiq ko'zgulardan iborat bo'lib, yorug'lik ularning har biridan ketma-ket aks ettirilib, to'liq aylanishni amalga oshiradi. Aylanali rezonatorlari lazer giroskoplari va lazerlarda keng qo'llaniladi.

Qo'llanilgan adabiyotlar

Ushbu maqola Mirzo Ulug'bek nomidagi O'zbekiston Milliy universiteti Fizika fakulteti talabasi Abduvaliev San'at tomonidan Wikita'lim loyihasi doirasida ingliz tilidan tarjima qilindi.

3. Lazerli bo'shliqlarda uzunlik rejimlarni shakllantirish va tanlash : monografiya / A. V. Degtyarev, V. A. Maslov, V. A. Svich, A. N. Topkov. - H. : V. N. Karazin KhNU, 2017. - 212 p. ISBN 978-966-285-374-2