Способи підвищення ефективності та розширення функціональних можливостей активних квазіоптичних резонаторів терагерцевого діапазону - Статья

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук Способи підвищення ефективності та розширення функціональних можливостей активних квазіоптичних резонаторів терагерцевого діапазонуЗахист дисертації відбудеться ”21” жовтня 2011 р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.052.04 Харківського національного університету радіоелектроніки за адресою 61166, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського національного університету радіоелектроніки за адресою: 61166, м. В роботі досліджені та пояснені явища, що відбуваються в АКР, зокрема такі як існування оптимуму прокачування активної речовини і роздвоєння імпульсу випромінювання. Завдяки цим дослідженням розроблені методи і схеми, придатні до практичного застосування, які поліпшують параметри АКР і розширюють їх функціональні можливості. Дано физическое объяснение эффекта изменения формы и раздвоения импульса генерации в одномодовом режиме, наблюдающегося на отдельных участках длины АКР с газоразрядным возбуждением активного вещества переменным током при неизменной форме импульсов накачки.При зміні оптичної довжини резонатора відбувається зміна амплітуди і частоти випромінювання в межах спектральної лінії активної речовини. В даній роботі наведені результати досліджень АКР з газорозрядним збудженням активної речовини, які завдяки специфічним властивостям мають підвищені можливості здійснення внутрішньорезонаторного керування параметрами генерованих електромагнітних коливань. На процес генерації в таких резонаторах одночасно впливають: оптична довжина резонатора, параметри газового розряду, склад і швидкість прокачування активної речовини, температура і тиск в резонаторі та інші фактори, вплив яких на процес генерації не достатньо вивчено. Встановити фізичні причини ефекту зміни форми та роздвоєння імпульсу ТГЦ генерації, що спостерігається при певних довжинах АКР з газорозрядним збудженням активної речовини перемінним струмом при незмінних імпульсах накачування. Запропонувати і дослідити нові шляхи підвищення зони взаємодії ТГЦ випромінювання з активною речовиною, зниження енергетичних втрат в активних резонаторах та плавного регулювання виведення випромінювання з резонаторів.Зокрема запропоновано схеми з зовнішніми коаксіальними та внутрішніми плівковими електродами, що дозволяють використовувати будь які режими накачування - постійним, змінним та імпульсним струмами і дають можливість експериментально досліджувати резонансні процеси в АКР. 1б) розроблена схема забезпечує вищу стабільність газового розряду і дозволяє отримувати генерацію в HCN лазері при меншій напрузі і рівнях потужності накачування (рис. Резонансна довжина обчислюється: , де М - число півхвиль між дзеркалами; n - показник заломлення в резонаторі f0 - центральна частота лінії випромінювання; c - швидкість світла у вакуумі. 7 показано приклад моделювання форми імпульсу випромінювання (нижня частина) для однакових імпульсів розрядного струму (верхня частина), але при різних настройках резонатора - оптимальній для розрядного струму 0,7 А (рис. Генерація спостерігається на ділянці переміщення дзеркала: , отже, знаючи довжину резонатора і центральну частоту лінії випромінювання, можна розраховувати зміну довжини хвилі і частоти, що відповідають зміні ?L: , , , де М - кількість півхвиль між дзеркалами, Dl=lmax-lmin - діапазон хвиль, в якому спостерігається генерація, ?f - діапазон частот, в якому спостерігається генерація.У дисертації наведено нові шляхи вирішення наукової проблеми з підвищення ефективності генерації та керування параметрами електромагнітних коливань терагерцевого діапазону в активних квазіоптичних резонаторах з газорозрядним збудженням активної речовини. На підставі цих досліджень розроблено і реалізовано способи, що дозволяють підвищити ефективність і розширити функціональні можливості АКР і на їх основі запропоновано нові схеми, придатні для практичного використання. Основні результати дисертаційної роботи полягають в наступному: Вперше зясовано фізичні причини ефекту зміни форми та роздвоєння імпульсів ТГЦ генерації в одномодовому режимі, що спостерігається на певних довжинах АКР з газорозрядним збудженням активної речовини при незмінних імпульсах накачування змінним струмом. Встановлено, що основною фізичною причиною роздвоєння є зміна показника заломлення речовини в резонаторі внаслідок пульсацій газового розряду, що призводить до пульсацій оптичної довжини резонатора і періодичного відстроювання його від центру лінії випромінювання активної речовини. Запропоновано нову методику моделювання форми імпульсів ТГЦ генерації в АКР, що працює в одномодовому режимі, з газорозрядним імпульсним збудженням активної речовини.

Основний зміст роботи