Субміліметрові лазери з резонатором на основі круглого металевого хвилеводу - Автореферат

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ СУБМІЛІМЕТРОВІ ЛАЗЕРИ З РЕЗОНАТОРОМ НА ОСНОВІ КРУГЛОГО МЕТАЛЕВОГО ХВИЛЕВОДУРобота виконана в Харківському державному університеті Міністерства освіти України. Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Свіч Василь Антонович, Харківський державний університет, ректор. Офіційні опоненти: - доктор фізико-математичних наук, професор, член-кореспондент НАН України Шульга Валерій Михайлович, Радіоастрономічний інститут НАН України, завідувач відділу; кандидат фізико-математичних наук, доцент Фесенко Леонід Дмитрович, Українська інженерно-педагогічна академія, завідувач кафедри теоретичної та загальної електротехніки. Захист відбудеться “_11” __грудня_ 1998 р. о _12__ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.64.051.02 Харківського державного університету за адресою: 310077, м.Молекулярні лазери з оптичним накачуванням (ЛОН) випромінюванням СО2-лазера і заміною робочого газу спроможні дискретно перестроюватися в широкому діапазоні субміліметрових (СММ) і частково інфрачервоних та міліметрових хвиль. В лазерах з відкритим резонатором не вдається досягти ефективного оптичного накачування і сталості втрат енергії на звязок в широкому діапазоні довжин хвиль (l). Внаслідок цього лазери стають незручними в роботі, знижуються коефіцієнт підсилення і потужність випромінювання лазера. У звязку з цим, створення малогабаритного лазера з резонатором, що перестроюється в широкому діапазоні СММ хвиль, є актуальною задачею. Найбільш перспективними для створення такого лазера нам здаються резонатори на основі круглого металевого хвилеводу.В першому розділі на основі огляду літератури вибрано методи експериментального та теоретичного досліджень резонаторів з круглим металевим хвилеводом, уведено основні поняття, що використовуються при розгляданні резонаторних мод, подано результати досліджень пасивних резонаторів, проведених з метою селекції моди TE01q і підвищення ступеня поляризації випромінювання, що виходить з резонатора. Додаткові втрати, що породжуються малим перекосом відбивача (до 4 мрад) і дифракцією на відкритій ділянці довжиною h між відбивачем і хвилеводом (при h > а), мають найменшу величину для моди TE01q порівняно з іншими модами. Другий розділ містить результати досліджень мод генерації металохвилеводного ЛОН в короткохвильовій частині СММ діапазону, малогабаритного коаксіального щілинного СО2-лазера, а також особливостей генерації СММ лазера в умовах накачування двома зустрічними пучками. Експериментальні дослідження мод генерації проведено в лазері, що працює на лінії генерації молекули СН3ОН з l = 0,1188 мм при накачуванні випромінюванням СО2-лазера на переході 9Р36 (l = 9,69 мкм). Поперечний розподіл інтенсивності пучка вихідного випромінювання на відстані від лазера до 2 м подібний розподілу моди TE01q металохвилеводного СММ лазера (наведено термовідбитки пучка СО2-лазера).В пасивному металохвилеводному резонаторі, що збуджується на довжині хвилі 0,4326 мм: а) додаткові енергетичні втрати, що вносяться ділянкою вільного простору між хвилеводом і відбивачем, а також перекосом відбивача є найменші для моди TE01q; б) ступінь поляризації випромінювання, що виходить з резонатора, збудженого на моді TE01q, збільшується із зростанням відношення зміщення отвору звязку до величини радіуса отвору. Запропоновано і досліджено коаксіальний хвилеводний СО2-лазер з високочастотним розрядом, що є перспективним джерелом накачування металохвилеводного СММ лазера завдяки тому, що має: а) поперечний розподіл інтенсивності вихідного випромінювання подібний до розподілу моди генерації TE01q СММ лазера; Дослідженнями впливу двоспрямованого оптичного накачування на генерацію СММ ЛОН показано, що: а) в лінійному лазері контур підсилення має два максимуми, відстань між якими пропорційна віддалі частоти накачування від центра лінії поглинання; б) в кільцевому СММ лазері з двоспрямованим оптичним накачуванням різниця частот зустрічних хвиль генерації пропорційна віддалі частоти накачування від центра контура поглинання і зростає із збільшенням різниці потужностей пучків накачування, відбувається плавний перерозподіл потужності генерації між зустрічними хвилями поблизу центра контура підсилення на відміну від стрибкоподібного при односпрямованому накачуванні.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ