انت هنا الان : شبكة جامعة بابل > موقع الكلية > نظام التعليم الالكتروني > مشاهدة المحاضرة
الكلية كلية العلوم للبنات
القسم قسم فيزياء الليزر
المرحلة 1
أستاذ المادة محمد حمزة خضير المعموري
2/22/2012 9:08:43 PM
Laser Modes أنماط الليزر علمنا من المحاض ا رت السابقة أنه للحصول على الليزر نستخدم التغذية العكسية بواسطة الم ا ريا وذلك لتكبير الشعاع الضوئي خلال مروره بالوسط المشع لليزر، لهذه الم ا ريا دور في التأثير على الإشعاع longitudinal الكهرومغناطيسي داخل المكبر حيث ينتج نوعين من الأنماط تعرف بالأنماط الطولية transverse modes والأنماط المستعرضة modes Longitudinal modes only specific frequencies are possible inside the optical cavity of a laser, according to standing wave condition. Transverse modes are created in cross section of the beam, perpendicular to the optical axis of the laser. 28/10/1431 2 Physics Academy Dr. Hazem Falah Sakeek 3 Longitudinal modes (Axial Modes) Using Fabry-Perot interferometer one can observe that the output of the laser beam consists of a number of discrete frequency components. These modes are known as longitudinal modes or axial modes. These modes are created inside the optical resonator between the two mirrors. إن السبب يعود في تكون هذه الأنماط يعود إلى تكون أمواج موقوفة بين المرآتين. وكما نعلم أن الأمواج الموقوفة تتكون standing wave نتيجة لتداخل موجتين لهما نفس التردد وتنتش ا رن في اتجاهين متعاكسين في المسافة بين المرآتين. وكمثال على هذه الأمواج الوتر الموسيقي في الجيتار. Physics Academy Dr. Hazem Falah Sakeek 4 Standing waves in a laser In a laser an optical cavity is created by two mirrors at both ends of the laser. These mirrors serve two goals: 1. They increase the length of the active medium, by making the beam pass through it many times. 2. They determine the boundary conditions for the electromagnetic fields inside the laser cavity. The axis connecting the centers of these mirrors and perpendicular to them is called Optical Axis of the laser. The laser beam is ejected out of the laser in the direction of the optical axis. An electromagnetic wave which move inside the laser cavity from right to left, is reflected by the left mirror, and move to the right until it is reflected from the right mirror, and so on. 28/10/1431 3 Physics Academy Dr. Hazem Falah Sakeek 5 Conditions for Standing Waves Two waves of the same frequency and amplitude are moving in opposite directions, which is the condition for creating a standing wave. standing waves, must fulfill the condition: L = q ?q/2 L = Length of the optical cavity. q = Number of the mode, which is equal to the number of half wavelengths inside the optical cavity. The first mode contains half a wavelength, the second mode 2 halves (one) wavelength. ?q = Wavelength of mode m inside the laser cavity. In fact the number of modes (q) in most laser is very large. For Example if the central wavelength is 500nm and the mirror separation is 25cm , q has a value of 1000000, since q can be any integer, there are many possible wavelengths within the laser transition shape. Physics Academy Dr. Hazem Falah Sakeek 6 Example: The length of an optical cavity is 25 cm. Calculate the frequencies ?q and wavelengths ?q of the following modes: 1. q =1 2. q = 10 3. q = 100 4. q = 106 28/10/1431 4 Physics Academy Dr. Hazem Falah Sakeek 7 The separation between axial modes If the First mode is q Then L = q ?q / 2 If the Second mode is q+1 Then L = (q+1) ?q+1 / 2 It is more convenient to refer to the axial modes by their frequency Physics Academy Dr. Hazem Falah Sakeek 8 The separation between neighboring frequencies is equal to C/2L i.e. dependent only on the separation between mirrors and independent of q. For L=25cm The separation between neighboring frequencies is 6x108sec-1. 28/10/1431 5 Physics Academy Dr. Hazem Falah Sakeek 9 Physics Academy Dr. Hazem Falah Sakeek 10 ملاحظات وذلك L تزداد عدد الأنماط تحت منحنى الحصيلة كلما زاد طول مكبر الليزر L لأن الفاصل بين الأنماط يقل بزيادة It is clear that a single mode laser can be made by reducing the length of the cavity, such that only one longitudinal mode will remain under the fluorescence curve with GL>1. عدد الأنماط التي يمكن أن تنتج ليزر تلك التي يتحقق عندھا شرط الحصيلة أكبر من أو يساوي الخسارة كما ھو واضح في المنطقة الملونة في الشكل أعلاه. للحصول على عدد الأنماط التي يمكن أن تكبر تحت منحنى الحصيلة C/2L على المسافة بين نمطين Laser bandwidth نقسم The approximate number of possible laser modes is given by the width of the Laser bandwidth divided by the distance between adjacent modes: 28/10/1431 6 Physics Academy Dr. Hazem Falah Sakeek 11 Example The length of the optical cavity in He-Ne laser is 30 cm. The emitted wavelength is 0.6328 ?m. Calculate: 1. The difference in frequency between adjacent longitudinal modes. 2. The number of the emitted longitudinal mode at this wavelength. 3. The laser frequency. Physics
المادة المعروضة اعلاه هي مدخل الى المحاضرة المرفوعة بواسطة استاذ(ة) المادة . وقد تبدو لك غير متكاملة . حيث يضع استاذ المادة في بعض الاحيان فقط الجزء الاول من المحاضرة من اجل الاطلاع على ما ستقوم بتحميله لاحقا . في نظام التعليم الالكتروني نوفر هذه الخدمة لكي نبقيك على اطلاع حول محتوى الملف الذي ستقوم بتحميله .
|