Пожалуйста, используйте этот идентификатор, чтобы цитировать или ссылаться на этот ресурс: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/5321
Название: Метод управления пространственными характеристиками излучения диодных лазеров
Другие названия: Method for controlling spatial characteristics of diode lasers radiation
Авторы: Паращук, Валентин Владимирович
Гуделев, Валерий Георгиевич
Ключевые слова: диодные лазеры; диаграммы; направленность; излучения; множественное лучеотражение; лучерасщепление; эффективность; diode laser; radiation directivity diagram; multiple-beam-reflection (beam-splitting); efficiency
Дата публикации: 2014
Издатель: Томский политехнический университет
Библиографическое описание: Паращук В. В. Метод управления пространственными характеристиками излучения диодных лазеров / В. В. Паращук, В. Г. Гуделев // Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. — 2014. — Т. 325, № 2 : Математика, физика и механика. — [С. 91-98].
Аннотация: Актуальность работы обусловлена необходимостью конструирования новых перспективных оптических приборов, в частности диодных лазеров с заданным пространственным распределением диаграммы направленности излучения, предназначенных для использования в акустооптике, системах оптической связи, обработки и хранения информации и т. д. Цель исследования: разработка нового эффективного метода формирования однородного или заданного пространственного распределения диаграммы направленности излучения диодных лазеров, основанного на использовании явления множественного лучеотражения (лучерасщепления) в анизотропных средах. Методы исследования: экспериментальное исследование распределения интенсивности для лучей, выходящих из одиночной четырехлучеотражающей призмы и системы таких призм; изучение особенностей эффекта множественного лучеотражения в зависимости от геометрии и условий опыта на примере кристаллов кальцита, характеризующегося средней величиной двулучепреломления (с достаточным угловым разрешением) и сравнение результатов с литературными данными; выяснение возможности использования данного явления для повышения эффективности формирования пространственно-однородного лазерного излучения, существенного упрощения и расширения функциональных возможностей преобразования (коррекции) поперечного распределения интенсивности излучения и совершенствования на этой основе выходных характеристик диодных лазеров; анализ поляризационно-амплитудных характеристик эффекта, однородности или требуемой конфигурации диаграммы направленности излучения диодного лазера в зависимости от параметров исходного пучка и геометрии опыта, установление оптимальных условий повышения эффективности разрабатываемого метода. Результаты. Установлено, что степень однородности формируемого светового профиля пропорциональна количеству генерируемых системой пучков - в случае 16-и лучевой геометрии достигнута наибольшая степень однородности пространственного распределения и максимальная интенсивность выходного излучения. Геометрия двухмерной световой матрицы, образуемой при использовании многолучевого отражения, зависит как от взаимной ориентации призм, так и от направления лучей. Предложен вариант системы призм, обеспечивающий формирование матричных световых полей различной конфигурации, которыми можно эффективно управлять посредством изменения поляризационных и других характеристик исходного пучка. Предложенный способ по сравнению с аналогами характеризуется простотой использования и экономичностью, не требует применения сложных внутрирезонаторных схем и связанных с ними юстировочных процессов, позволяет осуществлять эффективную коррекцию различных нерегулярностей волновой поверхности, в том числе обусловленных многомодовостью излучения и трудноустранимых иными способами. В исследуемых кристаллах обнаружено дополнительное (поперечное) смещение отраженных лучей, аналогичное наблюдавшемуся в других соединениях и обуславливающее повышение эффективности преобразования светового пучка. Показано, что в условиях данного метода возможно как ослабление, так и усиление световых пучков, имеющие практическое значение.
The urgency of the discussed issue is caused by necessity of designing new perspective optical devices, in particular diode lasers with the given spatial distribution of radiation directivity diagram intended for being used in acustooptics, systems of optical communication, information processing and storage, etc. The main aim of the study is to develop a new effective method of forming homogeneous or given spatial distribution of the directivity diagram of diode lasers radiation based on application of multiple-beam-reflection (beam-splitting) phenomenon in anisotropic environments. The methods used in the study: experimental research of intensity distribution for the beams leaving a single four-beam-reflecting prism and the system of such prisms; studying the features of the multiple-beam-reflection effect depending on geometry and test conditions by the example of calcite crystals with average size of birefringence (with sufficient angular resolution) and comparison of the results with the literary data; finding-out of an opportunity of applying the phenomenon for increasing the efficiency of formation of the spatial-homogeneous laser radiation, essential simplifying and expanding functionalities of transformation (correction) of cross-section radiation intensity distribution and perfection of diode laser output characteristics on this basis; analysis of polarization-amplitude characteristics of the effect, uniformity or required configuration of the directivity diagram of diode lasers radiation depending on initial beam parameters and test geometry, set of optimum conditions for increasing the efficiency of the developed method. The results: It was ascertained that the uniformity degree of a formed light profile is proportional to quantity of beams generated by the system - in the case of 16-beam geometry the greatest degree of uniformity of spatial distribution and the maximal intensity of output radiation were achieved. The geometry of a two-dimensional light matrix formed when applying multiple-beam-reflection depends both on mutual orientation of prisms, and on beams direction. The authors have proposed the variant of prism system providing the for mation of matrix light fields of various configurations. The fields can be operated effectively changing polarizing and other characteristics of the initial beam. The method proposed in comparison with analogues is characterized by simplicity in use and profitability; does not demand application of complicated intraresonator schema and adjusting processes connected with them; allows correcting effectively various irregularities of a wave surface, including those which are difficult to be removed by the other ways and caused by radiation multiple-mode. In the crystals researched the additional (transversal) shift of the reflected beams was observed. The similar shift was observed in another matters and caused the increase of efficiency of light beam transformation. It is shown, that both attenuation and intensification in the context of the method. It is of practical value.
URI: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/5321
ISSN: 1684-8519
Располагается в коллекциях:Известия ТПУ

Файлы этого ресурса:
Файл Описание РазмерФормат 
bulletin_tpu-2014-325-2-12.pdf210,74 kBAdobe PDFПросмотреть/Открыть


Все ресурсы в архиве электронных ресурсов защищены авторским правом, все права сохранены.