Главная страница
Финансы
Экономика
Биология
Ветеринария
Сельское хозяйство
Медицина
Математика
Начальные классы
Информатика
Вычислительная техника
История
Право
Юриспруденция
Философия
Логика
Этика
Религия
Политология
Социология
Физика
Промышленность
Энергетика
Языки
Языкознание
Культура
Искусство
Автоматика
Связь
Электротехника
Химия
Другое
Воспитательная работа
Дошкольное образование
Экология
Русский язык и литература
Строительство
Классному руководителю
Геология
Физкультура
Доп
образование
Иностранные языки
География
Логопедия
Технология
Школьному психологу
ИЗО, МХК
ОБЖ
Казахский язык и лит
Обществознание
Механика
Музыка
Директору, завучу
Социальному педагогу
Психология

Рассматриваются свойства излучения


Скачать 24.89 Kb.
НазваниеРассматриваются свойства излучения
Дата18.02.2019
Размер24.89 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файлаВ.docx.docx
ТипДокументы
#54868

В данной статье рассматриваются свойства излучения малоразмерных лазеров в ближней зонеОсуществлен выбор условий визуализации излучения ближней зоны и передачи изображения программному обеспечениюВ статье экспериментально показаночто в ближней зоне активного слоя исследуемого малоразмерного лазера изолинии равной интенсивности сложны и неоднозначны.
Ключевые словалазерное излучениеполосковый лазерраспределение Вигнерарасходимость пучкастигматический пучокастигматический пучок.
Проблема построения изделий оптоэлектроники квантовых вычислительных системВ этих системах малоразмерные лазеры могут быть использованы одновременно в качествекак отдельных элементовтак и сразу в виде единого твердотельного комплекса кубит-лазер.
Применения лазеров базируются на использовании  данных о спектральныхпространственныхвременныхполяризационных свойствах лазерного излучения [1-3].
В зависимости от размерамощности (энергии), поляризациидлины волны и когерентности пучка в разнообразных ситуациях применяют различные методы измеренийПрименяют пять методов с использованиемдвумерной матрицы с электронной камерой регистрации ее выходящих сигналов или линейкисканирующего пинхолаварьируемой диафрагмыперемещающегося резкого края (секущего ножа или ножа Фуко), двигающейся щели.
Пучок когерентного или частично когерентного лазерного излучения может быть представлен моментами второго порядка вигнеровского распределенияЗнание этих параметров дает возможность предполагать характер распространения пучка за пределами любой безаберрационной оптической системы. [4-6]
Целью работы является прямое применение фотоэлектрического метода измерений распределения плотности интенсивности пучка в ближней зоне малоразмерного лазера.
Аппаратное решение с применением сухого микрообъектива и CMOS матрицы оказывается достаточным для исследования распределений плотности мощности в поперечном сечении пучка с нулевой аппликатой осей пучка.
В качестве образца выбран серийный лазер на двойном гетеропереходеработающий в одномодовом режиме.
Декартовы координаты x,y,z характеризую ортогональные направления в пространствесвязанные с системой осей пучкаОси X и Y перпендикулярны оси пучка и связаны с поперечной плоскостью (сечениемпучкаИзлучение распространяется вдоль оси ZНачало оси Z совпадает с опорной плоскостью XY и определяется в работе как плоскость выхода активного слоя (смРис1Рис2) [1 – ;8;9].

Рис1Общий вид малоразмерного лазера на двойном гетеропереходе (промышленное исполнениемикрофотография автора)

Рис2Распределение плотности интенсивности при разных токах накачки (ближняя зонамикрофотография автора)
В эксперименте определялась возможность исследования распределения плотности интенсивности  и  в поперечном сечении пучка с нулевой аппликатой осей пучка путем размещения приемника излучения в виде цифровой матрицы (смРис3)[7–;8;9].

Рис3Экспериментальная установка лабораторного исполнения (1 — микрообъектив микроскопа2 — щель с объективом3 — цифровая матрица)
Матрица помещалась в сечении пучка с координатой z нормально к направлению распространения излученияПроекция изображения активного слоя на матрицу осуществлялась сухим микрообъективом.
Система накачки производилось регулируемым блоком стабилизированного тока с миллиамперметром (смРис4).

Рис4Распределение плотности интенсивности по плоскости выхода активного слоя  и результат пикселизации цифрового изображения (предпороговый режимэксперимент)
Изображенияполученные с помощью цифровой камерыпредставимы матрицамизадающими координаты их точек – пикселовКаждый элемент возвращаемой матрицы соответствует пикселу исходного изображения и имеет значение кода плотности черного цветаНад матрицей изображения могут выполняться все доступные для матриц преобразования.
Физически (применение микрообъективовможно из матрицы выделить подматрицу меньшего размераПрограммно можно выделить из общего массива несколько массивовнесущих информацию отдельно по каждому из них.
Метод нахождения моментов второго порядка служит теоретической основой для определения свойствхарактеризующих процесс распространения каждого пучка лазерного излучения [7–;8;9]. При довольно высокой степени симметрии многих лазерных пучковполучивших активное использование в многочисленных приложенияхдля их полноценного описания необходимо меньше число параметровВ устройствах  многих резонаторов использующихся лазеров формируются на выходе стигматические (гомоцентрическиепучки или пучки со слабым астигматизмом (смРис5Рис6).

Рис5.Ожидаемое цифровое изображение к вычислению моментов первого порядка и центрированных моментов второго порядка стигматического пучка [7]

Рис6Ожидаемое цифровое изображение к расчету моментов второго порядка вигнеровского распределения астигматического пучка [8]


Предшествующая обработка информации обязана подтвердить или исключить принадлежность измеряемого пучка к астигматическому пучкуДля каждого измеренного в точке , профиля вычисляют в лабораторной системе координат ширины пучка ,  и азимутальный угол .
В стандарте [8описаны методики измерений характеристик лазерных пучковуглов расходимостиширин и коэффициентов распространенияРаспространяется как на астигматические пучкитак и на пучки с неизвестной структуройВ стандарте описание лазерных пучков основывается не столько на основе физических параметров (напримерширины и углы расходимости пучков), сколько на использовании моментов второго порядка вигнеровского распределенияОднако два этих подхода тесно связаны (смРис7).

Рис7Эволюция изолиний интенсивности на плоскости выхода активного слоя (в зависимости от тока накачкиэксперимент)
Десятью моментами второго порядка характеризуется вигнеровское распределение с координатой z в поперечном сечении пучкаДесять моментов второго порядка содержат информацию о следующих физических свойствах и характеристиках пучканаправленность и размерпараметр закручивания пучкаориентация углов и их расходимостирадиусы кривизны фазового параболоида и тоже их ориентация.
Шум в «крыльях» распределения плотности интенсивности  при z=0 оказывает ощутимое действие на результат вычисления интегралавходящего в формулу определения момента второго порядкаЭто значитчто надлежит провести корректировку технологии изготовления действующей модели излучающей структуры.

Рис8К определению координаты  (плоскость YZточки на оси распространения пучка с  в плоскости XY (разные координаты  )
При токах ниже порогового ближнее поле люминесценции однородноС началом генерации в области  перехода возникает несколько генерирующих областейинтенсивность излучения которых заметно превышает интенсивность люминесценции.
В интервале значений плотности токав котором изменяется число генерирующих пятенповышение мощности генерации происходит более быстрочем по линейному законуВ дальнейшем наблюдается линейная зависимость. (смРис8)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1Сложные и неоднозначные формы изолиний равной интенсивности не позволяют осуществить выбор и оптимизацию пределов интегрирования при вычислении вигнеровского распределения.
Способы коррекции получаемых результатов неприменимы из-за нарушений излучения на выходе активного слоя малоразмерного лазера из него.
Последнее приводит к дополнительному выводу о необходимости совершенствования технологии организации геометрии излучающей структуры.
2Конструктивное исполнение оптической схемы экспериментальной установки и оптимизация узлов установки позволяет упростить проведение серии экспериментов по исследованию распределения плотности интенсивности излучения малоразмерного лазера в поперечном сечении пучка с нулевой аппликатой осей пучка.
3Контроль форм изолиний равной интенсивности на выходе активного слоя малоразмерного лазера необходим при разработке действующих моделей устройств интегральной оптоэлектроники.
написать администратору сайта