Распределенная обратная связь. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Распределенная обратная связь (РОС) - обратная связь в нек-рых типах лазеров, в к-рых оптич. резонатор образуется благодаря пространственной периодической неоднородности активной среды (вместо зеркал). Обычно РОС создаётся с помощью периодич. модуляции показателя преломления (или коэф. усиления) либо периодического пространственного изменения сечения оптич. волновода (в тонкоплёночных лазерах). Период пространственной неоднородности d в РОС-лазерах сравним с длиной волны генерируемого излучения l_G и удовлетворяет Брэгга - Вульфа условию:

где т₀ - целое число; n - показатель преломления активной среды; q - угол скольжения (рис. 1; угол q . 90° только для тонкоплёночных лазеров, в к-рых реализуется волноводное распространение генерируемого излучения); l_н, l_и - интенсивности волн накачки и излучения соответственно.

Качественно РОС можно интерпретировать как брэгговское отражение излучения от периодич. структуры в активной среде. Строгая теория РОС рассматривает решение Максвелла уравнений для пространственно модулированной среды в виде связанных волн с определёнными граничными условиями. Характерной особенностью РОС является высокая спектральная селективность, сравнимая с селективностью отражения от дифракц. решётки размером L (рис. 1). Т. е. ширина полосы, в пределах к-рой осуществляется эфф. РОС, соизмерима с межмодовым расстоянием резонатора длиной L, поэтому в РОС-лазерах часто достигается одночастотная генерация.

РОС применяется в лазерах на красителях и тонкоплёночных полупроводниковых лазерах. В лазерах на красителях используется преим. светоиндуцированная РОС, возникающая в результате периодич. изменения коэф. усиления и показателя преломления при интерференции двух высококогерентных пучков накачки (рис. 2, a и 6). Перестройка длины волны в РОС-лазере

на красителях достигается обычно изменением угла между интерферирующими лучами накачки. Используется также изменение температуры активной среды. Недостатком лазеров со светоиндуцированной РОС является сильная зависимость спектра генерируемого излучения от спектрального состава и расходимости накачки. Так, ширина спектра генерации РОС-лазера dl_G при моно-хроматич. накачке с расходимостью dq:

где l_G, l_H - длины волны генерации и накачки; n_пр, п_с- показатели преломления призмы и активной среды. Несомненные преимущества РОС-лазера состоят в простоте конструкции селективного резонатора и компактности.

В тонкоплёночных лазерах (прежде всего полупроводниковых) РОС реализуется обычно с помощью гофрировки ограничивающей боковой поверхности оптич. волновода. Для гофрировки может быть использовано, в частности, травление плёнки через защитную маску, созданную из тонкой плёнки фоторезиста с помощью засветки интерферирующими световыми пучками.

В тонкоплёночных лазерах РОС реализует дополнит. преимущество, связанное с возможностью дифракц. вывода генерируемого излучения через боковую поверхность волновода (рис. 3). Это уменьшает расходимость выходного излучения и снижает лучевую нагрузку на торцевые поверхности волновода.

Литература по распределенным обратным связям

Знаете ли Вы, в чем фокус эксперимента Майкельсона?

Эксперимент А. Майкельсона, Майкельсона - Морли - действительно является цирковым фокусом, загипнотизировавшим физиков на 120 лет.

Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.

В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.

Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.