Rezontorov optika Darina Jakov TECHNICK UNIVERZITA V LIBERCI

Rezonátorová optika Darina Jašíková TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Tento materiál vznikl v rámci projektu CZ. 1. 07/2. 2. 00/15. 0103 Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR

Přehled přednášky • Optický rezonátor • Módy planárního rezonátoru • Ztráty v rezonátoru • Zpětná vazba a ztráty v optickém rezonátoru

Optický rezonátor Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci Optický rezonátor Optické rezonátory: (a) rezonátor s rovinnými zrcadly (planparalelní rezonátor); (b) rezonátor se sférickými zrcadly; (c) kruhový rezonátor; (d) vláknový rezonátor. [9. 0. 1] 3

Optický rezonátor Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci Rezonátor se dvěma rovinnými zrcadly (Fabryův-Perotův etalon). (a) světelné paprsky kolmé k zrcadlům s neodrážejí zpět a znovu dopředu, aniž by opustily rezonátor. (b) paprsky jen slabě odchýlené od osy nakonec rezonátor opustí. Totéž se stane, jestliže zrcadla nejsou dokonale rovnoběžná. [9. 1. 1] 4

Módy planárního rezonátoru Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci Módy planárního rezonátoru 5

Módy planárního rezonátoru Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci 6

Módy planárního rezonátoru Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci Vlnění odrážející se postupně mezi zrcadly rezonátoru získává při každém oběhu fázový posun . (b) Blokové schéma optického systému se zpětnou vazbou. (c) Fázový diagram přestavující součet U = U 0 + U 1 + … pro q 2 a pro =q 2 [9. 1 -4] 7

Ztráty v rezonátoru Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci Ztráty v rezonátoru (a) V ustáleném stavu se mohou v bezeztrátovém rezonátoru ( F = ) šířit pouze vlny s přesně určenou frekvencí q. (b) Ve ztrátovém rezonátoru se šíří vlny všech frekvencí, ale zeslabení následkem destruktivní interference vzrůstá na frekvencích mimo rezonance. [9. 1 -6] 8

Ztráty v rezonátoru Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci 9

Zpětná vazba a ztráty Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci Zpětná vazba a ztráty 10

Zpětná vazba a ztráty v optickém rezonátoru Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci Zpětná vazba a ztráty v optickém rezonátoru Dvěma hlavními mechanismy ztrát v rezonátoru jsou: Ztráty způsobené absorpcí a rozptylem v prostředí mezi zrcadly. Faktor zeslabení výkonu při jednom oběhu následkem těchto procesů je exp(-2 sd), kde s je koeficient zeslabení (absorpcí a rozptylem) prostředí. Ztráty způsobené nedokonalým odrazem na zrcadlech. Ke snížení odrazivosti dochází ze dvou důvodů: (1) aby světlo mohlo opustit rezonátor, používají se obvykle částečně propustná zrcadla. (2) následkem konečných rozměrů zrcadel dopadá část světla mimo ně, a je tudíž ztracena. 11

Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL nano. tul. cz Tyto materiály byly vytvořeny v rámci projektu ESF OP VK: Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na Technické univerzitě v Liberci