"Световая" развертка была предложена в 1967 г. Джордмейном при изучении длительности "nс" импульсов при распространении двух одинаковых световых пучков навстречу друг другу в растворе нелинейно люминесцирующего красителя.
В первом эксперименте "стоячая" волна образовывалась путем отражения основного пучка "nс" импульсов в зеркале кюветы с красителем. Возле зеркала (и далее с шагом l=TC/n) плотность энергии прямого и отраженного пучка будет max из-за совпадения i-го импульса. Левее зеркала на l будут совпадать (i-1)-й импульс в прямой волне и (i+1)-й импульс - в отраженной. При удалении от зеркала на 2l двуфотонная люминесценция красителя будет ярче из-за наложения (i-2) и (i+2)-го импульсов луча. Яркость фонового свечения 2-х фотонной люминесценции B~I^2 интенсивности, а max яркости возле зеркала : B~(2*I)^2=4*Ш^2, т.е. заметно выше.
1.3 Измерение пространственного распределения энергии в лазерном пучке
Наиболее полная пространственно-энергетическая характеристика лазерного излучения является диаграмма направленности, т.е. угловое распределение энергии или мощности в лазерном
пучке. Практичекий интерес представляет распределение поля излучения в дальней зоне, когда форма распределения перестает зависеть от расстояния, превышающее d^2/&, где d - диаметр излучающей апертуры лазера.
На практике используют два понятия расходимости, в первом случае имеют ввиду плоский или телесный угол Q или Qs определяющий ширину диаграмму направленности в дальней зоне по заданному уровню углового распределения энергии или мощности, отнесенного к его max значению. Чаще всего значение уровня принимается равным 0.5 и 1/e^2. Это определение характеризует излучение одномодового лазера, т.е. распределение, близкое к гауссовому. В случае многомодового режима диаграмма имеет многочисленные боковые лепестки, содержащие значительную часть энергии. Поэтому величина расходимости по заданному уровню энергии или мощности, т. е. по существу центрального max распределение не очень показательна. В таких случаях более удобной характеристикой является энергетическая расходимость лазерного излучения. (Qn,p или Qw,s), т.е. плоский или телесный угол, внутри которого распространяется заданная доля энергии излучения.
Лазерное излучение характеризуется значением диаметра пучка лазерного излучения, внутри которого происходит заданная доля энергии или мощности.
Для практического определения расходимости используют три основных метода:
1) Метод 2-х сечений
2) Метод регистрации диаграммы направленности
3) Метод фокального пятна
Наиболее распространенный метод измерения расходимости пучка - метод фокального пятна.
1.4 Измерение поляризации лазерного пучка.
В лазерах излучение должно обладать 100% поляризацией (линейной или круговой). Вид поляризации определяется особенностями используемой в лазере активной среды - поляризацией ее спонтанного излучения, и величиной коэффициента усиления для элементарных поляризаций.
Все "элементарные" состояния поляризации могут быть получены из 2-х линейно поляризованных во взаимно - плоскостях излучений с амплитудой Ax и Ay.
2. Измерение спектральных и корреляционных параметров и характеристик лазерного излучения.
Когерентность характеризуется двумя основными параметрами
- временной когерентностью
- степенью пространственной когерентности
2.1 Влияние параметров лазера на когерентность его излучения
Лазер - прибор, в котором частота генерации зависит от собственных (резонансных) частот резонатора. К вторичным эффектам, изменяющим частоту генерации лазера оказывают эффекты затягивания или отталкивания. Гораздо сильнее на частоту генерации лазера влияют параметры активной среды: центральная частота лазерного перехода, ширина спектральной линии.
Измерение лазерных характеристик может быть разделено на 3 группы:
1) Измерение спектра излучения многомодовых лазеров непрерывного действия и "nc" лазеров
2) Прецезионное измерение длины волны или чатоты генерации
3) Измерение ширины полосы генерации одночастотного лазера или разности частот генерации 2-х однотипных частотностабилизированных лазеров.
3. Измерение основных параметров главных компонентов лазера
Главные компоненты лазера: активная среда и оптический резонатор. Активная среда, преобразующая энергию накачки в когерентное излучение, определяет энергетические характеристики лазера и длину волны излучения, а от резонатора - частотные и пространственные.
Для измерения потерь или усиления лазерных компонентов используют компенсационный метод, для измерения ненасыщенного усиления - метод комбинированных потерь, прямой метод.