РЕЗОНАТОР АНИЗОТРОПНЫЙ

РЕЗОНАТОР АНИЗОТРОПНЫЙ

- оптический резонатор, содержащий анизотропные оптич. элементы. Исследование поляризац. свойств Р. а. проводится обычно Джонса матричным методом. В соответствии с этим методом для нахождения вектора Джонса

характеризующего состояние поляризации моды резонатора в фиксированном поперечном сечении резонатора, необходимо найти матрицу Джонса М обхода резонатора с началом в данном сечении и потребовать, чтобы вектор Джонса после обхода резонатора М· Е с точностью до постоянного множителя к совпадал с исходным вектором:

(1)

Если матрица Джонса, описывающая поляризац. свойства всей совокупности оптич. элементов, образующих резонатор, имеет вид

то при

(собств. значениях матрицы М) ур-ние (1) имеет нетривиальные решения E_1,2, описывающие состояния поляризации волны, не изменяющиеся при полном обходе резонатора. Модуль собств. значения a_1,2 определяет ослабление амплитуды волны с поляризацией E_1,2 при обходе резонатора. Если , то моды резонатора с разным состоянием поляризации обладают разными потерями. Разность фаз f₁ - f₂ собств. значений определяет разность частот Dv резонансных типов колебаний с собств. состояниями поляризации:

,

где L - длина оптич. пути.

Матрица Джонса обхода резонатора в противоположном направлении М' в общем случае отличается от М, и потому в одном и том же поперечном сечении резонатора поляризац. характеристики волн, распространяющихся в противоположных направлениях, а также их собств. частоты и потери неодинаковы. Этот эффект в кольцевых резонаторах, содержащих невзаимные элементы оптические, напр. оптич. элементы на основе Фарадея эффекта, может приводить к подавлению одной из встречных волн.

Если линейный резонатор не содержит магнито-оптич. анизотропных элементов, то М'= М ^т (где индекс т означает операцию транспонирования). Тогда собств. значения матриц М' и М одинаковы, а собств.

состояния поляризации волн, распространяющихся в противоположных направлениях и соответствующие разл. собств. значениям, ортогональны:

Если М' = М, то собств. типы полей линейного резонатора представляют собой эллиптически поляризованные стоячие волны.

Р. а. применяют: в лазерных гироскопах для подавления одной из встречных волн; для прецизионного измерения анизотропии оптич. элементов, для чего исследуемый элемент помещают в резонатор и по характеру собств. состояний поляризации резонатора судят об анизотропных свойствах элемента; для управления энергетич., поляризац. и частотными параметрами выходного излучения. В частности, в Р. а. возможно осуществить селекцию продольных мод резонатора (см. Селекция мод). Для этого в линейный резонатор помещают поляризатор и двулучепреломляющую пластинку, гл. оси к-рой повёрнуты относительно осей поляризатора на угол f. Модули собств. значений матрицы Джонса обхода такого резонатора равны

где - разность набега фаз необыкновенного и обыкновенного лучей в двулучепреломляю-щей пластине, d- толщина пластины, п₀. и п _е- показатели преломления обыкновенной и необыкновенной волн. Потери моды резонатора, соответствующей второму собств. значению, определяются выражением . Т. к. величина y зависит от частоты v, то потери периодически меняются с частотой. Расстояние по частоте между двумя минимумами потерь

Благодаря такой дискриминации мод по потерям осуществляется селекция продольных мод в резонаторах подобного типа.

Лит.: Быков В. П., Специальные оптические резонаторы, в кн.: Справочник по лазерам, пер. с англ., т. 2, М., 1978; Джеррард А., Берч Д ж. М., Введение в матричную оптику, пер. с англ., М., 1978; Войтович А. П., Магнитооптика газовых лазеров, Минск, 1984; Войтович А. П., Севериков В. Н., Лазеры с анизотропными резонаторами, Минск, 1988. О. О. Силичев.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.