Measurements of the distribution of the flux of energy in the focus of a solar concentrator with visualization techniques

Summary This work analyses the setting-up of an optical head which allows the visualization of a section of the distribution of the flux of energy along the focal axis of optical systems in general and of solar concentrators in particular. A circular-type solar concentrator, with the reflector consisting of a plastic lamina aspirated by means of a pump, has been built. The distribution of the energy flux in the focus of this concentrator has been calculated by the theoretical method. Results are compared with experimental data obtained by means of the optical head.

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Riassunto Questo lavoro analizza la messa a punto di una testa ottica che consente la visualizazione di una sezione della distribuzione del flusso di energia lungo l'asse focale di sistemi ottici in generale e in particolare di concentratori solari. è stato realizzato un concentratore solare di tipo circolare, con riflettore costituito da una lamina di plastica aspirata mediante una pompa. La distribuzione del flusso energetico nel fuoco di questo concentratore è stata ricavata per via teorica. è stato fatto un confronto con misure sperimentali ottenute mediante la testa ottica.

     

Transient stefan flow and thermophoresis around an evaporating droplet

Summary The particle scavening efficiency of vapour-grown ice crystals falling from mixed clouds proves to be very high. Stefan flow, an aerodynamic flow originating in the fluid surrounding evaporating or condensing bodies, pushes airborne particles away from the surface of the supercooled droplets evaporating in the vicinity of an ice crystal. The particle Brownian flux towards the surface of the ice crystal (terminal velocity of about 1 m s⁻¹) it, therefore, enhanced. However, the efficiency of this process of airborne-particle removal is strongly reduced as a consequence of the cooling of the evaporating droplet which produces a ?thermal force?, thermophoresis, which counteracts the particle Stefan flow. At the surface of an evaporating droplet in a quasi-equilibrium state, the two airborne-particle velocity fields practically balance each other. This counteracting effect on particle motion needs to be evaluated in the transient case. An approach is presented which consists of reformulating the transient heat and mass transfer problem in such a way as to convert it into a purely heat transfer problem having a known analytical solution. The approach is discussed and found to be correct. The results of the computations show that the counteracting role of thermophoresis on Stefan-flow particle motion during the residence time of supercooled droplets in the vicinity of an ice crystal (from 10⁻⁵ to 10⁻⁴s), which is also the time in which evaporation takes place, is considerably weak. It turns out to be practically negligible for large droplets (radius ≥8·10⁻⁴ cm).

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Riassunto Cristalli di ghiaccio naturali cresciuti per sublimazione in presenza di goccioline di acqua sopraffusa catturano efficacemente particelle browniane. Il flusso di Stefan che si crea in un fluido circostante un corpo in fase di evaporazione o, condensazione trascina via particelle dalla superficie delle goccioline sopraffuse che evaporano nelle vicinanze dei cristalli di ghiaccio. Il flusso della diffusione browniana di particelle atmosferiche verso la superficie del cristallo viene aumentato. Tuttavia l’efficienza di questo meccanismo è fortemente ridotta dalla termoforesi che si crea in prossimità della superficie della gocciolina in quanto questa, nell’evaporare, si raffredda. Nello stato di quasi equilibrio della gocciolina i due campi di velocità delle particelle, il flusso di Stefan e la termoforesi, si annullano praticamente l’un l’altro. L’effetto di questo controbilanciamento va valutato nel transiente. Un accostamento a questo caso consiste nel riformulare il problema del trasferimento contemporaneo di massa e di calore alla superficie della gocciolina in modo tale da ricondurlo a un problema di solo trasferimento di calore del quale già esiste la soluzione analitica. Si discute questo approccio e si mostra che esso è corretto. I risultati dei calcoli mostrano che l’effetto della termoforesi sulle particelle trasportate dal flusso di Stefan durante la permanenza delle goccioline in prossimità del cristallo di ghiaccio (da, 10⁻⁵ a 10⁻⁴ s) è di scarsa rilevanza. Diventa praticamente trascurabile nel caso di grandi goccioline (raggio ≥8·10⁻⁴ cm).

     

Interference in the photodissociation (photoionization) by two close-lying frequencies

Summary The problem of photodissociation (photoionization) by two close-lying frequencies (two modes of a laser or two different lasers) is examined. In the case of one bound state and one continuum the problem is solved analytically and the solution is used to show that the photodissociation (photoionization) yield is reduced due to the interference between the two competing channels (i.e. absorption from one or the other photon mode). It is also shown that the population flow into the continuum happens simultaneously with a relevant photon redistribution between the two modes.

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Riassunto Si studia il problema della fotodissociazione (fotoionizzazione) ad opera di due frequenze vicine. Nel caso di un solo stato legato accoppiato dalla radiazione ad un continuo, si ricava una soluzione analitica del problema. Tale soluzione è adoperata per mostrare che la resa del processo è ridotta a causa dell'interferenza fra i due canali competitivi (assorbimento di uno o dell'altro fotone). Si mostra anche che contemporaneamente al flusso nel continuo si verifica una ridistribuzione dei fotoni fra i due modi.

     

A mathematical model of the field of precipitations

Summary The authors illustrate a mathematical model for the interpretation of dry and rainy periods, which can also point out the periodicities of the timeseries of precipitations and their importance. The model has been applied to the pluviometric series of Genoa University (1833–1979) and it was checked by the hydrometric data of the Bisagno stream at La Presa (1962).

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Riassunto Gli autori illustrano un modello matematico per l’interpretazione dei periodi secchi e di quelli piovosi, modello che può anche individuare le periodicità inste nelle serie temporali delle precipitazioni e la loro rilevanza. Il modello è stato applicato alla serie pluviometrica dell’Università di Genova (1833–1979) ed è stato testato con i valori del livello idrometrico del torrente Bisagno a La Presa (1962).

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Work carried out in the field of the P.F.Promotion of the Environment Quality, subprogram 5 under the Contracts No. 44/80.01738.90/150.6148 and No. 56/79.01490.90/115.6148.     

Diffraction integral for misaligned systems and interference effects of optical arrays

Summary In the present paper, a diffraction integral formula for a misaligned optical system is derived. The interference effects of opticalelement arrays are studied by means of such a formula. The possibility of eliminating interference fringes is discussed. The conclusion is that the interference fringes could be eliminated when the αβγδ condition for arrays is satisfied. The synthetical aberration is simultaneously eliminated. However, in this case, the synthetical image coincides with the individual images. For some special application, the synthetical image does not coincide with the individual images and the αβγδ condition is not fulfilled. But the interference fringes may disappear in some special cases.

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Riassunto La formula di Collins, che esprime il cammino ottico fra un punto del piano oggetto e un punto del piano immagine nel caso di un sistema ottico centrato, è generalizzata al caso di un sistema ottico disallineato. La formula cosí ottenuta è applicata allo studio del fenomeno d’interferenza che ha luogo nel piano della cosiddetta ?immagine sintetica? fra i vari fasci emergenti da una cortina di elementi ottici. Si discutono infine le condizioni in cui non si hanno frange d’interferenza sull’immagine sintetica.

     

Binding of Mn(II) ions to lecithin bilayers as determined by ESR and NMR investigations

Summary The Mn(II)-lecithin system was investigated by means of paramagnetic relaxation studies. Unsonicated and sonicated aqueous dispersions were considered at various temperatures andpH values. Information was derived from both the frequency dependence of the ESR line shape and the paramagnetic contributions to the water proton relaxation rates. A dynamic equilibrium was suggested, by taking into account the role of the through-water cation binding in the metal-lipid interaction.

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Riassunto Il sistema Mn(II)-lecitina è stato studiato per mezzo di misure di rilassamento paramagnetico. Sono state considerate dispersioni acquose sonicate e non a vari valori di temperature epH. Da misure EPR in funzione della frequenza e dallo studio di contributi paramagnetici alle velocità di rilassamento dei protoni dell’acqua sono state ottenute informazioni sul sistema Mn(II)-lecitina. Prendendo in considerazione il ruolo del legame acqua-catione, nell’interazione metallo lipide, è stato suggerito un equilibrio dinamico.

     

Experimental structure factor of liquid mercury by neutron diffraction

Summary The experimental determination of the static structure factor of liquid mercury at room temperature has been done by employing a neutron beam from a steady source (Triga reactor at Casaccia, Rome). The anomalous behaviour of the structure factor has been found enough in agreement with previous X-ray measurements. The present data have been used to test a potential function including Friedel oscillations, by a Monte Carlo simulation.

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Riassunto Il fattore di struttura statico del mercurio liquido è stato misurato a temperatura ambiente per mezzo della diffrazione di neutroni termici. L'esperimento è stato realizzato presso la sorgente continua della Casaccia (Reattore Triga, Casaccia, Roma). Il comportamento anomalo del fattore di struttura, trovato in esperimenti di diffrazione di raggi X, è confermato dalla presente misura di neutroni. I dati sperimentali sono stati usati per verificare l'ipotesi di un potenziale interatomico contenente le oscillazioni di Friedel. I risultati di una simulazione Monte Carlo sono presentati.

     

?Incipit? dell''analisi sperimentale della dinamica del TSS-1

Riassunto La prima missione del satellite a filo TSS ha avuto luogo nell'agosto 1992. Sebbene il suo profilo sia stato radicalmente diverso da quello nominale, è stato possibile ottenere quasi 56 ore di dati fisicamente significativi dagli accelerometri montati a bordo; il loro studio è ora nella fase iniziale. Questo lavoro presenta un riassunto dell'analisi armonica relativa a condizioni di station-keeping, quando il filo aveva una lunghezza costante di 256 m, e un primo confronto tra i risultati teorici ed una parte di quelli sperimentali finora analizzati.

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Summary The first Tethered Satellite has been flown in August 1992. Although its mission profile has been dramatically different with respect to the nominal one, about 56 hours of good accelerometric data have been recorded and their analysis is now at its inception. This paper gives an overview of the harmonic analysis performed when the satellite was in station-keeping conditions with the tether length equal to 256 m and of how theoretical results compare with the first processing of some of the experimental data.

Paper presented at the 6th Cosmic Physics National Conference, Palermo, 3–7 November 1992.     

Sea wave spectra by electromagnetic techniques

Summary Sea wave measurements have been carried out in the Sicilian Channel using a navigational radar for the lower-frequency component and a teflon-coated wire (Goubau line) for the high-frequency component. The results are discussed and the continuity of the complete spectrum is clearly proved.

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Riassunto Mediante nuove tecniche elettromagnetiche è stata misurata l'ondosità del mare nel Canale di Sicilia. è stato ottenuto lo spettro completo del mare, dalla banda di gravità a quella capillare, grazie all'impiego congiunto di un radar di navigazione che fornisce la componente a bassa frequenza, e di un nuovo ondametro a microonde a filo che misura in modo assoluto la componente a bassa frequenza. Si discutono i risultati ottenuti e si dimostra la validità dei sistemi impiegati.

     

A diffusion-kinetic approach for the physical understanding of solid-state silicide formation in thin and thick films

Summary The phase formation in planar binary systems is discussed in terms of the diffusion-kinetic approach. Application to Pt and Ni silicide thin and thick films confirms this approach and permits to interpret experimental data in terms of the physical mechanisms involved. A temperature-dependent critical thicknessW _c for the transition of a compound to its subsequent one is discussed and expressed in terms of the activation energies for the growth and reaction rate.

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Riassunto La formazione delle fasi in sistemi binari è analizzata in termini di un modello cinetico-diffusivo. L’analisi della cinetica di formazione dei siliciuri di Pt e Ni a film sottile e a film spesso secondo i meccanismi di diffusione permette d’interpretare i dati sperimentali. Si discute inoltre sullo spessore critico o di esistenza di un determinato composto e sulla transizione da un composto al successivo in funzione della temperatura che è sempre tale da interessare esclusivamente processi allo stato solido.

     

A study about the environmental impact of a large particulate matter source by means of a sampling station interactive with the environment

Summary The contribution of the particulate matter relapsed from a large oil-fired power plant into the surrounding environment was investigated by means of an automated sampling station interactive with the environment. This station performs real-time measurements of some meteorological parameters and of the concentrations of some gaseous pollutants, thus carrying out aerosol samplings only in situations of environmental interest such as fumigation or blank conditions. Elemental composition of the fractionated particulate matter and morphological observations on single particles were obtained using PIXE (particle-induced X-ray emission) and SEM (scanning electron microscopy) techniques.

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Riassunto Il contributo all’inquinamento dovuto all’emissione di materiale particolato da una centrale termoelettrica ad olio combustibile è stato studiato utilizzando una stazione di prelievo funzionante in modo interattivo con l’ambiente. Questa stazione è in grado di effettuare prelievi di aerosol atmosferico pilotati da prefissati valori di parametri ambientali, sia di tipo meteorologico che di concentrazione di alcuni inquinanti gassosi, che permettono di discriminare situazioni di ricaduta del pennacchio da situazioni tipicamente di fondo. La composizione elementare del particolato, frazionato nelle diverse classi dimensionali, è stata ottenuta mediante la tecnica multielementare PIXE (emissione di raggi X indotte da particelle), mentre osservazioni morfologiche sulle particelle campionate sono state effettuate mediante SEM (microscopia elettronica a scansione).

     

Role of nonpair forces in the lattice dynamics of h.c.p. metals

Summary An analysis of the role of the nonpair forces in the lattice dynamics of s.p. bonded h.c.p. metalsviz. Mg and Zn has been presented. The total energy has been extended up to third order in the electron-ion pseudopotential. The dynamical matrix contains the terms arising from central pairwise interactions between the ions as well as contributions due to sums of nonpair three-body forces. Such forces, arising from the inclusion of third-order terms, are of short-range nature and possess the character of tensor forces. It is concluded that the nonpair three-body interaction is necessary for explaining the lattice dynamics of h.c.p. metals. The theoretical dispersion curves are compared with the experimental data. Good agreement is found between the computed and experimental results along the symmetry directions.

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Riassunto Si è presentata un’analisi del ruolo delle forze non appaiate nella dinamica reticolare di metalli h.c.p. limitati da s.p. rispetto a Mg e Zn. L’energia totale è stata estesa fino al terz’ordine nel potenziale elettrone-ione. La matrice dinamica contiene termini che originano da interazioni del tipo a coppie tra ioni cosiccome contributi dovuti a somme di forze a tre corpi non accoppiati. Tali forze, che derivano dall’inclusione di termini di terz’ordine, sono del tipo a corto raggio e possiedono le caratteristiche di forze tensoriali. Si conclude che l’interazione a tre corpi non appaiata è necessaria per spiegare la dinamica reticolare di metalli h.c.p. Le curve teoriche di dispersione sono confrontate coi dati sperimentali. Si è trovato un buon accordo tra i risultati teorici e sperimentali lungo le direzioni di simmetria.

     

The steady-state toroidal magnetized plasma «thorello» for basic plasma physics research

Summary Thorello is a steady-state toroidal magnetized plasma suitable for basic plasma physics experiments. The discharge is produced in hydrogen by hot-filament electron emission and acceleration by a bias. Electron temperature and density have been evaluated by electrostatic probes. Excitation and detection by an interferometric method of electrostatic ion cyclotron waves (ESICW) have permitted the evaluation of ion temperature.

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Riassunto Thorello è un plasma magnetizzato stazionario particolarmente adatto per esperimenti di fisica del plasma di base. La scarica è prodotta in idrogeno per mezzo di elettroni emessi da un filamento caldo ed accelerati da una differenza di potenziale. La temperatura e la densità elettronica sono state valutate per mezzo di sonde elettrostatiche. La temperatura ionica è stata ricavata mediante un metodo interferometrico basato sull’eccitazione e la rilevazione di onde elettrostatiche ioniche di ciclotrone (ESICW).

     

Plane and cylindrical shock waves in magnetogasdynamics

Summary The Chisnell-Chester-Whitham method has been used to study the propagation of diverging plane and cylindrical shock waves through an ideal gas in the presence of a magnetic field having only constant axial and azimuthal components, simultaneously for both weak and strong cases. By assuming an initial density distribution ϱ₀ = ϱ′r ^−W , where ϱ′ is the density at the plane/axis of symmetry andw is a constant, the analytical expressions for shock velocity and shock strength have been obtained. The expressions for the pressure, the density and the particle velocity immediately behind the shock have been derived for both the cases.

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Riassunto Il metodo di Chisnell-Chester-Whitham è stato usato per studiare la propagazione di onde d’urto divergenti cilindriche e piane attraverso un gas ideale in presenza di un campo magnetico che ha solo componenti costanti assiali e azimutali, contemporaneamente per casi deboli e forti. Assumendo una distribuzione di densità iniziale ϱ₀ = ϱ′r ^−W , dove ϱ′ è la densità al piano/asse di simmetria ew è una costante, si sono ottenute le espressioni analitiche per la velocità d’urto e la forza d’urto. Le espressioni per la pressione, la densità e la velocità delle particelle immediatamente dopo l’urto sono state determinate per entrambi i casi.

     

On the stability of geophysical flows

Summary The stability of the solution of two-dimensional stationary Euler equations for rotating flows with a constant Coriolis force is studied. An Arnold theorem in which some sufficient conditions for the stability are given was used for this purpose. This theorem can be applied to a large class of geophysical flows.

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Riassunto Si è studiata la stabilità delle soluzioni per le equazioni di Eulero stazionarie bidimensionali nel caso di un flusso in rotazione con una forza di Coriolis costante. A tal fine si è fatto uso di un teorema, dovuto ad Arnold, nel quale sono date le condizioni sufficienti per la stabilità del moto. Questo teorema può essere applicato ad una vasta classe di flussi geofisici.

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Work supported by a CNR grant. Progetto Finalizzato Oceanografia.     

Equilibrium formation and growth of droplets on soluble nuclei by adiabatic expansion

Summary A thermodynamic approach is used to describe the formation and the growth upon soluble nuclei due to an adiabatic expansion. Using the conservation laws, several parameters may be expressed as functions of pressure, which is here the only independent variable. In particular, the variation of the droplet radius with pressure is presented.

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Riassunto Si propone un modello termodinamico di formazione e crescita di gocce su nuclei solubili per effetto di un’espansione adiabatica. Sfruttando le leggi di conservazione è posibile esprimere vari parametri in funzione della pressione, che è qui l’unica variabile indipendente. Il modello mostra, in particolare, la variazione del raggio della goccia con la pressione.

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Development and test atT=4.2K of a capacitive resonant transducer for cryogenic gravitational-wave antennas

Summary The characteristics of a new capacitive resonant transducer developed and tested on a small (M=11.2 kg) cryogenic gravitational-wave antenna at the liquid helium temperature are presented. The resonator frequency can be tuned within 0.1 Hz of the antenna frequency. The system has a mechanical merit factorQ≃5·10⁵ and a ratio between the electrical energy in the transducer and the energy in the antenna β=3·10⁻³ atT=4.2 K. With these parameters, the transducer allows one to reach an effective noise temperatureT _eff≃60 mK using a cooled FET preamplifier, and, if coupled to a r.f.-SQUID, allows one to reachT _eff≃10 mK for the 5000 kg cryogenic gravitational-wave antenna of the Roma group at CERN (Geneva).

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Riassunto Si presentano le caratteristiche di un nuovo trasduttore risonante di tipo capacitivo. Il trasduttore è stato provato su una piccola antenna di 11.2 kg di massa, raffreddata alla temperature dell'elio liquido. La frequenza del risuonatore è stata accordata entro 0.1 Hz della frequenza dell'antenna. A 4.2 K, il sistema ha un fattore di merito meccanicoQ≃5·10⁵ ed il rapporto tra l'energia elettrica nel trasduttore e l'energia nell'antenna è β=3·10⁻³. Con i valori dei parametri ottenuti, il trasduttore permette di raggiungere una temperatura efficace di rumoreT _eff≃60 mK usando un amplificatore a FET raffreddato e, se accoppiato ad un r.f.-SQUID, consente di avereT _eff≃10 mK per l'antenna gravitazionale criogenica di 5000 kg del gruppo di Roma, in funzione presso il CERN (Ginevra).

     

Surface wave propagation in a channel connecting two basins

Summary Surface waves propagating through a channel connecting two basins are both reflected and diffracted. A numerical method is presented to solve the problem for short waves in a rectangular channel of constant depth, based upon the solution of contour integral equations. The numerical effort required is dependent on the total length of the ends of the channel, but not on the channel length, as is the case, on the contrary, for other methods (finite differences and finite elements) that become prohibitive in the short-wave limit. The case of a rectangular channel with length and width in ratio 2∶1 and the internal end partially closed by a jetty is examined in some detail.

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Riassunto Le onde superficiali che si propagano attraverso un canale di connessione fra due bacini sono tanto riflesse che diffratte. Gli autori presentano un metodo numerico fondato su una formulazione integrale del problema, particolarmente adatto allo studio del comportamento di onde corte che si propagano lungo un canale rettangolare a profondità costante. Si rileva che lo sforzo numerico dipende dalla lunghezza complessiva delle imboccature del canale, ma non dalla lunghezza del canale stesso, a differenza di quanto avverrebbe invece qualora si adottassero altri metodi numerici (delle differenze finite o degli elementi finiti), che diverrebbero proibitivi sulle onde corte. Si è studiato in particolare il caso di un canale rettangolare con lunghezza doppia della larghezza e parzialmente chiuso da un molo all’estremità di connessione col bacino interno.

     

Biostimulation of HeLa cells by low-intensity visible light

Summary The action of low-intensity red light with λ=633 nm (a He−Ne laser, a filament lamp with light filters a dye-laser pumped by a Cu laser) on the intensity of nucleic-acid synthesis in HeLa cells 1.5 hours after irradiation has been studied. It has been shown that the DNA synthesis is stimulated similarly after irradiation both by the He−Ne laser and by an ordinary source. The RNA synthesis intensity does not alter in both cases. A high-repetition-rate radiation at λ=633 nm acts in the opposite manner: it stimulates the RNA synthesis and the DNA synthesis remains constant. The action spectra of the DNA and RNA synthesis stimulation by continuous light in the range (570÷693) nm are presented.

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Riassunto è stata studiata l'azione della luce rossa a bassa intensità con λ=633nm (un laser a He−Ne, una lampadina a filamento con filtri per la luce, un laser a colorante pompato da un laser a Cu) sull'intensità della sintesi degli acidi nucleici in cellule HeLa un'ora e mezzo dopo irradiazione. Si è mostrato che la sintesi del DNA è stimolata in modo simile dopo irradiazione sia con laser a He−Ne che da una sorgente ordinaria. La sintesi del RNA non è alterata in entrambi i casi. Una radiazione ad alta frequenza di ripetizione a λ=633 nm agisce in maniera opposta: stimola la sintesi del RNA, mentre la sintesi del DNA resta costante. Si forniscono gli spettri d'azione della sintesi di DNA ed RNA mediante luce continua nell'intervallo da 570 a 693 nm.

     

The opposite beams in He−Ne ring laser at 632.8 nm

Summary In the paper the resonant interaction of the opposite beams in a He−Ne ring laser at 632.8 nm is discussed on the basis of experimental results. These results show that the stable laser generation is attained when no simultaneous interaction of the opposite beams exists in the laser system. In the experiment, the mode-locking generation was obtained by applying a combining mirror, reflecting some part of the output beam into the laser cavity.

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Riassunto Nel lavoro si discute sulla base dei risultati sperimentali l’interazione risonante degli sciami opposti in un laser ad anello He−Ne a 632.8 nm. Questi risultati mostrano che la generazione laser stabile è raggiunta quando nessuna interazione simultanea di raggi opposti esiste nel sistema laser. Nell’esperimento, la generazione di modi vincolati in fase è stata ottenuta applicando uno specchio combinante, che riflette qualche parte del raggio di output nella cavità laser.