4. 3. 6. О применимости модели открытого

пассивного оптического резонатора для описания реальных лазеров. Результаты теории открытых пассивных резонаторов могут быть непосредственно использованы для описания структуры поля в реальных лазерах при выполнении следующих условии [2]:

1. Необходима высокая оптическая однородность

активной среды, поскольку прохождение волнового фронта через неоднородную среду не эквивалентно прохождению в пустом пространстве.

2. Не должно заметно проявляться влияние боковых

поверхностей активных элементов, стенок кювет, поверхностей электродов возбуждения и т. п.

Это следует из того, что при решении интегрального

уравнения пассивного резонатора предполагалось наличие бесконечного однородного слоя среды между зеркалами. Следовательно, для ее применимости в принципе нужно, чтобы и показатель преломления, и инверсная населенность были бы постоянны не только непосредственно между зеркалами, но и во всей области, где поле излучения обладает заметной интенсивностью.

В реальных лазерах последнее условие редко

выполняется. Часто роль апертурных диафрагм, ограничивающих зону генерации, выполняют не зеркала, а боковые поверхности стенок кюветы или активного стержня. Чтобы по крайней мере исключить появление дополнительных пучков, возникающих за счет полного внутреннего отражения от боковых поверхностей, эти поверхности матируют или погружают в иммерсионную среду. Обычно частичное рассеяние дифрагирующего излучения все же имеет место, и модель открытого резонатора является не вполне корректной.

3. Для резонатора с внешними зеркалами необходимо

исключить влияние света, отраженного от торцевых поверхностей активного элемента. Это достигается нанесением на торцевые поверхности просветляющих покрытий либо наклоном поверхностей раздела по отношению к направлению распространения излучения, чтобы устранить влияние пучков, отраженных от этих границ.

4. Необходимо, чтобы условия генерации в течение

достаточно длительного времени оставались неизменными.

Это следует из того, что именно этому случаю

соответствуют собственные решения стандартного интегрального уравнения открытого резонатора (эти решения соответствуют многократному прохождению излучения через резонатор до установления стационарного распределения поля).

Указанное требование выполняется далеко не всегда,

особенно при генерации коротких импульсов излучения, где чрезвычайно быстро меняется пространственное распределение коэффициента усиления и поля излучения (за время с). При такой ситуации рассматривать пространственную структуру излучения вне связи с кинетикой генерации невозможно. Данное замечание справедливо не только по отношению к лазерам с модуляцией добротности резонатора, но и по отношению к лазерам, работающим в нестационарном режиме (например, "пичковый" режим работы твердотельных лазеров). Характер совершаемых при этом ошибок ясен, если учесть, что в реальных лазерах роль "затравки" при формировании отдельных импульсов (пичков) генерации почти всегда играет шумовое излучение. Пучок света окончательно формируется, становится узконаправленным лишь после многократного прохождения излучения "затравки" через резонатор (что легко увидеть, пользуясь при расчете поля в резонаторе методом последовательных приближений Фокса и Ли.). Поэтому отступление режима работы от квазистационарного режима приводит, в частности, к увеличению расходимости излучения.