40. Стійки та не стійки відкриті резонатори, визначення, приклади, переваги та недоліки резонаторів двох відповідних типів.
О. р. з плоскими дзеркалами чутливі до деформацій і перекосів дзеркал, що обмежує їх вживання. Цього недоліку позбавлені О. р. з сферичними дзеркалами, в яких промені, неодноразово відбиваючись від увігнутих дзеркал, не виходять за межі огинаючої поверхні – каустики. Каустик утворюється лише в певної області значень L і радіусів кривизни дзеркал R 1 і R 2 ( мал. 3 ). Оскільки хвилеве поле швидко убуває поза каустикою при видаленні від неї, випромінювання з сферичного О. р. з каустикою набагато менше, ніж випромінювання з плоского О. р. Розрідження спектру в цьому випадку реалізується завдяки тому, що розміри каустики, що обмежує поле, зростають із зростанням m і n . Для коливань з великими m і n каустика виявляється розташованою поблизу краю дзеркал або зовсім не формується і ці коливання сильно випромінюють. Такі сферичні О. р. називають стійкими, т.к. оні не чутливі до малих перекосів і зсувів дзеркал. Стійкі О. р. застосовуються в газових лазерах .
В твердотілих лазерах інколи застосовуються нестійкі О. р., в яких зовнішня каустика утворитися не може: промінь, проходящий поблизу осі резонатора під малим кутом до неї, після віддзеркалень необмежено віддаляється від осі. На кордоні між стійкими і нестійкими О. р. ( мал. 3 ) розташовані софокусниє О. р., в яких фокуси обох дзеркал (віддалені на відстані R 1 /2 і R 2 /3 від відповідного дзеркала) збігаються, у тому числі телескопічний О. р., такий, що складається з малого опуклого і великого увігнутого дзеркал. Нестійкі О. р. володіють великими втратами на випромінювання, чим стійкі, проте ці втрати для коливань вищих типів в них значно більше, чим для основного вагання. Це дозволяє добитися одномодової генерації лазера і пов'язаною з нею високій спрямованості випромінювання.
41. Селекція мод у відкритих резонаторах. Пояснення зовнішньої та внутрішньої селекції мод, приклади реалізації.
За мiсцем розташування пристрою, який забезпечує селекцiю, розрiзняють внутрiшню та зовнiшню селекцiю аксiальних та поперечних власних типiв коливань резонатора. На рис. 5.22 наведено спрощенi схеми внутрiшньої та зовнiшньої селекцiї мод резонатора. При внутрiшнiй селекцiї пристрiй селекцiї установлюється i дiє всерединi резонатора, а при зовнiшнiй за його межами.
Характернi недолiки зовнiшньої селекцiї мод: неможливiсть повного знищення випромiнювання небажаних типiв коливань, а також значна втрата потужностi випромiнювання. Перевага: унiверсальнiсть (придатнiсть для будь-якого готового лазера), легкiсть юстування, дешевина оптичних елементiв. Внутрiшня селекцiя iстотно ускладнює конструкцiю лазерного резонатора, вимагає використання високоякiсної оптики. Однак тiльки при внутрiшнiй селекцiї можна досягти "чистого" видiлення необхiдної моди, а вихiдна потужнiсть при цьому зменшується лише на кiлька вiдсоткiв. Розглянемо деякi способи внутрiшньої селекцiї поперечних i поздовжнiх типiв коливань оптичного резонатора.
