2.7. Расстройка резонатора

Величина, называемая расстройкой резонатора, показывает различия резонаторов. При большой расстройке резонатора происходит срыв синхронизации мод. При определённых значениях расстройки резонатора возможен случай образования двойных импульсов. Образование двойных импульсов возможно в случае большого коэффициента отражения выходного зеркала и большой мощности импульса накачки, т.е. за одним импульс накачки успевает сгенерироваться не один, а сразу несколько лазерных импульсов, что показано на рисунке 48. На следующем рисунке мы привели зависимость длительности лазерных импульсов от величины расстройки резонатора. В итоге получается, что чем больше расстройка резонатора, тем больше длительность лазерных импульсов, что является для нас негативным явлением. Т.е. необходимо добиваться того, чтобы расстройка резонатора была минимальной.

2.8 И 2.9. Псм за счет керровской нелинейности с использованием “жесткой” и “мягкой” диафрагмы.

В случае использования жёсткой диафрагмы дискриминация лазерных импульсов по интенсивности достигается за счёт того, что лазерные импульсы, обладающие различной интенсивностью, имеют различный поперечный размер в плоскости диафрагмы и за счёт данной диафрагмы они экранируются. Различие поперечных размеров лазерных импульсов в зависимости от интенсивности обусловлено тем, что активная среда ведёт себя как некая эквивалентная распределённая линза. Причём фокусное расстояние данной линзы зависит от интенсивности падающего излучения. В случае использования мягкой диафрагмы дискриминация лазерных импульсов осуществляется за счёт лучшего сосредоточения лазерных импульсов в центре активной среды. Т.к. активная среда накачивается лазерным пучком, который в поперечном профиле имеет, например, вид функции Гаусса, т.е. неравномерен в поперечном сечении, то получается, что в центре активной среды коэффициент усиления больше, нежели чем по краям. В итоге, если лазерный импульс в большей степени сосредоточен в центральной части за счёт его самофокусировки, то он обладает большим коэффициентом усиления. А лазерные импульсы, обладающие малой интенсивностью, менее сосредоточены в центральной части и для них коэффициент усиления меньше. В итоге происходит дискриминация лазерных импульсов по интенсивности.

Пам-парам-пам-пам. 10 секунд пропало.

Данную систему уравнений невозможно решить аналитически, поэтому делают ряд допущений. Одно из важных допущений заключается в том, что, во-первых, дисперсия отсутствует и, во-вторых, накачка является доминирующим механизмом в формировании лазерных импульсов на начальном этапе, когда пассивная синхронизация мод отсутствует. Далее усиление отсутствует и начинается ПСМ. Т.е. получается, что при рассмотрении процесса ПСМ усиление активной среды отсутствует. С учётом этих допущений систему можно упростить и представить её решение в матричном виде и производить матричный расчёт резонатора. Далее мы ввели величину, которую назвали силой дискриминации, которая показывает скорость изменения поперечного размера основной моды в зависимости от мощности поля генерации. Мы говорили о том, что чем больше значение Дельта в области, в которой непосредственно реализуется механизм дискриминации флуктуационных фазовых импульсов для случая мягкой диафрагмы – это активный элемент, для случая жёсткой диафрагмы – это непосредственно месторасположение самой жёсткой диафрагмы. Для устойчивой пассивной синхронизации необходимо, чтобы в данных областях значение Дельта было max. Исходя из этого, и производится выбор параметров резонатора лазера и, в случае жёсткой диафрагмы, исходя их этого, осуществляется выбор установки положения жёсткой диафрагмы.