Главная > Оптика > Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Преимущества волноводных резонаторов.

Применяя волноводный резонатор, можно избежать искажения формы волнового фронта излучения тепловой линзой активного элемента. Эту возможность хорошо иллюстрирует рис. 2.90, на котором изображен волноводный резонатор половинного типа с модой Тепловая линза предполагает зависимость показателя преломления от поперечной координаты . Рассмотрим тонкий слой активной среды, ограниченный плоскостями у и см. рисунок). Легко видеть, что любой световой луч в моде дважды пересекает указанный слой, проходя в нем один и тот же путь, оптическая длина которого равна (на рисунке показаны три световых луча: 1, 2, 3). Положение слоя по оси у выбрано произвольно; поэтому если разбить весь активный элемент на тонкие параллельные слои, то сделанное выше замечание о равенстве оптических путей для всех световых лучей в моде будет справедливо для каждого слоя, а следовательно, и для активного элемента в целом. Иначе говоря, в случае, изображенном на рис. 2.90, каждый световой луч в волноводной моде проходит в активном элементе оптический путь одной и той же длины. Отсюда следует, что тепловая линза активного

Рис. 2.90

элемента не может в данном случае исказить волновой фронт светового пучка.

Отметим, что в волноводных резонаторах можно подобрать такие комбинации волноводных мод, которые оказываются нечувствительными не только к тепловой линзе, но и к иным термическим искажениям активного элемента (например, к изгибу активного элемента, вызванному тепловым расширением). Во всех случаях удается добиться взаимной компенсации изменений волнового фронта светового пучка, происходящих в процессе его распространения по деформированному активному элементу.

Преимущество волноводного резонатора перед обычным плоскопараллельным резонатором демонстрирует рис. 2.91 [12], где представлены две экспериментальные кривые, выражающие зависимость выходной мощности лазера от числа вспышек лампы накачки; кривая 1 относится к обычному резонатору, а кривая 2 — к волноводному (в обоих случаях активный элемент не охлаждался, что приводило к быстрому нагреву). Из рисунка видно, что если в случае обычного резонатора термические искажения относительно быстро приводят к срыву генерации, то в случае волноводного резонатора имеет место сравнительно медленный спад кривой (заметим, что этот спад определяется отнюдь не термическими искажениями элемента, а ухудшением его генерационных характеристик с повышением температуры).

Исследования лазеров с волноводными резонаторами обнаружили высокие селектирующие свойства этих резонаторов, причем как в отношении селекции поперечных мод, так и в отношении частотной селекции. Практически

Рис. 2.91

во всех вариантах волноводного резонатора наблюдается одночастотный режим генерации (селектируется центральная продольная мода). Исследования волноводного лазера на иттрий-алюминиевом гранате с неодимом [71] показали, что одночастотный режим генерации имеет место вплоть до мощностей накачки, при которых разрушается кристалл. В этом же лазере наблюдалась генерация одной поперечной моды; число Френеля при этом превышало .

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление