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

Балансные уравнения. Мгновенное включение добротности.

Учтем зависимость добротности резонатора от времени:

Здесь — максимальное значение добротности, Т — соответствующее этому значению время жизни фотонов в резонаторе, — некоторая функция от времени, изменяющаяся от значения до 1. С учетом (3.6.1) перепишем систему балансных уравнений (3.2.34) в виде

Далее заметим, что время развития гигантского импульса (включая линейный этап) много меньше времени поэтому можно пренебречь в (3.6.2) слагаемым т. е. не учитывать процессы релаксации и накачки в течение времени высвечивания гигантского импульса. В результате система балансных уравнений существенно упрощается:

Подчеркнем: процессы релаксации и накачки принципиально важны на предгенерационном этапе. Что же касается этапа генерации гигантского импульса, то вследствие относительно малой длительности этого этапа указанные выше процессы оказываются фактически несущественными. Процесс генерации гигантского импульса завершается раньше, чем произойдет сколь-либо заметное изменение плотности инверсной заселенности, обусловленное процессами релаксации и накачки.

Переходя к безразмерной форме записи, воспользуемся соотношениями (3.2.52), где в качестве Т и взяты значения параметров, относящиеся к состоянию с максимальной величиной добротности. Система уравнений (3.6.3) будет выглядеть так:

Будем полагать, что включение добротности происходит мгновенно. В этом случае функция может быть записана в виде

Таким образом, на этапе генерации имеем . В результате приходим к следующей системе балансных уравнений:

Предположим, что наряду с модулятором добротности в резонатор помещен нелинейный элемент, осуществляющий отрицательную обратную связь. Это может быть сделано для увеличения длительности гигантского импульса. В качестве нелинейного элемента можно использовать полупроводниковый кристалл с двух фотонным поглощением на частоте генерации. В этом случае в первом уравнении системы (3.6.6) появится дополнительное слагаемое, учитывающее нелинейные потери в резонаторе; указанное слагаемое пропорционально квадрату интенсивности поля в резонаторе. Система уравнений (3.6.6) принимает в рассматриваемом случае вид

Здесь — некоторый параметр, характеризующий двухфотонное поглощение в нелинейном элементе.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление