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

Пассивная синхронизация мод (самосинхронизация мод).

Периодическая модуляция параметров резонатора может быть осуществлена не только внешним сигналом, но и в известном смысле автоматически — нелинейным откликом на биения мод. Для этого необходим нелинейный элемент внутри резонатора, например просветляющийся фильтр. В принципе могут использоваться нелинейные свойства активного элемента. В подобных случаях говорят о пассивной синхронизации мод или, иначе, самосинхронизации мод.

Довольно широко применяются просветляющиеся фильтры. Каждая пара продольных мод, возбуждаемых в

Рис. 3.51

Рис. 3.52

лазере с фильтром, будет периодически модулировать величину коэффициента резонансного поглощения фильтра с частотой, равной разности частот рассматриваемых мод. Это приведет, в свою очередь, к тому, что все моды окажутся промодулированными по амплитуде. В результате, как и в случае активной синхронизации, может реализоваться определенная связь между фазами различных мод.

Самосинхронизация продольных мод в лазере с просветляющимся фильтром может быть рассмотрена также с иных позиций — на основе использования флуктуационных представлений. При таком подходе генерация сверхкоротких световых импульсов рассматривается как результат выделения фильтром наиболее интенсивных флуктуаций поля излучения из начального спонтанного шума и подавления остальных (менее интенсивных) флуктуаций. Флуктуанионные представления развивались в работах [13, 14, 39, 116]; см. также [111]. Объяснение самосинхронизации мод с точки зрения этих представлений является в настоящее время общепринятым; такой подход позволяет провести рассмотрение явления самосинхронизации мод наиболее полно и последовательно. Мы обсудим флуктуационные представления более подробно в § 3.11.

Для самосинхронизации мод используют фактически такую же схему лазера с просветляющимся фильтром, что и в случае генерации гигантских импульсов. Специфика заключается главным образом в следующих трех моментах. Во-первых, необходимо предотвратить интерференционную селекцию мод, т. е. использовать неселективный резонатор. Во-вторых, просветляющийся фильтр должен

характеризоваться малым временем релаксации (по сравнению с периодом резонатора):

В-третьих, необходимо выполнить определенные требования к геометрии схемы — длине резонатора, форме отдельных элементов и их взаимному расположению [40, 117]. В частности, просветляющийся фильтр целесообразно располагать вблизи выходного зеркала резонатора.

На рис. 3.51 приведена типичная схема лазера, работающего в режиме самосинхронизации мод. Здесь 1 — активный элемент, 2 — просветляющийся фильтр (кювета с раствором быстро релаксирующего красителя), 3 и 4 — соответственно отражающее и выходное зеркала резонатора на клиновидных подложках; — углы Брюстера для активного элемента и кюветы соответственно.

Самосинхронизация продольных мод при использовании просветляющихся фильтров достаточно подробно исследовалась в экспериментах с рубиновыми и неодимовыми лазерами (см., например, [34—37, 118]).

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление