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

О спектральном и временном описании синхронизации мод.

Изложенное выше описание явления генерации сверхкоротких световых импульсов в лазере с просветляющимся

фильтром может быть названо временным описанием. При таком описании процесс формирования последовательности сверхкоротких импульсов рассматривается как процесс регулярного (повторяющегося через промежуток времени высвечивания части энергии мощного флуктуационного выброса в профиле поля, выделенного и подчеркнутого просветляющимся фильтром. Картина «гуляющего» внутри резонатора мощного импульса может использоваться и в случае активной синхронизации мод. Напомним, что потери, вносимые синхронизатором в резонатор, промодулированы управляющим сигналом; они периодически меняются с частотой . «Гуляющий» внутри резонатора импульс будет, очевидно, проходить через синхронизатор всякий раз в момент времени, отвечающий наименьшим потерям.

Наряду с указанным способом описания используется спектральное описание явления генерации сверхкоротких световых импульсов, когда процесс формирования последовательности импульсов рассматривается как результат интерференции большого числа эквидистантных по частоте мод со связанными фазами (см. § 3.9, а также § 3.1). Первые эксперименты по генерации сверхкоротких импульсов объяснялись на основе именно спектрального подхода, что и привело к возникновению термина «синхронизация мод», или, иначе, «сцепление мод» («mode locking»). Под этим термином понимается фазировка спектральных компонентов. Временной подход, использующий представление о «гуляющем» внутри резонатора мощном импульсе, который выделяется из шума либо случайно (при пассивной синхронизации), либо синхронизатором (при активной синхронизации), стал развиваться несколько позднее.

Характеризующая исходный профиль поля периодическая корреляция в моменты времени и соответствует на спектральном языке формированию набора дискретных мод с эквидистантными частотами Предположим, что фазы мод занимают частотный интервал отвечающий ширине линии усиления. Нетрудно убедиться, что если фазы мод линейно зависят от номера моды т. е. если моды

синхронизованы по фазе, то на периоде резонатора Т формируется одиночный световой импульс длительностью

Это означает, что спектральный подход равнозначен временному подходу в случае, когда на периоде резонатора формируется одиночный световой импульс, т. е. при полной синхронизации мод.

В случае же неполной синхронизации мод спектральный подход становится менее пригодным. Дело в том, что при неполной синхронизации в формировании сверхкоротких импульсов участвует не весь спектр (как это имеет место при полной синхронизации), а лишь часть спектра. Вместо (3.11.3а) имеем в этом случае иное соотношение:

Спектральный подход непригоден для выяснения вопроса о том, выделится ли из начальной флуктуационной картины единственный (на периоде резонатора) интенсивный импульс. Таким образом, более полным и последовательным надо признать временной подход. Он позволяет проанализировать физическую картину явлений на различных этапах взаимодействия излучения с фильтром (как перед просветлением фильтра, так и в процессе просветления). При этом удается рассмотреть условия полной синхронизации, т. е. условия, при которых генерация единичного на периоде резонатора мощного светового импульса происходит с достаточно высокой вероятностью.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление