Режим непрерывного генерирования лазерного излучения (непре-рывный режим) – режим работы лазера, при котором спектральная плотность мощности лазерного излучения на частоте генерирования не обращается в нуль при заданном интервале времени, значительно превышающем период колебаний. Лазеры, работающие в непрерывном режиме, часто называют непрерывными лазерами.
Режим импульсного генерирования лазерного излучения (импульс-ный режим) – режим работы лазера, при котором его энергия излучает-ся в виде импульсов. Лазеры, работающие в импульсном режиме, часто называются импульсными лазерами. Импульсы могут быть одиночны-ми (когда промежуток между импульсами произвольный), представ-лять собой серии регулярных импульсов с произвольным промежутком между сериями или регулярную последовательность импульсов в тече-ние всей работы.
Режим свободного генерирования лазерного излучения (свободный режим) – режим импульсного генерирования лазерного излучения, при котором добротность оптического резонатора не меняется в течение длительности импульсов лазерного генерирования.
Моноимпульсный режим – режим модуляции добротности резонато-ра лазера с импульсной оптической накачкой, при котором за время дей-ствия импульса накачки генерируется один импульс лазерного излучения. Режим модуляции добротности резонатора – режим импульсного
| N | M н | генерирования | лазерного излу- | |||
| M н | чения, при котором | накопление | ||||
| M г | ||||||
| энергии производится в лазерной | ||||||
| активной среде, а ее вывод осу- | ||||||
| ществляется путем быстрого из- | ||||||
| N | M г | менения добротности резонатора | ||||
| от минимальной до максималь- | ||||||
| N* | ной. Поясним этот режим с помо- | |||||
| щью рис. 1.3. По оси ординат здесь | ||||||
| a b | c d e | отложены величины | инверсии в | |||
| t | активной среде | N,плотность из- | ||||
| лучения накачки М н | и плотность | |||||
| Рис. 1.3. К определению режима | мощности генерации | М г,по оси | ||||
| модуляции добротности резонатора | абсцисс – время. Излучение на- | |||||
качки представлено в виде импульса длительностью ad. Величина N * означает пороговую величину инверсии, т.е. величину инверсии, при которой начинается генерация. Пунктиром показаны величины N и М
в режиме свободной генерации. Как видно из рисунка, начиная с мо-г мента а инверсия увеличивается, сначала быстро, а затем ее рост замед-ляется из-за спонтанных процессов в среде. Резонатор лазера перекрыт, что соответствует его минимальной добротности (большим потерям энергии). При достижении почти максимальной инверсии (в момент с) резонатор открывается и развивается мощный импульс излучения (дли-тельностью се). Развитие генерации приводит к резкому уменьшению инверсии. Получающиеся импульсы генерации характеризуются мощ-ностью порядка сотен и тысяч мегаватт и длительностью от единиц до десятков наносекунд. В литературе еще встречается название этого ре-жима как режим гигантских импульсов.
Технически модуляция добротности резонатора осуществляется следующими основными способами:
1. В резонатор лазера помещают электрооптический элемент (на-пример, элемент Керра или Поккельса). При подаче напряжения на элемент он не пропускает излучение, в момент с напряжение быстро снимается и происходит излучение импульса (рис. 1.4, а).
2. Вместо одного зеркала резонатора используют вращающую-ся прямоугольную призму (рис. 1.4, б). Добротность резонатора здесь максимальна в момент, когда гипотенузная грань призмы параллельна второму зеркалу резонатора.
3. В резонатор лазера помещают ячейку с просветляющимся рас-твором. Просветление раствора происходит «автоматически» под дей-ствием спонтанного излучения активного элемента (рис. 1.4, в).
Режим синхронизации мод –режим работы лазера,при которомсоздаются определенные фазовые соотношения между модами резо-натора. В зависимости от этих соотношений режим характеризуется различными параметрами излучения. В одном из режимов излучение происходит в виде импульсов с частотой, примерно равной c /2 L (где с –скорость света; L –длина резонатора),причем мощность в импульседостигает 1012 – 1013 Вт при длительности 10-12 – 10-13 с.
Многомодовый режим генерирования лазерного излучения(мно-гомодовый режим) – режим работы лазера, при котором лазерное из-лучение содержит как продольные, так и поперечные моды, причем по-перечных мод больше, чем одна.
Элемент Керра
| Активный | Призмат. | ||
| Зеркало | поляризатор Зеркало | ||
| элемент | |||
| Элемент | |||
| Поккельса |
а
Вращающаяся
призма Активный Зеркало элемент
б
Акт. элемент
в
Ячейка с просветляющимся
раствором
Рис. 1.4. Способы осуществления режима модуляции добротности резонатора с помощью:
а –электрооптических затворов; б – вращающейся призмы; в – пассивного затвора
Одномодовый режим генерирования лазерного излучения(одно-модовый режим) – режим работы лазера, при котором лазерное излу-чение содержит только одну поперечную и несколько продольных мод.
Одночастотный режим генерирования лазерного излучения(одночастотный режим) – режим работы лазера, при котором лазерное излучение содержит только одну продольную моду (одну спектраль-ную линию).