Режимы работы лазера

Принципиально разделяют стационарный и нестационарный (импульсный) режимы работы лазера, которые во многом определяются процессом накачки - представляется совершенно естественным, что при импульсной накачке невозможно получить стационарную генерацию.

 Стационарный режим работы требует стационарной накачки. Следует отметить, что для стационарного режима существует определенный оптимальный набор параметров системы, т.е., например, при фиксированной мощности накачки существует некоторое значение коэффициента пропускания выходного зеркала Т, при котором достигается максимальная выходная мощность. Существование такого оптимума легко объяснить исходя из принципов работы лазера, рассмотренных в предыдущей части. Действительно, выходная мощность должна возрастать при увеличении пропускания, однако с другой стороны, она должна падать, поскольку с ростом Т возрастают внутри-резонаторные потери, что ведет к уменьшению числа фотонов внутри резонатора. Конкуренция этих двух процессов приводит к существованию определенного максимума выходной мощности при вариации значений Т.

Импульсный, а вернее, моноимпульсный режим является весьма важным для лазеров, поскольку позволяет использовать одно из самых существенных достоинств лазера - получение большей мощности при временной компрессии импульсов. Если не использовать никаких дополнительных устройств или специфических условий (режим свободной генерации), то длительность импульса генерации определяется только двумя параметрами - длительностью импульса накачки и временем излучательной релаксации (фактически, временем жизни возбужденного состояния) активной среды. Поскольку последний параметр составляет порядка 10 '° с и выше, то получить импульсы с длительностью менее наносекунды в режиме свободной генерации нереально даже при очень коротком Импульсе накачки.

Для большинства твердотельных или полупроводниковых лазеров можно получить импульсы длительностью до нескольких пикосекунд, для лазеров на красителях аналогичный предел лежит в области десятков фемтосекунд, а для эксимерных лазеров он вообще переходит фемтосекундный рубеж.