Важные особенности резонаторов

Резонатор выполняет существенную функцию — он формирует пространственную и спектральную структуру излучения.

Важной особенностью резонатора Фабри-Перо является возможность получения слабо расходящихся пучков. Однако при любых условиях угловая расходимость лазерных лучей или пучков может быть получена на очень низком уровне. Оценим величину предельной расходимости на примере одного из наиболее распространенных твердотельных лазеров — неодимового лазера.

 

Исходным моментом для получения лазерной генерации является создание инверсии населенности на рабочем переходе, а характеристики лазера (уровень порога генерации, спектральная и пространственная структура излучения) во многом (но не во всем!) определяются резонатором. Естественно, такое ясное понимание природы и принципов построения лазеров сложилось далеко не сразу (теория лазерной генерации активно развивается и в настоящее время), однако то, что начинать нужно с получения именно инверсной населенности исследователям было совершенно понятно уже к концу 40-х годов прошлого века.

Основная проблема в получении инверсной населенности для рабочих переходов, частота которых лежит в видимой области спектра или вблизи ее, состояла в недостаточной мощности источников прямой накачки или незнании возможностей непрямого возбуждения. Поэтому первоначально исследователи обратили свое внимание на микроволновую область, для которой длина волны 1,25 см. Основные положения этой концепции были перенесены на видимую область, и се дальнейшее развитие явилось основой теории лазерной генерации, а авторы были удостоены Нобелевской премии.

Как упоминалось ранее, два первых лазера (рубиновый и гелий- неоновый) были созданы в 1960 г. Принцип их работы отражен в названии самой системы термин лазер представляет собой аббревиатуру английского выражения Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation. Кстати, в советской научной литературе долгое время был распространен несколько иной термин — оптический квантовый генератор (ОКГ). Такое название связано с тем, что динамика поведения многих лазерных систем может быть описана с помощью эквивалентных электронных схем.