Автопульсация

---

Автопульсация — переходное явление в лазерах непрерывного действия . Самопульсация происходит в начале действия лазера . При включении накачки коэффициент усиления в активной среде растет и превышает установившееся значение. Количество фотонов в резонаторе увеличивается, истощая коэффициент усиления ниже стационарного значения, и так далее. Лазер пульсирует; выходная мощность на пиках может быть на порядки больше, чем между импульсами. После нескольких сильных пиков амплитуда пульсаций уменьшается, и система ведет себя как линейный осциллятор с затуханием. Затем пульсация затухает; это начало работы в непрерывном режиме .

Простая модель автопульсации имеет дело с количеством фотонов в резонаторе лазера и количеством возбуждений в усиливающей среде . Эволюцию можно описать уравнениями:${\ Displaystyle Х}$${\ Displaystyle ~ Y ~}$

где – константа связи, – скорость релаксации фотонов в резонаторе лазера , – скорость релаксации возбуждения активной среды , – скорость накачки ; – время прохождения света в резонаторе лазера туда и обратно , – площадь области накачки ( предполагается хорошее согласование мод ); сечение излучения на частоте сигнала . - коэффициент передачи выходного ответвителя . время жизни возбуждения${\ displaystyle ~ K = \ sigma / (st _ {\ rm {r}}) ~}$
${\ Displaystyle ~ U = \ тета L ~}$
${\ Displaystyle ~ V = 1 / \ тау ~}$
${\ displaystyle ~ W = P _ {\ rm {p}} / ({\ hbar \ omega _ {\ rm {p}}}) ~}$
${\ displaystyle ~ t _ {\ rm {r}} ~}$
${\ Displaystyle ~ с ~}$
${\ Displaystyle ~ \ сигма ~}$ ${\ Displaystyle ~ \ омега _ {\ тт {s}} ~}$
${\ Displaystyle ~ \ тета ~}$
${\ Displaystyle ~ \ тау ~}$средний выигрыш . мощность накачки, поглощаемая в усиливающей среде (предполагается постоянной).
${\displaystyle P_{\rm {p}}}$

Такие уравнения в аналогичном виде (с различными обозначениями переменных) фигурируют в учебниках по лазерной физике , например, в монографии А. Зигмана. ^[1]

Практически эта частота может быть на порядки меньше частоты следования импульсов. В этом случае затухание автопульсаций в реальных лазерах определяется другими физическими процессами, не учитываемыми в приведенных выше исходных уравнениях.

Переходный режим может быть важен для квазинепрерывных лазеров, которым необходимо работать в импульсном режиме, например, во избежание перегрева. ^[2]

---