7.19.3. Одночастотная многомодовая генерация
Когда усиление за один проход превышает пороговую величину, насыщение среды может настолько сильно изменить распределение поля в резонаторе, что оно будет существенно отличаться от того, что мы имеем при генерации одной моды
. К аналогичному эффекту может привести и значительное пространственное изменение инверсии населенностей в объеме моды. В этом случае для вычисления поля в резонаторе полезно применить приближение медленноменяющейся амплитуды, рассмотренное в разд. 7.10.1.
В частности, если предположить, что лазер генерирует на основной моде
то из уравнения (7.10.17) имеем
откуда после простых преобразований получаем следующее соотношение
где а — коэффициент усиления интенсивности
причем
В этом выражении коэффициент усиления лазерной среды
записывается в виде
где скобки
означают среднее значение на интервале
Аналогично можно показать, что фазы
соответствующие амплитудам
удовлетворяют следующему уравнению:
Используя уравнение (7.10.11) и выражение (7.10.16), нетрудно показать, что обобщенные комплексные амплитуды
в осевых точках
расположенных на зеркалах резонатора, удовлетворяют