Интерференционные методы селекции продольных мод.
Эти методы основаны на использовании резонаторов с дополнительными зеркалами (связанных резонаторов); см., например, [54—56].
Рис. 2.74
Рис. 2.75
Рассмотрим лазер, показанный на рис. 2.72 [54]. Здесь 1 — газоразрядная трубка с окнами под углом Брюстера (активный элемент), 2 — двулучепреломляющий кристалл, расщепляющий световой луч на необыкновенный (линейно поляризован в плоскости рисунка) и обыкновенный (линейно поляризован перпендикулярно плоскости рисунка), 3 — полностью отражающие зеркала, 4 — выходное зеркало. Фактически мы имеем здесь два резонатора с разными длинами:
Межмодовые расстояния для этих резонаторов равны соответственно
Будем полагать, что выполнено неравенство
В этом случае спектральные линии резонатора будут иметь вид, показанный на рис. 2.73. Линии, отмеченные цифрами 1 и 2, оказываются заметно усиленными по сравнению с соседними линиями, поскольку они соответствуют частотам, для которых условие резонанса выполняется одновременно в резонаторах длиной
и длиной
Возникновение таких линий имеет, очевидно, интерференционное происхождение. Расстояние между ними
При достаточно малрй разности
можно сделать величину
большой
может превышать ширину линии люминесценции).
Другой вариант интерференционной селекции мод связан с использованием трехзеркального линейного
Рис. 2.76
Рис. 2.77
резонатора (рис. 2.74). Здесь 1 — активный элемент, 2 — полностью отражающее зеркало, 3 — выходное зеркало, 4 — дополнительное зеркало. Интерференция световых волн, формируемых в резонаторах длиной
и длиной
приводит, как и в предыдущем случае, к изменению соотношения между интенсивностями мод. В [13] дан расчет для
и
— коэффициент отражения дополнительного зеркала). Рис. 2.75 иллюстрирует результаты расчета. На рисунке показаны три моды; для сравнения штриховыми линиями даны соответствующие моды в отсутствие дополнительного зеркала. Можно видеть, что интерференционные эффекты приводят к преимущественному усилению центральной моды и к раздвиганию мод.
Применяемые на практике варианты интерференционной селекции продольных мод достаточно многообразны. Используются, например, различные виды четырехзеркальных связанных резонаторов, у которых оси зеркал образуют прямой угол (см. [2] гл. 23). Один из таких резонаторов показан на рис. 2.76.